磁性材料范文

导语：如何才能写好一篇磁性材料，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1、能对磁场作出某种方式反应的材料称为磁性材料。按照物质在外磁场中表现出来磁性的强弱，可将其分为抗磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质、反铁磁性物质和亚铁磁性物质。

2、大多数材料是抗磁性或顺磁性的，它们对外磁场反应较弱。铁磁性物质和亚铁磁性物质是强磁性物质，通常所说的磁性材料即指强磁性材料。对于磁性材料来说，磁化曲线和磁滞回线是反映其基本磁性能的特性曲线。

3、铁磁性材料一般是Fe，Co，Ni元素及其合金，稀土元素及其合金，以及一些Mn的化合物。磁性材料按照其磁化的难易程度，一般分为软磁材料及硬磁材料。

（来源：文章屋网 ）

篇2

1、磁体：含有铁磁性物质并被磁化，具有磁性表征的物体。如各种磁铁，指南针等。

2、磁性材料：含有有铁磁性物质的材料就叫磁性材料，材料不经过特殊工艺加工，可能没有磁性表征。

3、没有磁性的，这是磁体原材料和磁铁的统称。

4、磁性材料包含磁铁和有一部分没有做过处理的可能没有磁性表征的材料。

（来源：文章屋网 ）

篇3

[关键词]磁性材料；制备工艺；应用前景

中图分类号： TQ 460 文献标识码： A 文章编号：

1磁性材料的发展

自然界中原本就存在天然的磁性材料，而磁性材料的发现最早可以追溯公元前3世纪，在《吕氏春秋・季秋记》中有关于“慈石召铁，或引之也”的记述，这是最早对磁性材料的描述，公元前7世纪，黄帝在作战中使用指南车则是磁性材料在有史料记载以来的第一次应用。直至产业革命以前，磁性材料最大的贡献仍局限在罗盘针，产业革命以后，人们开始有目的地加工、制造能够为人们生产生活所用的磁性材料，从而其发展十分迅速。伴随着煤炭、钢铁工业的不断兴起，以电磁铁的发明为开端，马达、发电机、变压器等逐步达到实用化。磁性材料凭借其特性逐渐成为不可代替的材料，其在各个领域的重要性也日益凸显出来。磁性材料若按化学成分来分类，可以将其分为金属（合金）磁性材料、无机（氧化物）磁性材料、有机化合物以及其复合磁性材料。50年代以前，得到应用的磁性材料主要为金属磁性材料，其广泛地应用于电力工业、电机工业。从50年代开始，3d过渡族的磁性氧化物（铁氧体）开始逐步取代金属磁性材料，铁氧体由于具有电阻率高，高频损耗低的优良特性，为当时兴起的雷达、无线电等工业的发展提供了所必需的磁性材料，标志着磁性材料进入到铁氧体的历史阶段；90 年代以来，金属磁性材料以纳米结构问世，成为铁氧体磁性材料的有力竞争者。从20世纪后期延续至今，专家学者对磁性材料的研究从未中断过，磁性材料也进入了前所未有的高速发展阶段，并融入到信息行业，成为信息时代不可或缺的基础性材料之一。

2磁性材料的制备方法

铁氧体磁性材料可通过烧结法、微乳液法、溶胶―凝胶法等方法制备。

2.1烧结法

烧结法又可分为固相烧结、液相烧结、等离子放电烧结等。固相烧结是制备磁性材料的传统方法、也是现今生产磁性材料的主要方法，其操作方便、设备简单。但该方法同时存在烧结温度高、烧结气氛不易控制等缺陷，为了克服这些缺陷，研究者们不断通过调整成分比例及生产条件来改善产品质量；液相烧结是在尚未烧结的陶瓷粉末中加入一定助熔剂，使其在烧结过程中呈液态，使得烧结温度降低，致密度提高。等离子放电烧结利用脉冲大电流直接施加于被烧结材料，产生体热，达到快速烧结，从而抑制颗粒长大，提高致密度。

2.2微乳液法

微乳液法是近几年来发展起来的一种制备超级微粉末的有效方法。所谓微乳液是由表面活性剂、油相、水相及助溶剂等在适当比例下混合形成的宏观上均一而微观上不均匀的热力学稳定体系，具有透明（或半透明）、低黏度、各向同性、分散相液滴极其微小和均匀等特点。在这样的溶液中形成物质颗粒小、分布均匀、纯度高的磁性材料颗粒，且其大小易于控制。如将氨气作为沉淀剂通入含Fe3+和Fe2+的初始反应物，反应物金属离子溶于水核中，在充分混合的条件下发生化学反应，形成铁氧体纳米粒子，水核的大小控制了最终铁氧体纳米粒子的尺寸和形貌。

2.3溶胶―凝胶法

溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。该方法应用于磁性材料的制备，可生产纳米结构的铁氧体磁性材料。

3磁性材料的应用前景

3.1磁性材料在存储领域的应用

近年来，随着计算机的飞速发展，信息量也加速增长，这对存储介质的信息高密度化提出了要求。利用纳米金属材料可制成具有巨磁电阻效应的纳米颗粒薄膜，进一步制成有巨磁电阻效应的磁头，应用于存储领域，能够在有效缩小硬盘尺寸的前提下仍可大幅提升硬盘存储容量。2007 年，全球最大的硬盘厂商希捷科技（Seagate Technology）生产的第四代DB35 系列硬盘， 现已达到1TB（1000GB）容量，正是采用了这种巨磁阻材料。在硬盘的生产中，由于灰尘的进入会导致硬盘内部磁头和磁盘的损坏，现也采用磁性液体来进行密封，以保证硬盘具有长久的寿命。随着，磁性颗粒的尺寸进一步缩小，信息存储密度将进一步增大，甚至实现“量子硬盘”。

