赵冰
,
徐大可
,
孙子晴
,
任伊宾
,
战德松
,
肖克沈
,
杨柯
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.643
采用RTCA法和Annexin-V/PI双标记法研究了一种新型磷镁晶须的体外生物相容性,采用共培养法研究了抗菌性能.结果表明,磷镁晶须材料的生物相容性随着晶须浓度的提高而降低,晶须浓度小于等于500μg/mL时具有较好的体外生物相容性.当晶须浓度为50 μg/mL和200 μg/mL时,对成骨细胞几乎没有影响.磷镁晶须的杀菌效能随着浓度的提高而提高,浓度为500 μg/mL时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率分别达到96.84％和99.93％,表现出优异的抗菌性能.
关键词:
无机非金属材料
,
磷镁晶须
,
生物相容性
,
抗菌性能
,
细胞凋亡
,
RTCA
史显波
,
徐大可
,
闫茂成
,
严伟
,
单以银
,
杨柯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00143
通过对商用X80管线钢进行适当的Cu合金化功能性改进,制备出不同Cu含量(1.06Cu、1.46Cu、2.00Cu,质量分数,%)的新型管线钢。利用抗菌性能检测、电化学测试、腐蚀产物分析、激光共聚焦显微镜(CLSM)等方法研究了含Cu管线钢的抗菌性能和微生物腐蚀行为。研究表明,含Cu管线钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有强烈的杀灭作用,以多边形铁素体为特征的1.0Cu管线钢能够保证在X80钢强韧性的水平下具有优异的抗微生物腐蚀性能。含Cu管线钢中富Cu相对抗微生物腐蚀性能起到了关键作用。1.0Cu钢和X80钢的线性极化电阻RLPR在含有硫酸盐还原菌(SRB)的土壤浸出液中浸泡2 d后均急剧下降,导致X80钢的腐蚀电流密度明显大于1.0Cu钢。显微观察表明,大量生物膜的生成导致在SRB环境中的X80钢的点蚀数量和最大点蚀坑深度均高于1.0Cu钢。
关键词:
管线钢
,
Cu
,
微生物腐蚀
,
富Cu相
,
抗菌性能
夏进
,
徐大可
,
南黎
,
刘宏芳
,
李绮
,
杨柯
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.188
人类认知由微生物导致的金属腐蚀现象距今已有一个多世纪的历史.最近20年,微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion,MIC)已成为金属腐蚀的一个研究热点.因为缺乏对MIC机理的深入了解和认识,人们甚至认为MIC是腐蚀领域中的一个“谜”.因此,迫切需要了解MIC的发生机理.最新的研究结果表明,金属的微生物腐蚀在本质上是一个生物电化学过程.在微生物与金属并存的环境中,当电子供体(如碳源)不存在或消耗掉之后,微生物用金属代替碳源获取电子,导致金属发生微生物腐蚀.另外一种腐蚀机理是,微生物的代谢产物(比如有机酸)导致金属腐蚀.腐蚀是一个能量释放的反应过程,微生物通过腐蚀金属得到维持其生命所必需的能量.目前,电化学方法已应用于微生物金属腐蚀研究,学者们提出了诸如“阴极去极化”等经典理论.但单纯从电化学角度研究微生物腐蚀金属可能得到一些片面的结论.随着对这一领域研究的不断深入人们认识到必须结合生物能量学以及生物电化学方面的知识,以更好地理解微生物影响金属腐蚀的进程.本文总结这方面的最新研究进展,并着重介绍“生物催化阴极还原”理论(Biocatalytic cathodic sulfate reduction,BCSR)和“电化学微生物腐蚀”理论(Electrical microbial infuenced corrosion,EMIC)等最新的金属微生物腐蚀机理.本文主要从生物能量学和生物电化学方面介绍金属微生物腐蚀机理研究,这是目前国际上一种新的研究方法和思路.BCSR就是依据这一思路解释了微生物为什么和怎样腐蚀金属这一MIC研究领域中的这一难题.
关键词:
材料失效与保护
,
微生物腐蚀
,
硫酸盐还原菌
,
生物膜
,
生物能量学
,
细胞外电子传递
刘宏伟
,
徐大可
,
吴亚楠
,
杨柯
,
刘宏芳
腐蚀科学与防护技术
doi:10.11903/1002.6495.2014.370
综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考.
