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机器人关节轴承自润滑PTFE/PEEK复合材料的制备及其摩擦学性能研究
1
作者 李林琛 蒋磊 周康 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期110-114,127,共6页
采用熔融沉积成型(FDM)和热压烧结工艺分别制备机器人关节轴承自润滑聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,并对复合材料进行热处理改性,采用单因素实验探讨了热处理各阶段(升温、保温、冷却)工艺参数对复合材料摩擦学性能的影响。... 采用熔融沉积成型(FDM)和热压烧结工艺分别制备机器人关节轴承自润滑聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,并对复合材料进行热处理改性,采用单因素实验探讨了热处理各阶段(升温、保温、冷却)工艺参数对复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:热处理改性可以显著提高FDM及热压烧结工艺成型PTFE/PEEK复合材料的摩擦学性能,但需合理把控升温速率,升温速率过快容易导致材料结晶不充分,劣化改性效果,升温速率为2℃/min时制备的试样摩擦学性能最优;FDM和热压烧结成型试样对应的最佳保温温度分别为210℃和205℃,过高的温度容易诱导材料脆性转变,劣化其摩擦学性能;相较于骤冷的冷却方式,自然冷却可以减小PTFE/PEEK复合材料内部由于冷却而产生的应力及其他结构缺陷,自然冷却条件下FDM成型试样的摩擦因数降低约16.81%,热压烧结试样摩擦因数降低11.65%,从而赋予材料更优的摩擦学性能。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 热压烧结成型 聚四氟乙烯 聚醚醚酮 热处理改性
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铝合金表面活化及其与CF/PEEK复合材料电阻焊性能
2
作者 谌顺心 徐任信 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期75-84,共10页
通过对铝合金表面活化及与热塑层的结合,实现7075铝合金(7075AA)与碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)电阻焊接工艺的优化。利用激光处理在铝合金表面构建起微沟槽网络,显著增强与聚醚酰亚胺(PEI)热塑层的机械耦合作用;相比之下,喷砂处理和未... 通过对铝合金表面活化及与热塑层的结合,实现7075铝合金(7075AA)与碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)电阻焊接工艺的优化。利用激光处理在铝合金表面构建起微沟槽网络,显著增强与聚醚酰亚胺(PEI)热塑层的机械耦合作用;相比之下,喷砂处理和未处理样品的结合效果则较弱。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)与X射线光电子能谱(XPS)表面分析,结果表明Al—O—Si键和硅烷偶联膜过渡层的形成可强化界面。电阻焊接头中,喷砂/激光刻蚀铝与PEI层间结合的不完全,导致热塑层脱粘成为主要失效模式。喷砂接头的单搭接剪切强度LSS为10.47MPa,激光刻蚀接头的LSS达到15.35MPa。经过硅烷处理后,PEI热塑层结合显著增强,激光刻蚀和硅烷处理接头的LSS提高至19.03MPa,相较于单纯激光刻蚀提高了23.97%,此时接头断面呈加热元件断裂特征,失效模式转变为层间断裂。 展开更多
关键词 7075AA CF/peek复合材料 表面增塑改性 强化热塑层 电阻焊接
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3D打印聚醚醚酮(PEEK)基复合材料人工椎体力学性能的有限元研究
3
作者 孙闯 乌日开西·艾依提 滕勇 《中国脊柱脊髓杂志》 北大核心 2025年第5期528-537,共10页