3.2作为电波吸收（隐身）材料

由于纳米微粒的尺寸小于红外线及雷达波的波长，因此纳米颗粒材料对这样的波的透过率大于普通材料，这样就能够有效减少波的反射，使得红外探测仪和雷达接收器接收到的反射信号减弱，从而达到隐身的作用。在军事领域，将纳米磁性薄膜覆盖于战斗机表面，能够有效吸收雷达波，并能够良好地耗散红外线，加之质量轻，从而有效地避免雷达的检测，实现隐身作战。士兵穿着覆盖有纳米磁性薄膜的材料，也可以实现自身的隐蔽，尤其夜间不易被红外探测器侦察到。在民用领域，纳米磁性材料可用于制造可吸收紫外线的防晒用具、吸收红外的保暖布料。应用于计算机机房、电磁仪器则可起屏蔽作用，避免静电干扰。

3.3磁性材料在生物医学领域的应用

利用纳米磁性材料纳米级尺寸和磁性的双重特点，能够将纳米磁性材料制成药物输运载体或靶向标记，通过注射或其它手段通过静脉进入血液循环，这时，就可以利用外部人为建立的磁场，来引导载体在人体内的运动，从而使得药物向病变部位释放或磁性材料本身与病变部位结合，后续引导药物至病变部位释放，从而达到定向治疗的目的，实现局部治疗，对人体全身副作用小。在癌症的治疗中，亦可以将金属纳米磁性颗粒本身作为治疗工具，先通过磁性的导向作用使其聚集在病灶，再通过微波辐射金属颗粒局部加热而有效杀死癌细胞，避免手术给患者带来的痛苦。

参考文献

[1]林培豪， 曾中明. 纳米磁性材料的研究进展[J]. 电工材料， 2002， （2）： 36-39

[2]高银浩， 张文庆. 纳米磁性材料的制备及应用的新进展[J]. 广州化工， 2009， 37（5）： 6-8

[3]陈国华， 陈琳. 纳米磁性材料及器件的发展与应用[J]. 电子元器件应用， 2002， 4（1）： 1-3

[4]王强. 铁氧体磁性材料烧结技术[J]. 中国陶瓷， 2010， 46（4）： 21-24

[5]冯光峰. 微乳液法制备铁氧体磁性材料研究进展[J]. 丽水学院学报， 2009， 31（2）： 31-36

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关键词：材料属性；管道；永磁体；励磁

0.引言

我国长管道运输石油天然气等资源的方法已有几十年的历史，期间虽然多次对管道进行维护但仍存在腐蚀等原因产生的缺陷，存在安全隐患。近年来，我国多地发生管道天然气泄漏事件，爆炸造成了巨大的经济损失。对管道进行缺陷检测就显得尤为必要。管道检测包括多种方法，如涡流检测、超声波检测、磁粉检测、漏磁检测等等[1]。其中漏磁检测的前提是对管道进行磁化，提高磁化效率就能间接地提高检测效率，所以，研究讨论材料属性对漏磁检测励磁过程的影响是有必要的。

1.漏磁检测基本理论

1.1漏磁检测介绍

漏磁检测是一种无损检测方法，它具有无需耦合剂、安全高效、检测效果准确的特点，也有检测目标必须为铁磁性材料的弊端，它不同于压电超声检测等方法，需要进行接触式检测且需涂抹耦合剂采集信号[2]，也不同于磁粉检测等传统方法，只能得到工件表面或者近表面是否有缺陷的信息[3]，对漏磁检测信号进行分析可以获得缺陷的类型、大小以及存在于管道的位置，是一种十分安全高效的无损检测方法。

1.2漏磁检测原理

进行漏磁检测，首先需要对铁磁性材料（管道）进行励磁，通常采用永磁励磁的方法，将管道磁化至饱和或近似磁饱和后，由检测器和管道构成闭合的磁路，在管道有缺陷处，磁力线会分三部分经过缺陷，一部分在管道内部绕过缺陷，一部分穿过缺陷后继续进入管道，还有一部分会在缺陷处“漏出”，检测器包括磁敏元件如常见的霍尔传感器，会对“漏出”的磁力线进行检测，将磁信号转换为电信号，经过后续电路对信号的放大滤波处理，在计算机上显示出来，通过分析信号的各项参数得到缺陷的类型、尺寸、位置等相关信息[4]。

1.3漏磁检测装置

漏磁检测装置包括以下几个主要部分：动力节、测量节、记录节、电池节、万向节、行走轮、橡皮碗等。其中测量节包括刚刷、轭铁、励磁装置以及磁敏探头几个部分。通过动力节以及前后压差致使检测装置在管道内进行内检测过程；记录节是对检测的信号进行存储，在检测结束后，通过电路的后续处理，对信号进行分析研究；测量节的几个部分与管道共同构成闭合磁路，通过漏磁检测的原理对漏磁信号进行采集。

1.4磁化方式

磁化方式根据励磁磁源可以分为三种：直流磁化、交流磁化以及永磁磁化[5]。

（1）直流磁化。直流磁化一般要求激励源有几安培至上百安培，对管道进行磁化可以控制电流的大小进而控制磁化的强度。直流磁化可以直接检测管道的内外壁缺陷并且可以检测到深度十几毫米的表面层下缺陷。

（2）交流磁化。交流磁场容易产生趋肤效应和涡流，且磁化的深度随着电流频率的增高而减小。交流磁化可以检测表明较为粗糙的试件但是不适用与表面一下的缺陷，对于管道检测来说，在管外壁磁化不能同时检测管壁内壁的缺陷。

（3）永磁磁化。永磁磁化利用永磁体作为励磁源，通常可以用永磁铁氧体、铝钴镍永磁材料及稀土永磁材料等。这几种材料各有利弊，对于不同的永磁材料，在磁路设计上应根据各自的磁特性，充分发挥其优点，以使磁路达到最优。永磁体作为励磁源具有体积小、重量轻且不需要电源的优点，所以永磁磁化方式是在线漏磁检测设备中磁化被测管道的优选方式。