关键词:
SRB
,
生物膜
,
微生物腐蚀
,
生物矿化作用
王帅
,
杨春光
,
徐大可
,
沈明钢
,
南黎
,
杨柯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00184
利用抗菌性能检测、硬度测试、TEM观察、激光共聚焦显微镜观察和SEM观察等手段,研究了时效处理对3Cr13MoCu马氏体不锈钢抗菌性能的影响.研究结果表明,随着时效温度的升高,3Cr13MoCu马氏体不锈钢中的富Cu相不断长大,对金黄色葡萄球菌的杀菌率不断提高,但其硬度迅速下降.而在500℃进行时效处理时,延长时效时间至10～14 h后,钢中富Cu相含量不断增加,其抗菌性能和硬度均不断提高.结合抗菌性能和硬度测试结果,确定3Cr13MoCu不锈钢的优化热处理制度为:1080℃固溶30 min,水冷+500℃时效10～14h,空冷.在此热处理工艺下,3Cr13MoCu不锈钢表现出了非常优异的抗菌性能,在杀灭游离态细菌的同时,还可以有效地抑制表面细菌生物膜的形成.
关键词:
含Cu马氏体不锈钢
,
抗菌性能
,
硬度
,
生物膜
黄胜前
,
杨永清
,
李晓斌
,
陈志伟
材料导报
单轴、双轴和三轴徐变试验结果表明,混凝土的徐变与弹性变形一样具有空间特性,但根据单轴徐变试验得到的徐变系数、徐变泊松比以及采用叠加原理计算的双轴、三轴应力状态下的空间徐变与实际情况存在较大偏差.为了准确计算不同应力状态下混凝土的空间徐变,介绍了应力组合对有效徐变泊松比的影响和基于有效徐变泊松比的空间徐变计算方法.另外,根据应力张量的弹性力学意义,引入了球应力徐变系数(ψ)m和偏应力徐变系数(ψ) d,提出了基于这两个徐变系数的空间徐变计算统一表达式,可计算混凝土在单轴、双轴和三轴等不同应力状态下的空间徐变.
关键词:
混凝土
,
单轴
,
双轴
,
三轴
,
应力状态
,
空间徐变
霍俊芳
,
李晨霞
,
侯永利
,
吕笑岩
硅酸盐通报
为了研究不同配合比设计方法对再生混凝土长期徐变性能的影响,分别采用等体积砂浆法(EMV法)与传统替代法配制再生混凝土,测试各组再生混凝土试件28 d龄期后自然条件下持荷的变形值和相同试验条件下试件的收缩值,并计算各组试件的徐变度.研究结果表明:两种方法配制的再生混凝土的收缩徐变变化规律与对比普通混凝土相似.EMV法可有效改善再生混凝土的徐变性能,具有较低的徐变度.
关键词:
再生混凝土
,
配合比
,
徐变
张立学
,
任晓兵
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.06.07
铁电材料的性能在铁电相变后会产生随时间变化的“时效现象”。铁电时效现象对铁电材料的应用产生重要影响，导致其性能可靠性下降。铁电时效与可动点缺陷（如氧空位）的扩散密切相关，但其微观机理一直未被阐释清楚。核心问题是无法理解铁电相变为什么会驱动点缺陷扩散。作者基于其所提出的铁电晶体中的点缺陷短程有序对称性原理，指出：铁电相变后，晶体对称性发生改变，点缺陷短程有序对称性受控于晶体对称性而发生改变的这一原理驱动了点缺陷的扩散。进一步，通过时效调控晶体点缺陷的对称性，产生电场下可逆的电畴翻转，在钛酸钡铁电材料中发现了40倍于传统电致应变的巨大可回复电致应变效应。该结果为开发大电致应变材料提供了途径。此外，通过原位偏光显微镜观察验证了可逆畴翻转过程，为可回复大电致应变提供了直接的介观证据。并对电子顺磁共振谱线进行分析，证明了点缺陷具有与晶体对称性一致的轴向对称性。同时指出，利用晶体对称性与点缺陷对称性发生改变时的时间差，可获得多尺度的新奇效应。
关键词:
铁电时效
,
钛酸钡体系
,
点缺陷
,
对称性原理
,
电致应变
何智海
,
钱春香
,
钱桂枫
,
孟凡利
,
程飞
,
高祥彪
,
庄园
功能材料
采用自制的徐变加载装置,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维、双掺粉煤灰和矿渣以及减缩剂对7d等强度混凝土徐变性能的影响规律,结合与混凝土同水胶比浆体的化合结合水量分析了其影响机理.结果表明,混凝土徐变系数发展较快,加载100d左右趋于稳定;减缩剂和双掺矿物掺合料均明显降低了混凝土的徐变系数,以掺减缩剂效果更好,450d值仅为0.63,而PVA纤维增加了徐变系数;混凝土的徐变系数随浆体化学结合水量的增加而降低,60d早龄期浆体水化有利于降低徐变系数,450d后期水化产物对降低混凝土的徐变系数贡献不大.
关键词:
混凝土
,
徐变系数
,
化学结合水
,
减缩剂
,
等强度