目的:通过有限元法分析3D打印的聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)基复合材料的个性化人工椎体置入后的力学性能及对相邻组织的影响。方法:提取一名男性健康志愿者的腰椎CT扫描数据进行三维重建,构建腰椎(L1~L5)有限元模型,仿真各体... 目的:通过有限元法分析3D打印的聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)基复合材料的个性化人工椎体置入后的力学性能及对相邻组织的影响。方法:提取一名男性健康志愿者的腰椎CT扫描数据进行三维重建,构建腰椎(L1~L5)有限元模型,仿真各体态下不同腰椎节段的活动度,并通过与以往研究文献研究数据比较进行有效性验证。模拟全椎体切除术(total en bloc spondylectomy,TES)切除L3椎体及相邻椎间盘,基于人工椎体的设计原则,设计了个性化人工椎体,并采用后路固定的方式使用钛合金钉棒与相邻腰椎固定。人工椎体内部设计为30%、50%、70%致密度的蜂窝结构,选择PEEK/羟基磷灰石(hydroxylaptite,HA)复合材料作为个性化腰椎人工椎体外部壳体,以PEEK/碳纤维(carbon fiber,CF)材料作为内部填充物。通过Vicon Nexus系统得到直立、前屈、后伸、侧弯、旋转状态下椎体所受力和力矩,作为有限元分析的边界条件,选择合适的植骨孔大小和壳体厚度,对人工椎体内部使用不同致密度的六边形蜂窝进行填充,通过改变皮质骨和松质骨的弹性模量建立青壮年组和中老年组模型,对模型进行有限元仿真,通过统计分析人工椎体、固定系统和相邻上下终板在不同运动状态下的最大应力值以及人工椎体的应力遮挡率的大小,分析人工椎体的性能优劣。结果:人工椎体最大应力值(42.25MPa)低于PEEK/HA的屈服强度(65MPa),内部蜂窝最大应力值(26.38MPa)低于PEEK/CF的屈服强度(90MPa),钉棒固定系统的最大应力值(271.75MPa)低于钛合金的屈服强度(900MPa),相邻终板最大应力值(7.87MPa)低于软骨终板的屈服强度(50MPa),中老年组30%蜂窝致密度的人工椎体应力遮挡率最低。结论:3D打印的PEEK基复合材料人工椎体可以较好地完成TES后腰椎结构的重建,具有较好的生物力学稳定性。 展开更多
关键词 人工椎体 聚醚醚酮 有限元 应力遮挡率
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高温工况用PTFE/PEEK多孔汽车轴承材料成型工艺研究
4
作者 王晶 周文斌 吴联 《现代塑料加工应用》 北大核心 2025年第3期24-28,共5页
通过熔融沉积成型(FDM)技术与热压烧结(HIP)技术制备了聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,研究了其致密化和在极端工况下的摩擦学性能。结果表明:与FDM工艺相比,HIP工艺过程中引入的外载荷提高了PTFE/PEEK复合材料的密实度;高温... 通过熔融沉积成型(FDM)技术与热压烧结(HIP)技术制备了聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,研究了其致密化和在极端工况下的摩擦学性能。结果表明:与FDM工艺相比,HIP工艺过程中引入的外载荷提高了PTFE/PEEK复合材料的密实度;高温干摩擦条件下,HIP工艺PTFE/PEEK复合材料的摩擦学性能较FDM更优;贫油润滑条件下FDM工艺较优的造孔效果赋予了PTFE/PEEK复合材料较好的自润滑性能,表现出比HIP工艺PTFE/PEEK复合材料更好的摩擦学性能。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯 聚醚醚酮 熔融沉积成型 热压烧结 摩擦学性能
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注塑发泡工艺对PEEK制品性能影响 被引量：1
5
作者 马艺涛 李景 +3 位作者 朱宁迪 陆蕾键 杨卫民 谢鹏程 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期93-98,共6页
聚醚醚酮(PEEK)作为最具代表性的特种工程塑料,由于其具有较好的力学性能已被广泛应用于航天和军事领域。采用超临界流体注塑发泡的方式制备了发泡聚醚醚酮,发泡制品的质量降低了21%(比强度为59.8),最低介电常数为2.47。泡孔结构的介入... 聚醚醚酮(PEEK)作为最具代表性的特种工程塑料,由于其具有较好的力学性能已被广泛应用于航天和军事领域。采用超临界流体注塑发泡的方式制备了发泡聚醚醚酮,发泡制品的质量降低了21%(比强度为59.8),最低介电常数为2.47。泡孔结构的介入降低了制品的力学性能,但是,较好的减重效果使发泡制品仍然具有较好的比强度。探究了泡孔结构对发泡PEEK制品的介电性能的影响规律,结果表明,更宽的发泡层使样品中的气体含量更高,可以有效降低制品的介电常数。由于分子链的极化作用,PEEK试样在X波段存在明显的介电常数波动现象。结晶可以抑制分子链的极化,因此,较高的结晶度可以降低制品的介电常数。研究表明,定向调控PEEK发泡制品的介电性能提供了指导方向。 展开更多
关键词 注塑发泡 peek 介电性能 轻量化 力学性能