2.材料属性对漏磁检测励磁过程的影响仿真分析

2.1有限元分析软件Comsol

Comsol是一个可以对多物理场进行耦合的有限元分析软件，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，模拟科学和工程领域的各种物理过程。它是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，用数学方法求解真实世界的物理现象。范围涵盖从流体流动、热传导、结构力学、电磁分析等多种物理场，用户可以快速的建立模型，切定义模型十分灵活，材料属性以及边界条件可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是某个代表实测数据的差值函数等。

2.2永磁励磁仿真模型

利用Comsol软件，在几何中建立永磁体模型，在材料中定义永磁体材料为软铁（无损耗），并在边界条件中定义永磁体材料为“磁化”，磁化方向为Y轴正方向，设置矫顽力为938000A/M；建立励磁装置与磁化目标中间介质几何体，材料分别定为铜、玻璃板、轭铁材料（与磁化目标属性相同）、空气层四种材料，模型如图1所示。在磁化目标位置设置三维截线，以对截线处的磁感应强度进行测量，从而讨论不同材料属性对励磁过程的影响。经过网格划分、加载稳态求解，计算后得到如图2所示励磁装置磁力线分布仿真图，分别对四种材料的三维截线处测量磁感应强度数值。

2.3仿真结果分析

四种材料在材料属性定义时已知各材料的相对磁导率分别为：铜0.99990；玻璃板1.00000；空气层1.00007；轭铁材料为铁磁性材料，其相对磁导率不是一个定值，故用一组BH数值定义其材料属性，如表1所示。

通过对三维截线处的磁感应强度进行测量，得到其测量值为：铜99.70030005664417；玻璃板：99.70030005664451；轭铁材料：34.32267656240925；空气层：98.65066182198335。从仿真数据可以看出，非铁磁性材料（铜、空气、玻璃板）其相对磁导率均接近于1，铁磁性材料相对磁导率教高，轭铁材料被磁化，磁力线大部分在磁导率较高的材料内部，相较于其他材料，只有少量磁信号被检测出来。故在励磁过程中，励磁装置与铁磁性材料（管道）之间，可以允许有部分提离值（空气层），也可以使用其他非铁磁性材料作为管道内壁保护材料，但利用铁磁性材料会降低励磁强度。

3.结束语

总而言之，管道励磁过程是管道漏磁检测十分重要的部分，励磁强度与励磁时间影响管道检测效率。近年来国内外管道铺设长度趋于增长趋势，提高管道励磁效率十分必要，同样提高检测效率也会降低管道缺陷问题带来的安全隐患，为国家减少人员和财产损失。

参考文献

[1]熊龙辉，王平，齐婧，王海涛，田贵云，高运来. 高速漏磁检测中钢轨磁化速度的研究[J].无损检测，2013，35（11）：2-11.

[2]高会栋. 电磁超声技术在焊缝检测中的应用[J].无损检测，2010，32（11）：850-856.

[3]郭健，张丹，马国义，焦杰，吴丹，张航. 磁粉检测（MT）技术[J].工程与试验，2015，（51）：55-58.

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【关键词】镍 片状 CTAB 电磁性能 微波吸收

1 概述

现代军事冲突中，隐形化可以使其避免被发现，增强它的突防能力和生存能力。吸波材料是指能够有效吸收入射电磁波从而使其目标反射回波强度被衰减的功能材料。外形隐身以及阻抗加载技术只能改变目标RCS在三维空间的分布，在设定的某个重要空间方向实现一定程度的隐身；而吸波材料则根据材料自身对电磁波的吸收性能，来减弱目标总的回波强度，这样的好处是吸波性能与空间方向无关，在所有方向上均同时达到减少RCS的目的[1]。

吸波材料根据使用方式可以分为结构型吸波材料和涂覆型吸波材料。但是无论是结构型还是涂覆型，都需要加入对电磁波具有损耗能力的吸收剂，而且某种程度上吸波剂决定了吸波材料的吸收效果，吸收剂根据对电磁波的损耗机理又可以分为介电损耗型和磁损耗型。

2 片状Ni的制备及SEM观察

实验采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）做表面活性剂，CTAB的临界胶束浓度（cmc）为0.87 mmol/L，通过调整CTAB的浓度来控制产物的形貌。

图1为不同CTAB浓度下制备的不同形貌Ni的SEM，可以看出，当CTAB浓度仅为20 cmc时，还原得到Ni纳米颗粒，且部分颗粒紧密连接，有融成片状结构的趋势，如图1 （a， b）。当CTAB的浓度提高到25 cmc，大部分Ni颗粒已互相融合团聚成一定的片状雏形，如图1 （c， d）。若CTAB的浓度进一步提高到30 cmc，则绝大部分Ni颗粒已融合成片状结构，只有极少量离散的Ni颗粒存在，如图1 （e， f）。说明，表面活性剂的浓度对产物的形貌有重要影响，表面活性剂本身具备亲水和亲油基团，浓度不同时，这些基团在溶液中的空间排布也不同，对应于不同的浓度会形成不同的胶团形状，Ni2+被还原形成的Ni原子会以这些胶团为模板进行生长，最终形成能够反映胶团微观形貌的具有特殊结构的Ni。

3 片状Ni的电磁性能分析

片状Ni的介电常数实部在整个频段内下降明显，表现出明显的频散效应，当频率超过11.8 GHz的时候，虚部反而超过实部，一直到18 GHz都是虚部大于实部。片状Ni的磁导率实部从最初的2 GHz迅速降到8 GHz的0.78，然后基本保持不变；片状Ni的磁导率虚部μ''在2.8 GHz达到0.31后，整体上逐渐下降。

片状Ni介电损耗因子从2 GHz处的0.4开始整体上随着频率的上升逐步增加，但在7.2、13.2以及15.6 GHz处出现了3个损耗因子峰。磁损耗因子在2.8 GHz达到峰值后整体上也是随着频率的上升而逐步下降，但在5.5、14.2、17.1 GHz处出现了三个明显峰值。

