HA/PEEK梯度復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究
發(fā)布時間：2021-03-14 09:33
本課題通過原位合成-梯度復(fù)合-熱壓成型相結(jié)合技術(shù)成功制備了不同羥基磷灰石（HA）總含量的羥基磷灰石增強聚醚醚酮（HA/PEEK）梯度復(fù)合材料。通過XRD、FT-IR和SEM等檢測手段對HA/PEEK梯度復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)及組織成分進行表征和分析；利用材料萬能試驗機系統(tǒng)研究了制備工藝條件對HA/PEEK梯度復(fù)合材料力學(xué)性能的影響變化規(guī)律；結(jié)合顯微形貌的觀察與分析,揭示了HA/PEEK在不同條件下的斷裂機理；通過生物沉積試驗評價了HA/PEEK梯度復(fù)合材料的生物活性。研究結(jié)果如下：1.XRD分析結(jié)果表明,熱處理可以改善PEEK的結(jié)晶度；FT-IR分析結(jié)果表明HA/PEEK梯度復(fù)合材料是HA和PEEK的混合物；SEM掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)A/PEEK梯度復(fù)合材料的復(fù)合層中的HA顆粒為納米級別,并且發(fā)現(xiàn)HA/PEEK梯度復(fù)合材料具有良好的界面結(jié)合狀態(tài)。2. HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸試驗和三點彎曲實驗結(jié)果表明HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸強度、拉伸應(yīng)變、彎曲強度和彎曲應(yīng)變隨著HA總含量的增加而下降,相反地,HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸模量和彎曲模量隨著HA總含量的增加而增加。3.退火處理后的...
【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不銹鋼模具
2.3.1 XRD 分析圖4分別給出了 PEEK粉體原料及經(jīng)395°C溶融重結(jié)晶處理后的PEEK的XRD圖譜。從圖4可以看出，PEEK粉體處理前后的XRD衍射峰所對應(yīng)的位置基本上沒有發(fā)生改變。與已有的文獻相似[67-69]，這些特征峰所對應(yīng)的衍射角20分別為18.80。，20.76°, 22.82。和 28.94。，所對應(yīng)的晶面(hkl)分別為(110)，（111)，(200)和(211)。這表明PEEK在395°C溶融處理后不會發(fā)生分解或降解反應(yīng)。此外，比較圖40)和圖4(b)可知
Strain (%)圖9層間梯度濃度為10 wt%，不同HA總含量的HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為曲線Fig.9 Tensile stress-strain curves of HA/PEEK FGBm at 10 wt% HA concentration differencebetween adjacent layers (HCDBAL) with different total HA content圖10為HA總含量對HA/PEEK梯度復(fù)合材料拉伸強度的影響變化規(guī)律。從圖10中可以看出，與純PEEK相比，HA顆粒的存在使得材料的拉伸強度明顯降低。比如，純PEEK的拉伸強度為107.35 MPa，而(0/10/20) wt% HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸強度為55.57 MPa，約為前者的1/2。此外，HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸強度隨著HA總含量的增加而下降。比如
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PEEK-HA生物材料對成纖維細胞3T3的影響[J]. 倪卓,劉士德,王應(yīng),劉學(xué),姜振華. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2013(04)
[2]PEEK/HA生物復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性[J]. 倪卓,王應(yīng),華文語,田生禮,劉士德,王淼. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2012(06)
[3]功能梯度材料的制備與應(yīng)用[J]. 訾克明,陳勁松. 熱加工工藝. 2012(22)
[4]功能梯度材料制備方法的研究現(xiàn)狀[J]. 張勇. 熱加工工藝. 2012(18)
[5]功能梯度材料制備工藝及研究進展[J]. 劉華煒,劉學(xué)武,張廣文. 機械設(shè)計與制造. 2012(04)
[6]聚醚醚酮的分子量對其結(jié)晶行為和熱學(xué)行為的影響[J]. 金石磊,任雯清,陸倩淑,李小慧,楊振國. 化工新型材料. 2011(06)
[7]羥基磷灰石/生物高分子復(fù)合材料的制備方法進展[J]. 杜江華. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(25)
[8]原位聚合羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料[J]. 蔡衛(wèi)全,馬睿,翁履謙,宋申華,倪卓. 化工新型材料. 2010(06)
[9]人工關(guān)節(jié)材料的仿生性能及臨床應(yīng)用[J]. 孟昭琴. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(22)
[10]功能梯度材料的制備方法與性能評價[J]. 續(xù)晶華,耿浩然,田憲法,孫佳偉. 熱加工工藝. 2009(18)
本文編號：3081921
【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不銹鋼模具
2.3.1 XRD 分析圖4分別給出了 PEEK粉體原料及經(jīng)395°C溶融重結(jié)晶處理后的PEEK的XRD圖譜。從圖4可以看出，PEEK粉體處理前后的XRD衍射峰所對應(yīng)的位置基本上沒有發(fā)生改變。與已有的文獻相似[67-69]，這些特征峰所對應(yīng)的衍射角20分別為18.80。，20.76°, 22.82。和 28.94。，所對應(yīng)的晶面(hkl)分別為(110)，（111)，(200)和(211)。這表明PEEK在395°C溶融處理后不會發(fā)生分解或降解反應(yīng)。此外，比較圖40)和圖4(b)可知
Strain (%)圖9層間梯度濃度為10 wt%，不同HA總含量的HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為曲線Fig.9 Tensile stress-strain curves of HA/PEEK FGBm at 10 wt% HA concentration differencebetween adjacent layers (HCDBAL) with different total HA content圖10為HA總含量對HA/PEEK梯度復(fù)合材料拉伸強度的影響變化規(guī)律。從圖10中可以看出，與純PEEK相比，HA顆粒的存在使得材料的拉伸強度明顯降低。比如，純PEEK的拉伸強度為107.35 MPa，而(0/10/20) wt% HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸強度為55.57 MPa，約為前者的1/2。此外，HA/PEEK梯度復(fù)合材料的拉伸強度隨著HA總含量的增加而下降。比如
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PEEK-HA生物材料對成纖維細胞3T3的影響[J]. 倪卓,劉士德,王應(yīng),劉學(xué),姜振華. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2013(04)
[2]PEEK/HA生物復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性[J]. 倪卓,王應(yīng),華文語,田生禮,劉士德,王淼. 深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2012(06)
[3]功能梯度材料的制備與應(yīng)用[J]. 訾克明,陳勁松. 熱加工工藝. 2012(22)
[4]功能梯度材料制備方法的研究現(xiàn)狀[J]. 張勇. 熱加工工藝. 2012(18)
[5]功能梯度材料制備工藝及研究進展[J]. 劉華煒,劉學(xué)武,張廣文. 機械設(shè)計與制造. 2012(04)
[6]聚醚醚酮的分子量對其結(jié)晶行為和熱學(xué)行為的影響[J]. 金石磊,任雯清,陸倩淑,李小慧,楊振國. 化工新型材料. 2011(06)
[7]羥基磷灰石/生物高分子復(fù)合材料的制備方法進展[J]. 杜江華. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(25)
[8]原位聚合羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料[J]. 蔡衛(wèi)全,馬睿,翁履謙,宋申華,倪卓. 化工新型材料. 2010(06)
[9]人工關(guān)節(jié)材料的仿生性能及臨床應(yīng)用[J]. 孟昭琴. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(22)
[10]功能梯度材料的制備方法與性能評價[J]. 續(xù)晶華,耿浩然,田憲法,孫佳偉. 熱加工工藝. 2009(18)
本文編號：3081921
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