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PEEK口腔生物材料的应用现状及前景 被引量：3
6
作者 张永恒 刘吕花 +4 位作者 李梦琦 刘英 张丽芳 熊成东 郑延延 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期179-185,共7页
介绍了金属、陶瓷等传统口腔生物材料的优势与不足,聚醚醚酮(PEEK)在口腔医学领域应用的突出优势(卓越的理化性能、良好的生物兼容性及美观性)。综述了PEEK在口腔正畸(正畸弓丝、早期矫治器械和舌侧固定保持器)、口腔修复(冠修复体、桩... 介绍了金属、陶瓷等传统口腔生物材料的优势与不足,聚醚醚酮(PEEK)在口腔医学领域应用的突出优势(卓越的理化性能、良好的生物兼容性及美观性)。综述了PEEK在口腔正畸(正畸弓丝、早期矫治器械和舌侧固定保持器)、口腔修复(冠修复体、桩核、固定局部义齿、可摘局部义齿及颌面赝复体)、口腔种植(口腔种植体、愈合基台和骨支架)、口腔颌面外科(颌骨和颞下颌关节重建)及牙周病学(牙周夹板和牙合垫)等多个领域的应用现状、存在的不足和面临的挑战。重点讨论了通过PEEK改性以提升其在临床应用中的性能和适用性的多种方法。最后对PEEK在口腔医学领域的未来应用前景和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 口腔医学 口腔材料 口腔正畸 口腔修复 口腔种植
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喷油润滑下PEEK齿轮的疲劳失效临界转变关系
7
作者 胡新磊 李静 +3 位作者 刘怀举 魏沛堂 卢泽华 吴若 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期27-36,共10页
聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)齿轮是高性能聚合物齿轮,广泛应用于汽车、无人机、机器人等领域。然而PEEK齿轮失效的形式和机理复杂,导致其在动力传动场合应用缺乏合理的设计依据。针对PEEK齿轮失效机理不明和基础数据缺失的问题... 聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)齿轮是高性能聚合物齿轮,广泛应用于汽车、无人机、机器人等领域。然而PEEK齿轮失效的形式和机理复杂,导致其在动力传动场合应用缺乏合理的设计依据。针对PEEK齿轮失效机理不明和基础数据缺失的问题,开展了喷油润滑下PEEK斜齿轮疲劳性能试验,计算了PEEK齿轮接触和弯曲应力,并通过扫描电镜等设备进行了失效表征。发现喷油润滑下PEEK齿轮失效形式主要为齿面点蚀和齿根疲劳断裂;讨论了喷油润滑下PEEK齿轮齿面点蚀与齿根疲劳断裂的失效机理,发现了PEEK齿轮接触疲劳失效与弯曲疲劳失效之间的临界转变关系,并提出了PEEK齿轮失效形式的评估方法。当PEEK齿轮接触应力与弯曲应力之比低于1.02时,PEEK齿轮主要发生齿根疲劳断裂;接触应力与弯曲应力之比高于1.10时,PEEK齿轮主要发生齿面点蚀破坏;接触应力与弯曲应力之比在1.02~1.10之间时,存在齿面接触疲劳与齿根弯曲疲劳的临界失效转变点。 展开更多
关键词 聚醚醚酮(peek)齿轮 承载能力 齿轮温度 失效形式
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短切CF/PEEK复合材料的制备及抗紫外老化性能
8
作者 朱昊 李勇 还大军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期285-290,共6页
CF/PEEK复合材料因轻质高强、耐腐蚀抗老化等特点,在各领域中被广泛应用,而其在成型过程中不可避免地会产生边料、废料,因此针对CF/PEEK回收再利用的研究很有意义。由于PEEK熔点高、溶体粘度大等特点,此类材料回收再利用困难,本工作通... CF/PEEK复合材料因轻质高强、耐腐蚀抗老化等特点,在各领域中被广泛应用,而其在成型过程中不可避免地会产生边料、废料,因此针对CF/PEEK回收再利用的研究很有意义。由于PEEK熔点高、溶体粘度大等特点,此类材料回收再利用困难,本工作通过添加一定量的PEEK树脂粉末的方法,改善短切预浸料的热压工艺性,通过紫外线加速老化实验,研究紫外老化对复合材料微观形貌、力学性能等的影响,并结合主成分分析法综合评价短切CF/PEEK复合材料的抗紫外老化性能,为热塑性预浸料和热塑性复合材料制品的回收再利用提供参考。研究结果表明:添加了树脂粉末的复合材料表面质量和力学性能得到明显的提高。试样表面的树脂基体在紫外老化作用下会出现粉化开裂并逐渐脱落的现象,在表面形成孔洞、裂纹等缺陷,紫外老化时间越长,复合材料表面受损越严重,力学性能下降越明显。通过主成分分析法得到,树脂添加量对短切CF/PEEK复合材料的抗紫外老化性能影响不大。 展开更多