图2为片状Ni在不同厚度下的吸波曲线，可以看出，1.5 mm厚时，在 9 GHz达到最大吸收-5.1 dB；若厚度增加到2 mm，则在 6 GHz达到最大吸收-5.4 dB；当厚度进一步增加到2.5 mm时，在4.6 GHz达到的最大吸收又降到-5 dB。与公式的推测结果一致，随着吸波材料厚度的增加，吸收峰逐渐往低频移动。三种厚度下在14 GHz处均有一定的吸收峰出现，是因为，在14 GHz附近，片状Ni的介电损耗因子和磁损耗因子在此处附近均有一个峰值，说明尽管片状Ni是一种磁性材料，但它对电磁波的吸收既来自于磁损耗又来自于介电损耗。

4 结论

不同于其他形貌Ni，片状Ni在三个厚度下的吸收峰均出现在10 GHz以下，说明尽管在整个微波频段内片状Ni的吸波强度不高，但在10 GHz以内的中低频，片状Ni的吸波性能有明显优势，表明片状Ni适合作中低频微波吸收材料。

参考文献

[1]姜建堂.几种介电/铁磁复合粉体的制备工艺及电磁性能研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文，2008：1-13.

[2]黄爱萍，冯则坤，聂建华.干涉型多层吸波材料研究[J].2003，17：21-23.

[3]陈坚.多层复合磁性纳米吸波材料制备与性能研究[D].南京航空航天大学硕士学位论文，2008：10-20.

[4]邓联文，江建军，冯则坤.高磁损耗型纳米多层膜研究[J].华中科技大学学报，2004，11：51-53.

[5]S.C.Chiu，H.C.Yu，Y.Y.Li.High Electromagnetic Wave Absorption Performance of Silicon Carbide Nanowires in the Gigahertz Range.J. Phys.Chem.C，2010，114：1947-1952.

作者单位

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[关键词]全瓷材料；透光性；研究方法

[中图分类号]R 783.1[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.06.029

New research methods of measuring translucency of ceramic materialsYao Jiajing, Huang Hui.（Dept. of Prosthodontics, The Ninth People’s Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200011, China; Shanghai Key Laboratory of Stomatology, Shanghai 200011, China）

[Abstract]Ceramic materials have a wide range of use in the clinical treatment, and its superior esthetic property wins the popularity among the patients. Ceramic materials can not only mimic the colour of the nature teeth, but also have the outstanding esthetic property due to its translucency. Among the research of these years, except the elements of colour, people pay more attention to the translucency of the ceramic materials, but it differs widely among the ways to measure the translucency. This review is about the translucency of ceramic materials, measuring methods and measuring appliances, hoping to give some references to relative clinical researches.

[Key words]ceramic materials；translucency；research method

透光性从切缘至颈缘递减。这与Xiong等[2]在体外对于32颗新拔除的上颌中切牙透射率的检测结果相符的。

3测量全瓷修复体的常用仪器

材料的透明度不能通过肉眼来衡量，必须借助比色仪器，常用的测色仪器主要有分光光度计和色差计。近年来，分光辐射谱仪以其优越的性能也逐步为大家所熟知。3.1色度计（colorimeter）

色度计通过对被测颜色表面的直接测量获得与颜色三刺激值x、y、z成比例的视觉响应值，经过换算得出被测颜色的x、y、z值，也可将这些值转换成其他匀色空间的颜色参数。由于仪器自身器件存在一定的误差，使颜色测量值的绝对精度较分光光度计低，但色度计整体结构比较简单，设备相对费用较低。属于色度计的有ShadeVi－sion、ShadeEye NCC、Rieth DSG4＋和IdentaColor

Ⅱ等[10]。

3.2分光光度计（spectrophotometer）

与色度计测量滤除了红、绿、蓝之后的光的强度不同，分光光度计通过在所有可见光波长下测量反射光的强度[11]。

分光光度计主要测量颜色表面对可见光谱各波长光的反射率。将可见光谱的光以一定步距（5、10、20 nm）照射到颜色的表面，然后按波长逐步递增或递减，测量各波长的反射率。记录各波长光的反射率值和各波长之间的关系可获得被测颜色表面的分光光度曲线。每一条分光光度曲线唯一地表达一种颜色。属于分光光度计的有Easyshade、SpectroShade和Shadepilot等[10]。

分光光度计被广泛地使用在牙齿比色以及透射率的研究中。Bolt等[12]通过对27颗拔除后在甲醛中固定的切牙使用小窗口探测的分光光度计进行测量。他们认为：使用非接触式的分光光度计进行测量时，采用全牙面照射、非接触小窗口探测的方式可以有效地避免普通分光光度计测量时的“边缘漏光（edge loss）”现象。边缘漏光现象是由于原本应当被肉眼所看见的光被透光物质散射，同时由于照明设备、感觉器及相关配置问题，使分光光度计无法探测到而造成的[13]。van der Burgt等[14]也指出：使用大范围的照明光源和小面积的观察视野，可以有效地避免这一现象的产生。

然而，分光光度计的设计是用来观察平面

moval of shade guide tabs on the measured color by spectrophotometer and spectroradiometer[J]. J Dent, 2008, 36（12）：1061-1067.

[16]王春风,吴占敖,侯喜荣.电脑比色仪与目测法比色在牙体修复中的比较[J].中国组织工程研究与临床康复, 2008, 12（35）：6855-6858.

[17]Lim HN, Yu B, Lim JI, et al. Correlations between spectroradiometric and spectrophotometric colors of all-ceramic materials[J]. Dent Mater, 2010, 26（11）：1052-1058.

