HA/PEEK梯度复合材料的制备与力学性能研究
发布时间：2021-03-14 09:33
本课题通过原位合成-梯度复合-热压成型相结合技术成功制备了不同羟基磷灰石（HA）总含量的羟基磷灰石增强聚醚醚酮（HA/PEEK）梯度复合材料。通过XRD、FT-IR和SEM等检测手段对HA/PEEK梯度复合材料的显微结构及组织成分进行表征和分析；利用材料万能试验机系统研究了制备工艺条件对HA/PEEK梯度复合材料力学性能的影响变化规律；结合显微形貌的观察与分析,揭示了HA/PEEK在不同条件下的断裂机理；通过生物沉积试验评价了HA/PEEK梯度复合材料的生物活性。研究结果如下：1.XRD分析结果表明,热处理可以改善PEEK的结晶度；FT-IR分析结果表明HA/PEEK梯度复合材料是HA和PEEK的混合物；SEM扫描结果发现A/PEEK梯度复合材料的复合层中的HA颗粒为纳米级别,并且发现HA/PEEK梯度复合材料具有良好的界面结合状态。2. HA/PEEK梯度复合材料的拉伸试验和三点弯曲实验结果表明HA/PEEK梯度复合材料的拉伸强度、拉伸应变、弯曲强度和弯曲应变随着HA总含量的增加而下降,相反地,HA/PEEK梯度复合材料的拉伸模量和弯曲模量随着HA总含量的增加而增加。3.退火处理后的...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不锈钢模具
2.3.1 XRD 分析图4分别给出了 PEEK粉体原料及经395°C溶融重结晶处理后的PEEK的XRD图谱。从图4可以看出，PEEK粉体处理前后的XRD衍射峰所对应的位置基本上没有发生改变。与已有的文献相似[67-69]，这些特征峰所对应的衍射角20分别为18.80。，20.76°, 22.82。和 28.94。，所对应的晶面(hkl)分别为(110)，（111)，(200)和(211)。这表明PEEK在395°C溶融处理后不会发生分解或降解反应。此外，比较图40)和图4(b)可知
Strain (%)图9层间梯度浓度为10 wt%，不同HA总含量的HA/PEEK梯度复合材料的拉伸应力-应变行为曲线Fig.9 Tensile stress-strain curves of HA/PEEK FGBm at 10 wt% HA concentration differencebetween adjacent layers (HCDBAL) with different total HA content图10为HA总含量对HA/PEEK梯度复合材料拉伸强度的影响变化规律。从图10中可以看出，与纯PEEK相比，HA颗粒的存在使得材料的拉伸强度明显降低。比如，纯PEEK的拉伸强度为107.35 MPa，而(0/10/20) wt% HA/PEEK梯度复合材料的拉伸强度为55.57 MPa，约为前者的1/2。此外，HA/PEEK梯度复合材料的拉伸强度随着HA总含量的增加而下降。比如
【参考文献】：
期刊论文
[1]PEEK-HA生物材料对成纤维细胞3T3的影响[J]. 倪卓,刘士德,王应,刘学,姜振华. 深圳大学学报(理工版). 2013(04)
[2]PEEK/HA生物复合材料的热稳定性[J]. 倪卓,王应,华文语,田生礼,刘士德,王淼. 深圳大学学报(理工版). 2012(06)
[3]功能梯度材料的制备与应用[J]. 訾克明,陈劲松. 热加工工艺. 2012(22)
[4]功能梯度材料制备方法的研究现状[J]. 张勇. 热加工工艺. 2012(18)
[5]功能梯度材料制备工艺及研究进展[J]. 刘华炜,刘学武,张广文. 机械设计与制造. 2012(04)
[6]聚醚醚酮的分子量对其结晶行为和热学行为的影响[J]. 金石磊,任雯清,陆倩淑,李小慧,杨振国. 化工新型材料. 2011(06)
[7]羟基磷灰石/生物高分子复合材料的制备方法进展[J]. 杜江华. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(25)
[8]原位聚合羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料[J]. 蔡卫全,马睿,翁履谦,宋申华,倪卓. 化工新型材料. 2010(06)
[9]人工关节材料的仿生性能及临床应用[J]. 孟昭琴. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(22)
[10]功能梯度材料的制备方法与性能评价[J]. 续晶华,耿浩然,田宪法,孙佳伟. 热加工工艺. 2009(18)
本文编号：3081921
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不锈钢模具
2.3.1 XRD 分析图4分别给出了 PEEK粉体原料及经395°C溶融重结晶处理后的PEEK的XRD图谱。从图4可以看出，PEEK粉体处理前后的XRD衍射峰所对应的位置基本上没有发生改变。与已有的文献相似[67-69]，这些特征峰所对应的衍射角20分别为18.80。，20.76°, 22.82。和 28.94。，所对应的晶面(hkl)分别为(110)，（111)，(200)和(211)。这表明PEEK在395°C溶融处理后不会发生分解或降解反应。此外，比较图40)和图4(b)可知
Strain (%)图9层间梯度浓度为10 wt%，不同HA总含量的HA/PEEK梯度复合材料的拉伸应力-应变行为曲线Fig.9 Tensile stress-strain curves of HA/PEEK FGBm at 10 wt% HA concentration differencebetween adjacent layers (HCDBAL) with different total HA content图10为HA总含量对HA/PEEK梯度复合材料拉伸强度的影响变化规律。从图10中可以看出，与纯PEEK相比，HA颗粒的存在使得材料的拉伸强度明显降低。比如，纯PEEK的拉伸强度为107.35 MPa，而(0/10/20) wt% HA/PEEK梯度复合材料的拉伸强度为55.57 MPa，约为前者的1/2。此外，HA/PEEK梯度复合材料的拉伸强度随着HA总含量的增加而下降。比如
【参考文献】：
期刊论文
[1]PEEK-HA生物材料对成纤维细胞3T3的影响[J]. 倪卓,刘士德,王应,刘学,姜振华. 深圳大学学报(理工版). 2013(04)
[2]PEEK/HA生物复合材料的热稳定性[J]. 倪卓,王应,华文语,田生礼,刘士德,王淼. 深圳大学学报(理工版). 2012(06)
[3]功能梯度材料的制备与应用[J]. 訾克明,陈劲松. 热加工工艺. 2012(22)
[4]功能梯度材料制备方法的研究现状[J]. 张勇. 热加工工艺. 2012(18)
[5]功能梯度材料制备工艺及研究进展[J]. 刘华炜,刘学武,张广文. 机械设计与制造. 2012(04)
[6]聚醚醚酮的分子量对其结晶行为和热学行为的影响[J]. 金石磊,任雯清,陆倩淑,李小慧,杨振国. 化工新型材料. 2011(06)
[7]羟基磷灰石/生物高分子复合材料的制备方法进展[J]. 杜江华. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(25)
[8]原位聚合羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料[J]. 蔡卫全,马睿,翁履谦,宋申华,倪卓. 化工新型材料. 2010(06)
[9]人工关节材料的仿生性能及临床应用[J]. 孟昭琴. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(22)
[10]功能梯度材料的制备方法与性能评价[J]. 续晶华,耿浩然,田宪法,孙佳伟. 热加工工艺. 2009(18)
本文编号：3081921
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