关键词 短切预浸料 聚醚醚酮(peek) 碳纤维增强 抗紫外老化性能
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PEEK填充PTFE摩擦学性能的分子动力学模拟分析
9
作者 王妍 汤赫男 +2 位作者 赵晶 王世杰 张潜 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期44-49,共6页
采用分子动力学的模拟研究方法,建立不同质量比的聚醚醚酮(PEEK)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的无定型模型(PEEK质量分数分别为5%、10%、15%、20%),对模型进行几何优化和动力学优化,并构建PEEK/PTFE复合材料与Fe摩擦副对摩模型。模拟... 采用分子动力学的模拟研究方法,建立不同质量比的聚醚醚酮(PEEK)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的无定型模型(PEEK质量分数分别为5%、10%、15%、20%),对模型进行几何优化和动力学优化,并构建PEEK/PTFE复合材料与Fe摩擦副对摩模型。模拟分析结果显示:质量分数10%PEEK填充的PEEK/PTFE复合材料的耐磨特性最佳,其磨损率与PTFE材料相比降低了26.44%,且减摩特性保持良好。通过分析摩擦界面处的结合能可以得出,在纯PTFE基材中加入PEEK可有效降低摩擦界面处的结合能,降低PTFE与对偶面的相互作用,从而降低磨损。通过分析摩擦界面处的原子含量、径向分布函数以及自由体积分数可以得出,质量分数为10%的PEEK/PTFE复合材料的PEEK和PTFE分子链分布更加均匀;然而PEEK质量分数过高时,晶胞内易出现不均匀变形和应力集中现象,使得PTFE分子在摩擦过程中更易出现脱落现象,耐磨性降低。研究结果从原子尺度揭示了PEEK对PTFE材料摩擦学性能的作用机制,从微观视域揭示了PEEK填充PTFE的增强机制,为研发新型PTFE基复合材料提供理论参考。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯 聚醚醚酮 分子动力学 复合材料 摩擦学性能
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PEEK/CF复合材料中PEEK结晶行为研究进展 被引量：3
10
作者 李博澜 张凤 +1 位作者 焦梦晓 张骁骅 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2024年第1期68-74,共7页
对聚醚醚酮(PEEK)/碳纤维(CF)复合材料界面结晶研究现状进行综述,分析PEEK在复合过程中的结晶形态演变,总结影响PEEK在CF表面形成横晶结构的关键因素。PEEK横晶结构的生成与CF和PEEK的微观结构匹配性、导热性能匹配性,以及复合材料的热... 对聚醚醚酮(PEEK)/碳纤维(CF)复合材料界面结晶研究现状进行综述,分析PEEK在复合过程中的结晶形态演变,总结影响PEEK在CF表面形成横晶结构的关键因素。PEEK横晶结构的生成与CF和PEEK的微观结构匹配性、导热性能匹配性,以及复合材料的热处理条件密切相关。诱导PEEK在CF表面形成横晶结构有助于提高二者的界面结合强度,进而提升复合材料的拉伸强度和杨氏模量。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 热塑性复合材料 碳纤维 界面结晶
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层间熨平法增强熔丝制造CF/PEEK复合材料的力学性能
11
作者 雷奶琴 阿依古丽·喀斯木 +2 位作者 乌日开西·艾依提 董兰兰 贾儒 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期75-82,共8页