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作者：杨洪涛 吕隆鲲 刘晓敏

【摘要】 目的 评估氧化锆全瓷材料组织相容性及生物安全性。方法 用氧化锆全瓷材料试件的浸提液分别进行四氮唑盐比色法(MTT)体外细胞毒性试验和溶血试验。结果 氧化锆全瓷材料组织相容性的细胞毒性评分小于I级，溶血率为2.16%（P

【关键词】氧化锆 口腔种植 溶血实验

【Abstract】 Objective To evaluate the histocompatibility and biological safety of zirconia ceramic materials.Methords Using the leach liquor of zirconia ceramic materials specimens to conduct the external cytotoxicity test and the hemolysis test separately.Results The score of histocompatibility cytotoxicity of Zirconia ceramic materials is less than level I .Hemolysis rate is 2.16% (P < 0.05).There is no acute toxicity reaction and no haemolytic reaction.Conclusions Zirconia ceramic materials have good histocompatibility and biological safety，and have high value of clinical application and development prospect to be drill base of implants.

【Key words】 zirconia Oral Implantology hemolysis test

牙种植修复技术作为牙列缺损﹑缺失修复的主要方法之一，目前广泛应用于临床。牙种植体基台作为种植义齿露在粘膜外的部分，起着将种植体与上部结构连接在一起的作用。其材料的好坏直接影响种植修复的结果。近年来，国内外有大量的学者对氧化锆陶瓷材料作为种植牙基台材料进行研究，本文从两种体外实验即MTT和溶血试验，来检测氧化锆陶瓷材料的组织相容性和生物安全性，初步评价其临床应用的可行性。

1 材料和方法

1.1 材料的制备与浸提液提取

氧化锆陶瓷材料由康思特先进陶瓷有限公司与青岛大学医学院附属医院口腔科共同研究制备。将经过环氧乙烷灭菌的氧化锆陶瓷材料以1g材料／5ml介质的比例，放入小牛血中；以5g材料／10ml介质的比例，放入生理盐水中，分别制备成氧化锆陶瓷材料小牛血清浸提液和生理盐水浸提液，过滤除菌，4℃冰箱保存备用。

1.2 细胞毒性试验

1.2.1 实验方法

采用L929细胞（青岛大学遗传实验室馈赠)经复苏、传代后，将细胞培养基配制1×104个／ml细胞悬液分注于96孔塑料培养皿中，每孔100μl，每组每观察期至少8孔，细胞培养箱内培养24h。然后弃去原培养基，用PBS洗涤2次，试验组加入100μl小牛血清浸提液，阴性对照组加入100μl小牛血清，阳性对照组加入64g/L苯酚溶液，培养2、4d和7d。弃去培养皿中的浸提液和培养基，加入20μl/孔的MTT液，继续培养6h，吸去原液，加入150μl／孔二甲亚砜，振荡10min，在BECKMAN DU640紫外分光光度计以500nm波长测定吸光度OD值，并计算细胞的相对增殖度(RGR)。RGR=(试验组OD值-空白OD值)／(阴性对照组OD值-空白OD值)。

1.2.2 细胞毒性分级与判定

RGR≥100%评为0级；RGR在75%～99%之间评为I级；RGR在50%～74%之间评为II级；RGR在25%～49%之间评为Ⅲ级；RGR在1%～24%之间评为Ⅳ级；RGR为0时评为V级)。实验结果为1或0级反应为合格，实验结果为Ⅱ级反应时需结合细胞形态综合评价，实验结果为Ⅲ～V级反应为不合格。

1.3 溶血试验

1.3.1 制备新鲜稀释血

抽取20ml新鲜兔全血中加入lml 2％(20g／L)草酸钾生理盐水溶液，调整生理盐水用量，使稀释后的抗凝兔血0.2ml在10ml蒸馏水中于紫外分光光度仪545nm处的吸光度值为0.8±0.3。

1.3.2 实验方法

取10ml生理盐水浸提液，滴加0.2ml新鲜抗凝兔血，混匀，置37℃恒温水浴箱中保持60分钟。所有试管经3000 r/min 750g离心5min，取上清液，于紫外分光光度仪下以545nm波长测定光吸收度，并计算溶血率。溶血率计算公式：溶血率=(实验组吸光度-阴性对照组吸光度)／(阳性对照组吸光度-阴性对照组吸光度)×100%。其中，阴性对照为生理盐水，阳性对照为蒸馏水。实验重复三次。

1.3.3 结果评定

溶血率

2 结果

2.1 细胞毒性试验

氧化锆陶瓷材料试验组及阴性对照组，随着培养时间延长，OD值均有增加，阳性组OD值无增加。实验组与阴性对照组同一时间OD值比较差异无显著性(P>0.05)，与阳性对照组比较差异有显著性(P

表1 细胞毒性实验各组OD值、RGR及细胞毒性分级

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2.2 溶血实验

氧化锆陶瓷材料生理盐水浸提液组吸光度为0.040±0.003，阴性对照组吸光度为0.009±0.001，阳性对照组吸光度为0.988±0.031，根据溶血率公式计算氧化锆陶瓷材料生理盐水浸提液的溶血率为2.16%，溶血率

3 讨论

牙种植体基台是种植义齿露在粘膜外的部分，将种植体与上部结构连接在一起的装置。自20世纪60年代至今，种植牙所使用的基台都是金属钛制成的，但是在临床使用过程中，人们逐渐发现钛金属会释放离子，引起流电效应；产生牙龈黑线而影响了美学效果，降低了牙种植的修复成功率。而陶瓷材料由于克服了钛等金属材料的缺点，在口腔修复领域应用日益增多。在众多陶瓷材料使用中，人们逐步发现稳定性氧化锆陶瓷（PSZ）的某些性能可能在一定程度上能改善陶瓷材料的脆性使其已有可能可作为种植牙基台材料。目前国内外许多学者都对其组织相容性和生物安全性进行了大量的研究。

