可降解聚乳酸的強韌性差,而醫(yī)用鎂合金的腐蝕速率太快,這些都制約了其臨床應用。本文利用鎂合金絲定向增強聚乳酸基體,采用熱壓成型工藝制備復合材料,并通過拉拔成型工藝和退火處理使得聚乳酸得到自增強,制備出高強度聚乳酸基復合材料棒材。通過單纖維拔出試驗和分子動力學模擬方法研究了鎂合金絲表面微弧氧化處理對復合材料兩相界面性能的影響及強化機制。采用拉伸、彎曲、剪切等實驗方法研究了鎂合金絲微弧氧化處理和直徑大小對復合材料力學性能的影響,探索了拉拔工藝及退火處理對復合材料中聚乳酸的微觀組織、力學性能的影響,主要結論如下：鎂合金絲微弧氧化處理能顯著改善復合材料界面性能,復合材料兩相界面平均剪切強度提高了369.8%,絲材臨界埋入深度降低了77.4%,并使得復合材料的界面斷裂由原先的界面控制轉變?yōu)榛w控制。對鎂合金絲材直徑為0.3 mm、含量為6vo1%的復合材料,微弧氧化處理可將復合材料彎曲強度從94 MPa提高至110 MPa,是純聚乳酸的1.33倍。相同鎂合金絲微弧氧化條件下,0.2 mm、0.3 mm、0.45 mm這三種直徑鎂合金絲對聚乳酸的強化效果明顯,且復合材料界面平均剪切強度隨絲材直徑增大... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚乳酸及其復合材料的研究現狀
        1.2.1 聚乳酸的性質
        1.2.2 聚乳酸的改性與增強方法
        1.2.3 聚乳酸基復合材料的研究進展
            1.2.3.1 聚乳酸基復合材料的設計
            1.2.3.2 長纖維定向增強聚乳酸基復合材料制備工藝的研究現狀
    1.3 鎂合金的研究現狀
        1.3.1 鎂及其合金
        1.3.2 鎂合金的表面改性
    1.4 復合材料的界面研究現狀
        1.4.1 界面的作用及其與復合材料性能的關系
        1.4.2 兩相界面強度的測試方法
        1.4.3 界面結合機理
    1.5 論文的研究目標及其內容
第二章 原材料與實驗方法
    2.1 原材料和設備
        2.1.1 原材料及化學試劑
        2.1.2 實驗設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 鎂合金絲的微弧氧化處理
        2.2.2 單纖維拔出試驗樣品的制備
        2.2.3 復合材料棒材的熱成型工藝
        2.2.4 復合材料的退火處理
    2.3 微觀組織結構表征
        2.3.1 表面形貌結構表征
        2.3.2 相組成測定和結晶度計算
        2.3.3 MAO膜層表面孔隙率和孔徑表征
    2.4 復合材料性能表征
        2.4.1 拉伸性能測試
        2.4.2 彎曲性能測試
        2.4.3 剪切性能測試
        2.4.4 兩相界面強度測試
        2.4.5 分子間相互作用的模擬
第三章 鎂合金絲增強聚乳酸基復合材料界面性能的研究
    3.1 微弧氧化處理對復合材料界面性能的影響
        3.1.1 絲材力學性能和表面微弧氧化陶瓷層形貌
        3.1.2 單纖維拔出載荷-位移曲線
        3.1.3 界面結合強度
        3.1.4 界面斷裂面形貌
    3.2 絲材直徑對界面性能的影響
        3.2.1 絲材力學性能和表面微弧氧化陶瓷層形貌
        3.2.2 界面結合強度
    3.3 鎂合金絲與聚乳酸的界面結合機理研究
        3.3.1 界面機械鎖合力
        3.3.2 界面分子間作用力
    3.4 基于界面強化的復合材料制備工藝討論
    3.5 本章小結
第四章 鎂合金絲增強聚乳酸基復合材料性能的研究
    4.1 復合材料的力學性能
    4.2 復合材料斷裂行為研究
        4.2.1 拉伸斷裂
        4.2.2 彎曲斷裂
    4.3 絲材直徑對復合材料力學性能的影響
        4.3.1 拉伸強度
        4.3.2 彎曲強度
        4.3.3 剪切強度
    4.4 拉拔工藝對復合材料性能的影響
        4.4.1 微觀組織
        4.4.2 力學性能
            4.4.2.1 拉伸強度
            4.4.2.2 彎曲強度
            4.2.2.3 剪切強度
        4.4.3 退火處理對拉拔后復合材料性能的影響
    4.5 本章小結
第五章 總結
致謝
參考文獻
研究生期間發(fā)表的學術成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3037013