为减小熔丝制造(FFF)3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(CF-PEEK)复合材料的孔隙率,提高其力学性能,提出一种层间熨平方法,即打印完一层后,喷嘴不挤出材料,并再次在这一层表面压过“熨平”。采用FFF工艺制备了CF/PEEK复合材料试样,通过单因素试... 为减小熔丝制造(FFF)3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(CF-PEEK)复合材料的孔隙率,提高其力学性能,提出一种层间熨平方法,即打印完一层后,喷嘴不挤出材料,并再次在这一层表面压过“熨平”。采用FFF工艺制备了CF/PEEK复合材料试样,通过单因素试验研究了扫描间距和层间熨平角度对CF/PEEK复合材料力学性能的影响。使用微米X射线三维成像系统对试样的内部孔隙缺陷进行表征。结果表明,当扫描间距为0.3 mm,纤维质量分数为10%时,无熨平CF/PEEK试样的孔隙率为1.91%,拉伸强度为78.5 MPa,弯曲强度为111.2 MPa。采用层间熨平法可以显著降低CF/PEEK复合材料试样的孔隙率,提高其力学性能。0°和90°熨平后,扫描间距为0.5 mm的CF/PEEK试样的孔隙率分别降低了74.08%和72.48%,拉伸强度分别提高了49.89%和41.98%,弯曲强度分别提高了20.66%和15.99%。当纤维质量分数为10%时,扫描间距0.3 mm的CF/PEEK试样的力学性能最佳,0°熨平的拉伸强度为90.9 MPa,90°熨平的弯曲强度为126.1 MPa。研究表明,层间熨平是一种降低孔隙率和提高力学性能的简单而有效的方式。 展开更多
关键词 熔丝制造 碳纤维增强聚醚醚酮 层间熨平 孔隙率 力学性能
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纳米ZrO_(2)增强PEEK/PTFE复合材料摩擦行为分子动力学模拟
12
作者 党亚朋 汤赫男 +1 位作者 王明辉 刘林 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期59-63,共5页
为了从微观结构探究和揭示纳米二氧化锆(ZrO_(2))对聚醚醚酮(PEEK)/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦行为的影响,在10%PEEK/PTFE复合材料中,分别添加质量分数4%、6%、8%、10%的纳米ZrO_(2),制备4种纳米ZrO_(2)填充PEEK/PTFE复合材料,并基... 为了从微观结构探究和揭示纳米二氧化锆(ZrO_(2))对聚醚醚酮(PEEK)/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦行为的影响,在10%PEEK/PTFE复合材料中,分别添加质量分数4%、6%、8%、10%的纳米ZrO_(2),制备4种纳米ZrO_(2)填充PEEK/PTFE复合材料,并基于分子动力学(MD)方法构建4种复合材料与铁对摩的摩擦模型。结果表明:适量纳米ZrO_(2)可增强PEEK/PTFE复合材料分子链抵抗剪切变形的能力,在聚合物分子链之间形成较强的范德华力,改善了PEEK/PTFE复合材料摩擦性能;纳米ZrO_(2)在摩擦过程中能有效抑制层间滑移现象,在复合材料中起到吸附聚合物分子链的作用,增强了原子间相互作用,阻碍摩擦过程分子链内部滑移;其中质量分数6%纳米ZrO_(2)填充的复合材料摩擦性能最佳。 展开更多
关键词 聚四氟乙烯 聚醚醚酮 纳米二氧化锆 分子动力学 摩擦性能
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不同摩擦配副对PEEK及CF/PEEK复合材料摩擦学性能的影响
13
作者 谢金梦 逄显娟 +4 位作者 赵若凡 刘亚婷 黄素玲 王帅 张永振 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期269-277,共9页
为了选择与PEEK及其CF改性复合材料更合适的配副材料以适应苛刻的干摩擦工况,本工作选用PEEK、CF/PEEK复合材料为研究对象,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机在不同速度、载荷下对PEEK、CF/PEEK复合材料与Al 2O 3球、GCr15球、Si_(3)N_(4... 为了选择与PEEK及其CF改性复合材料更合适的配副材料以适应苛刻的干摩擦工况,本工作选用PEEK、CF/PEEK复合材料为研究对象,利用UMT-2型多功能摩擦磨损试验机在不同速度、载荷下对PEEK、CF/PEEK复合材料与Al 2O 3球、GCr15球、Si_(3)N_(4)球三种不同对磨球所组成的摩擦副进行干摩擦试验。结果表明:CF填充改性PEEK基复合材料,提高了复合材料的摩擦学性能。研究速度、载荷对其摩擦学性能的影响发现,三种对磨球所组成的摩擦副在固定载荷高速时或者固定速度重载时仍保持良好的摩擦磨损性能。三种对磨球中,GCr15轴承钢球与PEEK、CF/PEEK组成的摩擦副摩擦系数最大,磨损率最高;Si_(3)N_(4)陶瓷球的摩擦副摩擦系数最小,磨损率最低。当GCr15-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.275,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.254;当Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副在50 N、400 r/min高速时,摩擦系数为0.265,在90 N、300 r/min重载下,摩擦系数为0.231。