本实验通过体外实验即四氮唑盐比色法(MTT)体外细胞毒性试验和溶血试验测定氧化锆陶瓷材料生物安全性。MMT法是一种国际标准检测细胞存活和生长的实验方法，其原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源的MTT还原为难溶性的蓝紫色结晶物(Formazan)并沉积在活细胞中，而死亡细胞因对MTT不起作用而不会被染色。由于MTT结晶物形成量与细胞数呈正比，故OD值就能间接反映活细胞数量。通过计算出不同浓度试验材料浸提液作用下的细胞增殖度，可以对该材料的细胞毒性作用作出可靠的定量评价。早在1995年，Harmand[3]等证明了氧化锆粉末对人体巨噬细胞、成纤维细胞、成骨细胞的毒性很低，细胞可以贴壁生长。Covacci[4]等于1999年通过体外细胞培养证明了高纯度氧化锆陶瓷不引起细胞转化。C.Piconi[5]等亦认为氧化锆材料无诱变和致癌作用。本实验结果显示2d、4d、7d后的氧化锆陶瓷材料小牛血清浸提液细胞毒性分级均为0级，7d后的氧化锆陶瓷材料小牛血清浸提液细胞毒性分级0或1级别，与阴性对照组相比无明显差异，这表明氧化锆陶瓷材料无细胞毒性作用。

本实验还通过溶血试验从临床方面研究氧化锆陶瓷材料组织相容性，实验结果提示氧化锆陶瓷材料在生物体内化学性质稳定，无组成元素溶出，故不会因材料可溶性残余分子的化学作用导致生物体急性反应及溶血作用，说明氧化锆陶瓷材料组织无全身急性毒性及溶血反应。

本实验通过MTT体外细胞毒性试验和溶血试验发现氧化锆陶瓷材料具有较好的组织相容性及生物安全性，初步证实其作为种植基台材料具有广阔的临床应用前景。今后尚需对其作进一步的研究。

参 考 文 献

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[3]张斌，陈吉华.牙科用Ce-Y-Mg复合稳定氧化锆增韧陶瓷的基本性能[J]口腔医学纵横杂志，2002，18（1）：8-10

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篇8

关键词：金属／陶瓷复合材料；润湿性；接触角；粘附功

中图分类号：TL25

一．润湿现象

润湿是固体表面的气体被液体取代的过程。在复合材料的制备过程中，只要涉及液相与固相的相互作用，必然就有液相与固相的润湿问题。在制备金属基复合材料时，液态金属对增强材料的润湿性如何直接影响到界面黏结强度。润湿性表示液体在固体表面上的铺展程度。优良的润湿性意味着液体在固体表面上铺展开来覆盖整个增强材料的表面。按热力学的条件，只有体系自由能减少时，液体才能铺展开来，即

因此，铺展系数SC[1]被定义为

当铺展系数SC>0时，才会润湿，根据力学平衡，可得 ：

式中，θ为接触角，θ如图1所示。

由θ可以知道润湿程度。θ=0°时，金属熔液会在基体上完全的铺展开；θ=180°时，熔滴呈圆球状，只与基体表面形成点接触，称其为完全不润湿；0°

图1.1润湿性示意图

二．润湿性分类

根据金属/陶瓷的结合情况，液态金属对陶瓷的润湿过程可分为非反应润湿和反应润湿[2-5]。对于非反应润湿体系，界面润湿过程不发生化学反应，润湿过程仅仅依靠扩散力和范德华力来完成,润湿性一般比较差，通常非反应润湿过程是一个很迅速的过程，在很短时间内就能达到各项平衡状态，与温度没有太大关系，但与陶瓷的金属性和位向及合金元素的加入有很大的关系。液态金属能否在固相陶瓷表面润湿取决于液态金属的表面张力。相比较而言，反应润湿过程伴随着不同程度的界面化学反应，润湿作用主要通过界面反应形成界面产物来实现。界面产物的生成使润湿过程在一层具有良好的润湿性能的中间层上进行，从而很大程度上改善了润湿效果。由于润湿过程中伴随着界面化学反应，反应润湿一般需要一个较长的时间过程，同时随着时间的持续接触角会逐渐的减小。另外，反应润湿随着活性元素的加入以及润湿温度的提高而粘结功增大，润湿性提高。

三．润湿性的实验方法

润湿性对于金属/陶瓷复合材料的生产是十分重要的,但评定润湿性好坏十分困难,尤其对反应性润湿。所以目前已发展了许多技术进行润湿性的测定。

1.座滴法

传统测量金属/陶瓷润湿性的方法是座滴法。它将所需检测的金属块放置在陶瓷基体上，通过高温加热使金属块熔化，冷却后测量接触角θ和金属液滴的形状从而测出金属与陶瓷基体间的润湿性。

2.微滴法

由于座滴法对易氧化的金属及存在界面反应的体系, 测量精度不高。它是通过在陶瓷基体表面上蒸发或喷溅一层金属沉积层，在高温、高真空条件下促使金属层熔化，在陶瓷基体表面形成金属液滴，在测量接触角。这种方法可以很好的反映出润湿过程中界面反应，在液滴形成和凝固收缩后，如果润湿过程中发生了界面反应，就可以通过陶瓷基体表面上留下的反应产物分析界面反应。

3.浸入法

侵入法可以更精确地反映出润湿的动力学特性。它是将陶瓷制成的圆盘或圆柱浸入到熔融的金属熔液中，通过称量陶瓷的质量，记录近似于陶瓷边缘的弯曲形状，测量σLV和接触角θ,从而得出陶瓷与金属液之间的润湿性。

4.毛细压力法

毛细压力法是通过金属液体在固体( 陶瓷) 中的渗透来测定金属/ 陶瓷的润湿性。

但是毛细压力法存在以下缺陷:

（1）Sf的测量是比较困难的；

（2）不同颗粒的表面各不一样，从而金属/陶瓷的润湿是一个渐近的过程，使得压力的测定比较困难。

这些缺陷的存在，很大程度上限制了毛细压力法的广泛应用。

四．金属-陶瓷润湿性改善的主要方法

随着对金属/陶瓷的润湿性的深入研究，目前已有许多技术可以提高金属/陶瓷的润湿性,进而提高复合材料的综合性能。

1. 增强体表面预处理

未预处理的增强体表面吸附有气体和杂质，阻止了金属液与增强体的润湿。对增强体通过适当的高温烘焙来改变表面状态，从而提高润湿行为的作用。

2. 提高润湿过程中的温度

通过升高润湿过程中的温度降低界面的接触角。在一定温度范围内，温度的升高可以有效的改善金属与陶瓷的润湿性，主要是由于温度的升高使金属溶液的表面能快速的降低，同时温度的升高会破坏金属表面的氧化膜，从而润湿性显著地提高。

3. 添加合金元素

合金元素的加入可以降低液态金属表面张力和固-液界面能；同时合金元素会引起界面反应，形成新的界面产物，从而可以很大程度上改善金属与陶瓷间的润湿性，是目前作为改善金属/陶瓷润湿性方面研究和应用的最广泛地技术之一。

4. 增加表面涂层技术

陶瓷表面的金属涂层或经表面处理后可以提高固体的表面能, 用新形成的金属/ 陶瓷界面代替原来结合性不好的界面, 从而提高了润湿性。Ni和Cu是最常用的金属涂层材料。

结束语

随着科学技术的不断发展，对材料的性能提出更高的要求。研究金属对陶瓷的润湿性对开发新型金属/陶瓷体系，探寻和发展材料的制备技术有重大的意义。制备高性能金属/陶瓷复合材料有着重要的现实意义。

参考文献：

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[2] 李菊，宫本奎，孙全胜.金属/陶瓷的润湿性[J].山东冶金，2007,29 (6):6-9.

[3] 陈康华，包崇玺，刘红卫.金属/陶瓷润湿性研究的综述[J].材料导报，1997,11(2):1-5.

[4] 张一兵，杨家军.金属/陶瓷的选材及其润湿性[J].煤矿机械，2005,3:20-21.

篇9

关键词:釉料 长石 深加工

中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0119-02

建筑陶瓷行业虽然不是国家的支柱产业,但也是国民经济的重要行业。一个建筑陶瓷生产企业,年生产能力五百多万平方米,耗用陶瓷材料上千万吨。为了保持资源与环境的可持续发展,提高产品的档次和竞争力,就需要标准化的陶瓷原料加工企业。

陶瓷材料深加工项目将为建筑陶瓷企业提供标准化原料,使其产品更加稳定,为建筑陶瓷企业提高产品质量打下坚实基础。因此,项目符合当前发展循环经济及节能减排和可持续发展战略。发展前景广阔,项目建设是非常必要的。

1 市场预测及建设规模

瓷砖作为一种大众装饰材料,已被广泛应用于内外墙及地板的装饰,根据近年来的统计数字,我国各类瓷砖年产量已达65亿平方米,同期,世界瓷砖年产量约为100亿平方米。仅南部工业区,区内有陶瓷砖生产企业几十家,年生产能力一亿多平方米,耗用陶瓷材料几千万吨。根据以上分析不难看出,10万吨陶瓷材料深加工项目仅占市场的1%左右,只要质量稳定,价格合理,提高产量还有相当大的市场空间。

综上所述,根据综合的成本优势,陶瓷原料会有很好的销售前景。

2 生产规模及工艺技术方案

2.1 生产规模

根据目前市场、场地及资金情况初步确定年产陶瓷材料(釉料、长石)10万吨。

2.2 产品方案

(1)产品品种:陶瓷材料(釉料、长石)—— 10万吨。

(2)产品规格:陶瓷原料为各种粉料,细度为200目。

2.3 生产工艺

(1)生产工艺流程。

各种陶瓷原料粉碎配比除铁水洗拣选球磨除铁干燥称量包装成品。

3 节能

本项目消耗的能源有水、电,煤。在工艺方案设备中以采用合理工艺和先进设备为基本方案,这样的生产线除技术先进外,也有良好的节能低耗效果,在制定方案中,注意节能和综合利用,采取一系列措施和技术,在合理利用能源,减少能源消耗的同时,也降低了生产成本,并减少了环境污染。

本项目全部能源消耗折合标准煤年用量871.53t/年。

本项目正常年总产值9000万元,增加值约3256万元,全年能耗折合标准煤约871.53t,经计算,本项目正常年单位总产值能耗指标为0.097吨标准煤/万元总产值,单位工业增加值综合能耗指标为0.68吨标准煤/万元增加值。项目综合能耗指标低于“十一五”单位GDP能耗指标。

3.2 主要节能措施包括

(1)关键性生产设备均采用能耗低,效率高,成品率高的设备,节约电力消耗。

(2)配电室尽量靠近负荷中心,电缆按经济电流密度选用,减少线路损耗。

(3)选用节能型电力变压器和其他节能型电器产品,降低电器损耗。

(4)无功负荷采用低压分散补偿和高压集中补偿相结合的方式提高功率因素,降低损耗。

(5)采用自动化程度很高的电控系统,提高生产机械运行效率,降低能源损耗。

(6)采用先进的计算机控制与管理系统,有助于提高生产管理水平,综合节约能耗。

(7)采用节水器具,尽可能的节约用水,每一个用水环节注意节约用水,最大限度的使用循环水。

4 投资估算

4.1 本项目内容为(釉料、长石)—— 年产10万吨(釉料、长石)深加工项目

本项目投资估算是在工艺方案基础上进行的,包括固定资产投资和流动资金。固定资产投资包括:土地征用费、基建投资、设备投资及其他费用。

4.2 投资分析

本项目投资分析依2010年现行价格估算。

本项目总投资4500万元,其中:土地征用费685万元,占总投资的15.22%;厂房建设费1280万元,占总投资的28.44%;设备投资1450万元,占总投资的32.22%,其他费用60万元,占总投资的1.33%,流动资金1025万元。占总投资的22.78%。