GCr15-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下发生了严重的磨粒磨损和黏着磨损,而Si_(3)N_(4)-CF/PEEK摩擦副盘试样在高速高载的苛刻工况下主要是磨粒磨损和轻微的黏着磨损。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 复合材料 Al_(2)O_(3)陶瓷球 GCr15轴承钢球 Si_(3)N_(4)陶瓷球 干摩擦
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抗菌性碳点修饰PEEK干预MRSA感染环境植入物骨整合性能的体内研究
14
作者 何宏星 张心恬 +3 位作者 章梦涵 王耀 邓晓琴 翁少煌 《中国实验动物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1408-1416,共9页
目的本研究拟评价抗菌性碳点修饰聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)在感染性骨缺损环境的骨整合性能。方法熔融法制备结合透析纯化获得胍基碳点(guanidine-based carbon dots,G-CDs),应用聚乙烯醇缩丁醛酯(polyvinyl butyral,PVB)... 目的本研究拟评价抗菌性碳点修饰聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)在感染性骨缺损环境的骨整合性能。方法熔融法制备结合透析纯化获得胍基碳点(guanidine-based carbon dots,G-CDs),应用聚乙烯醇缩丁醛酯(polyvinyl butyral,PVB)通过浸泡-干燥法制备G-CDs修饰的PEEK植入物(PEEK/PVB-G-CDs)。将SD大鼠分为:PEEK植入未感染组(PEEK(-)组),PEEK/PVB-G-CDs植入未感染组(PEEK/PVB-G-CDs(-)组),PEEK植入感染组(PEEK(+)组),PEEK/PVB-G-CDs植入感染组(PEEK/PVB-G-CDs(+)组)。每组大鼠均于垂直股骨外侧髁处制备一个直径2 mm、深度5 mm的孔洞以模拟骨缺损。将30μL生理盐水注入PEEK(-)组和PEEK/PVB-G-CDs(-)组大鼠骨缺损的骨髓腔内形成未感染组。将30μL耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)菌悬液(1.5×10^(4) CFU/mL)注入PEEK(+)组和PEEK/PVB-G-CDs(+)组大鼠骨缺损的骨髓腔内。植入术后0、2和4周,应用动物专用X射线机照射各组大鼠植入部位。术后6周,Micro-CT评估植入部位的骨组织特征。骨髓细菌培养、苏木精-伊红染色(HE staining)、甲苯胺蓝染色(Toluidine blue staining)、戈德纳三色染色(Goldner trichrome staining)及免疫组化染色分析各组大鼠的骨植入部位。结果(1)X射线、Micro-CT、骨髓细菌培养和组织病理学分析等结果确定证实了PEEK(-)组和PEEK/PVB-G-CDs(-)组未出现感染与骨缺损整合;PEEK/PVB-G-CDs(+)组发挥抗菌性有效控制MRSA,菌株形成的骨髓炎实现骨整合,而PEEK(+)组因持续的感染无法骨整合;(2)免疫组化染色评价明确PEEK(+)组显示出比其他3组更低的白细胞介素(interleukin,IL)-4和IL-10等抗炎因子以及更强的IL-6和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α等促炎因子表达,表明G-CDs修饰的PEEK可抑制MRSA感染,调节局部微环境的炎症水平,促进骨缺损部位的骨整合。结论抗菌性碳点修饰PEEK具备优异的骨整合性能,为今后的临床治疗提供了一种候选策略。 展开更多
关键词 抗菌性碳点 聚醚醚酮 植入物改性 骨整合 MRSA感染
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一种钛-PEEK颈椎融合器的设计及其有限元分析
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作者 靳雨生 张倩倩 +2 位作者 董益恺 翟继燊 陈凌峰 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期326-326,共1页