5 效益分析

5.1 生产规模

年产深加工陶瓷原料10万吨。

5.2 成本费用构成

(1)陶瓷原料按开采成本价格加运费计算;动力按电力局公开电价计算;燃料按市场价格计算。

(2)固定资产原值3475万元,折旧期按10年计算,残值按5%年折旧330.1万元。

(3)人员及工资。

该项目定员100人,年人均工资14400元,年工资总额144万元。

(4)管理费用按销售收入的2%计。

贷款利息1000万元,×10%=100万元

5.3 经济效益分析

(1)销售收入。

根据市场行情,市场深加工陶瓷原料价格为:900元/t,则销售收入为10万吨×900元/t=9000万元。

(2)成本核算。

原矿总成本:5100万元。

燃料成本:600万元。

工资:144万元。

生产费用:200万元；合计成本:5804万元。

销售费用:180万元。

管理费用:180万元；合计经营成本:360万元。

销售税金:540万元。

实现利税:9000万元-5804万元-360万元-100万元=2736万元。

实现利润:2736万元-540万元-549万元=1647万元。

5.4 经济评价

(1)投资利润率:1637万元/4500万元×100%=36.38%。

(2)投资利税率:2736万元/4500万元×100%=60.8%。

(3)投资回报年限:4500万元/1647万元=2.73年。

5.5 财务分析小结

综合以上分析,本项目总投资4500万元,年产值9000万元,年利税2736万元,实现利润1647万元,投资回报期3年。因此,本项目有较高的抗风险能力,是可行的。

6 结论

篇10

【关键词】二硼化钛；复合材料；微波烧结；致密性

0 引言

陶瓷在高温条件下仍具有很高的硬度，但是陶瓷的脆性限制了它的应用。为了改善其性能，可采用液态金属铜（Cu）作粘结剂，促使陶瓷的硬质相致密化，从而提高陶瓷的性能。研究发现，随着Cu含量的变化，TiB2颗粒之间的孔隙逐渐被金属相填充，使其致密性、韧性、强度都得到很大的提高。

1 原位合成制备TiB2/Cu陶瓷

通过TiB2基体内部利用元素间或元素与复合相间的化学反应合成强化相。于是将Ti粉、B粉和Cu粉按Ti+2B+xCu―>TiB2+xCu反应方程式进行配料。利用球磨机在无氧条件下球磨样品粉末5h，充分混合后真空干燥。干燥后将粉末放置于压力机中，梯度增压到20MPa，保压5min后取出压片，以同样的方法分别压制3组含铜量为15%、25%和35%的样品压片，经适当的烧结制取TiB2/Cu复合材料。

2 XRD射线测试分析与总结

已知在烧结过程中，Ti、B及Cu可能会发生以下化学反应：

2Ti + O2 = 2TiO

Ti + O2 = TiO2

4Ti + 3O2 = 2Ti2O3

Ti + 2B = TiB2

Ti + B = TiB

为了确定合成产物的反应方向和最终相，对上式反应的反应自由能进行了理论计算。计算后发现在TiB2，TiB及TiCu三种可能产物中，TiB2的反应自由能最低。这说明在Ti-B-Cu体系中，TiB2是在理论上最稳定的相。根据自由能计算参考数据可知，TiCu是可以可按下式和B反应而转变为TiB2。反应式如下：

TiCu + 2B = TiB2 + Cu

通过用XRD射线测试后所得到的衍射峰的强度和衍射峰的数目可以看出，如图1所得到的XRD射线测试的峰值图，图中含有TiB2和Cu，于是可以确定，通过用原位合成的方法能够得到TiB2/Cu复合材料，根据成分配比，TiB2颗粒的体积分数应达到80%左右。这一结果基本满足要求。但同时在样品中也发现有少量TiO、TiO2、CuO、TiB等杂质，可能与烧结过程发生氧化有关。

图1 样品复合材料X射线谱

3 金相显微镜的测试与分析

通过金相显微镜的测试，我们根据3组对照实验可以发现：随着Cu含量的增加，TiB2复合材料的颗粒逐渐变小，空洞也在减少。如图2所示的3组电子扫描的图片。三组对比试验可以发现，金属确实能够改变TiB2陶瓷的致密性。

图2 3组Cu含量为15%（a）、25%（b）、35%（c）的电子扫描的图片

由图2给出的3组分别含Cu15%、25%和35%的TiB2/Cu复合陶瓷的扫描照片。其中，灰色是TiB2相，白色是Cu相，黑色是孔洞。孔洞的存在主要来源于可能是在烧结过程中杂质或单质硼（B）的挥发造成。从图中可以看出，该组织较为致密，仅有少量孔洞。同时从图中可以看出，随着Cu含量的增加，TiB2颗粒的尺寸逐渐减小。可能是随着Cu含量的增加，体系中的液相逐渐增多，抑制了TiB2颗粒的长大，另外随着Cu含量的增加，金属铜填充了陶瓷的空洞。

4 密度的测定与分析

用阿基米德排水法来测量复合材料的密度。利用浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力的原理，实现对陶瓷材料密度的测量。利用式F浮=ρ水gV排，分别计算出15%、25%和35%的陶瓷复合材料的密度是6.32g/cm3，6.54g/cm3和7.03g/cm3。根据密度测定可以发现：随着铜质量分数的增加，TiB2复合材料的密度也随之增加。同时，由密度可以得出材料的相对密度，于是根据铜质量分数不同时，材料相对密度的变化。可以看出：随着Cu含量的不断增加，致密度呈逐渐增加趋势，但是增加幅度逐渐变缓。

5 结束语

（1）将Ti粉、B粉和Cu粉按照一定的比例混合，通过原位合成的方法是能够得到一定量的TiB2/Cu陶瓷材料；

（2）在TiB2陶瓷中添加金属（Cu）粘结剂是能够改变陶瓷材料的一些性能包括致密性。

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