目的聚醚醚酮(PEEK)是融合器常用制备材料,具有良好的力学性能,但生物相容性差,影响骨整合效果。相较之下,钛合金生物相容性好,但刚度大,易导致融合器下沉。本研究旨在设计一款结合钛合金与PEEK两种材料优势的颈椎融合器,并验证其生物... 目的聚醚醚酮(PEEK)是融合器常用制备材料,具有良好的力学性能,但生物相容性差,影响骨整合效果。相较之下,钛合金生物相容性好,但刚度大,易导致融合器下沉。本研究旨在设计一款结合钛合金与PEEK两种材料优势的颈椎融合器,并验证其生物力学性能。方法依据健康人体CT扫描数据,重建C3~C7节段颈椎模型。使用PEEK材质的商用ROI-C融合器模型模拟构建C5~C6节段颈椎前路切除融合术(ACDF)手术模型,在前屈、后伸、左右侧弯和扭转工况下,计算分析颈椎融合器与融合器-椎体接触表面应力分布及术后颈椎活动度(ROM)。综合各种工况下融合器应力分布情况,对融合器进行拓扑优化,根据优化模型进行外部结构重新设计并赋予为钛合金材料,内部镂空部分填充为PEEK材料。最终,比较优化后的钛-PEEK颈椎融合器和商用ROI-C融合器在融合器-椎体接触表面应力分布与ROM的变化情况,评估钛-PEEK融合器的生物力学性能。结果与商用ROI-C融合器相比,钛-PEEK融合器的融合器-椎体接触表面应力下降明显,术后手术节段椎体活动能力有所提升。结论钛-PEEK融合器不仅继承了钛合金高生物相容性,降低了融合器下沉风险,还提高了椎体术后活动能力,减少了术后相邻节段椎间盘退化风险,为ACDF手术中融合器选用提供了新的可行性方案。 展开更多
关键词 颈椎融合器 椎间盘退化 颈椎活动度 相邻节段 骨整合 peek材料 生物相容性 外部结构
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仿成骨过程的PEEK表面层级力学结构的实现与表征
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作者 刘展鹏 张俊峰 唐斌 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期45-45,共1页
目的通过模拟成骨细胞在骨形成过程中的矿化行为,对聚醚醚酮(PEEK)植入材料表面进行改性,制备具有层级力学特征的PEEK表面结构,并评估其机械性能和生物学特性,以拓展PEEK在骨科植入物领域的应用潜力。方法本研究利用微生物诱导的碳酸盐... 目的通过模拟成骨细胞在骨形成过程中的矿化行为,对聚醚醚酮(PEEK)植入材料表面进行改性,制备具有层级力学特征的PEEK表面结构,并评估其机械性能和生物学特性,以拓展PEEK在骨科植入物领域的应用潜力。方法本研究利用微生物诱导的碳酸盐沉淀(MICP)技术,采用Sporosarcina Pasteurii菌进行矿化,从而对PEEK植入材料表面进行力学改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等物理和化学性质表征,评估SPEEK-MICP的微观结构和组成。利用纳米压痕技术测量不同尺度下的层级力学特性。随后,通过体外细胞实验,评价SPEEK-MICP的生物相容性和成骨活性。结果改性后的PEEK材料展现出了类似骨组织的微观尺度下的层级机械性能。纳米压痕测试结果表明,改性后PEEK表面出现了与天然骨类似的,弹性模量随着压入深度上升而下降的层级力学变化趋势。此外,SPEEK-MICP的表面表现出超亲水性。材料改性后,细胞表面黏附、增殖和分化能力均得到了显著提升。结论本研究成功通过MICP技术制备了具有独特机械性能和生物学特性的SPEEK-MICP复合生物材料。该材料不仅具有类似自然骨的微观层级力学特质,还展现出了良好的生物相容性和成骨活性。 展开更多
关键词 骨科植入物 成骨过程 力学结构 植入材料 peek材料 成骨细胞 压入深度 骨组织
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基于磁控溅射的PEEK表面HA涂层构建及其生物安全性评估
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作者 马天源 陆斌 +6 位作者 刘富伟 辛河 陈怡成 贾雪连 朱思敏 张浚睿 宁小娜 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期467-472,共6页
目的:基于磁控溅射技术在PEEK表面构建羟基磷灰石(HA)涂层,并系统评估该方法的生物安全性。方法:磺化PEEK以增加结合面积,并利用磁控溅射技术在其上构建HA涂层;通过扫描电镜结合能谱分析检测构建效果;通过细胞黏附实验、细胞骨架荧光染... 目的:基于磁控溅射技术在PEEK表面构建羟基磷灰石(HA)涂层,并系统评估该方法的生物安全性。方法:磺化PEEK以增加结合面积,并利用磁控溅射技术在其上构建HA涂层;通过扫描电镜结合能谱分析检测构建效果;通过细胞黏附实验、细胞骨架荧光染色以及扫描电镜来评估细胞层面安全性;通过SD大鼠全身毒性评估材料在体安全性;通过金黄地鼠黏膜刺激实验评估材料口腔应用安全性。结果:利用上述技术可在PEEK表面成功构建具有梯度形貌的HA涂层;该涂层可促进细胞黏附、伸展与增殖;且无全身毒性,对动物体重与体内重要脏器HE染色均无显著性影响(P>0.05);同时该涂层在一定程度上减轻了单纯磺化带来的口腔黏膜刺激。结论:基于磁控溅射技术可稳定制备HA涂层,并满足临床应用的生物安全性需求。 展开更多
关键词 聚醚醚酮(peek) 羟基磷灰石(HA)涂层 磁控溅射 生物安全性
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基于PSO-SVR模型的长三角城市群碳达峰情景模拟研究
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作者 吴冠岑 章聪颖 +1 位作者 廖金星 牛星 《生态经济》 北大核心 2025年第7期41-48,共8页
论文基于2006—2019年长三角城市群数据,使用PSO-SVR模型并结合情景分析法对基准情景、产业优化情景、土地集约利用情景和碳减排强化情景等8种情景下长三角城市群的碳排放进行预测。结果表明:(1)PSO-SVR模型能够有效提升模型的预测精度... 论文基于2006—2019年长三角城市群数据,使用PSO-SVR模型并结合情景分析法对基准情景、产业优化情景、土地集约利用情景和碳减排强化情景等8种情景下长三角城市群的碳排放进行预测。结果表明:(1)PSO-SVR模型能够有效提升模型的预测精度。(2)长三角城市群在预测期内的碳排放呈现明显的倒“U”型趋势;(3)基准情景下长三角城市群将在2033年达峰,碳减排强化情景将在2031年实现碳达峰,其他情景均在2032年实现碳达峰。研究为长三角城市群在兼顾社会经济稳定发展前提下早日实现“双碳”目标提供了参考。 展开更多
关键词 碳达峰 PSO-SVR模型 情景模拟 长三角城市群
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胞元尺寸对聚醚醚酮蜂窝夹芯板动态冲击性能的影响
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作者 文周 杨丽君 +2 位作者 舒润泽 钟烨 樊亚祎 《塑料工业》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
聚醚醚酮(PEEK)蜂窝夹芯结构在低速动态冲击下的动力学性能受胞元几何参数的影响显著。本研究采用实验与数值模拟相结合的方法,对能量冲击为15 J的PEEK蜂窝夹芯板进行动态响应分析,并验证了有限元模型的准确性。在此基础上,模拟了9组具... 聚醚醚酮(PEEK)蜂窝夹芯结构在低速动态冲击下的动力学性能受胞元几何参数的影响显著。本研究采用实验与数值模拟相结合的方法,对能量冲击为15 J的PEEK蜂窝夹芯板进行动态响应分析,并验证了有限元模型的准确性。在此基础上,模拟了9组具有不同胞元几何参数的PEEK蜂窝夹芯板的动态冲击响应过程,以峰值载荷和比吸能(SEA)为主要动力学指标。结果表明,SEA对胞元几何参数高度敏感,其变化范围从48.82 J/kg到310.54 J/kg。动态冲击过程中,峰值载荷主要受支柱直径和胞元高度的影响,而SEA值则主要受胞元高度的影响。当支柱直径为3.3 mm,六边形外径为10.8 mm,胞元高度为10.417 mm时,蜂窝夹芯板可实现最大峰值载荷和最大SEA的双重优化。本研究结果为PEEK蜂窝夹芯结构的设计提供了优化依据,有助于提升其在服役过程中的结构稳定性。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 蜂窝夹芯结构 低速动态冲击 胞元几何参数 数值模拟
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PEEK及其复合材料的研究与应用 被引量：25
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作者 赵巍 杨德安 +2 位作者 梁崇 李朝阳 徐廷献 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第9期68-70,共3页
介绍了聚醚醚酮(PEEK)的物理性能及PEEK的改性技术,并对PEEK及其复合材料在机械、航天、电子等领域的应用作了展望。
关键词 peek 复合材料 聚醚醚酮 物理性能 改性技术 特种工程塑料
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