导读:本文包含了人工心瓣论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:应力,强度,残余,结构,微观,机械,因子。
人工心瓣论文文献综述
张建辉,宋银超[1]（2015）在《人工心瓣热解炭涂层的密度和孔隙结构研究》一文中研究指出研究了人工心瓣热解炭涂层的密度和孔隙结构。采用准稳态流化床化学气相沉积工艺制备出人工心瓣用高密度各向同性热解炭涂层,利用密度计、扫描电镜、透射电镜、压汞仪等分析了热解炭涂层的密度和孔隙结构。结果表明:高密度各向同性热解炭的孔隙主要是由类球形生长特性间0.83μm左右的较大孔隙和62nm左右的中等孔隙以及类球形生长特性内缠结体结构所形成的微孔隙构成,缠结体之间形成的微孔隙能够导致热解炭密度的降低,热解炭类球形颗粒的多少也会对高密度各向同性热解炭的密度造成影响。(本文来源于《功能材料》期刊2015年09期）
喻主路,张建辉[2]（2015）在《人工心瓣含硅低温热解炭涂层热处理分析》一文中研究指出采用化学气相沉积法制备人工心瓣含硅低温热解炭涂层,并进行热处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、纳米压痕仪、热膨胀仪研究了热处理对涂层微观结构和性能的影响。结果表明,涂层包含热解炭(乱层石墨结构)与β-Si C两种物相,热处理后热解炭微晶层间距减小,表明石墨化程度提高,同时β-Si C微晶与热解炭微晶尺寸增大。电镜下材料主要由类球形颗粒组成,颗粒之间存在微米级孔隙,热处理后材料孔隙结构发生变化,大孔隙减少,孔隙分布更加均匀。热处理后材料纳米硬度明显减小,热膨胀系数略增大,微观结构的变化是导致材料性能改变的主要原因。(本文来源于《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》期刊2015年03期）
喻主路[3]（2015）在《沉积条件对人工心瓣含硅低温热解炭微观结构的影响》一文中研究指出人工心瓣是人体病变心瓣的替代品，通过心瓣置换手术可以挽救患者生命。含硅低温热解炭具有良好的生物相容性、化学惰性、高强度、高耐磨等优点，是人工心瓣的首选材料。国内外对热解炭的研究大多集中在制备和性能测试方面，对微观结构以及沉积机理的研究较少。关于应用在人工心瓣的含硅低温热解炭研究资料更是匮乏，因此非常有必要对其微观结构进行研究。本文采用准稳态流化床化学气相沉积工艺，在沉积温度1250~1350oC，丙烷浓度25~60%的范围内，控制其他参数不变，制备了六种含硅低温热解炭涂层样品。通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和密度仪，研究了各样品的微观结构；在前人研究基础上，结合涂层微观结构提出沉积机理；借沉积机理解释了沉积温度和丙烷浓度对其微观结构的影响。主要研究内容如下：(1)研究了X射线衍射技术运用到热解炭微晶结构测试方面需要注意的问题和解决方法，如峰形不对称和穿透深度问题。发现单个样品同一区域中热解炭微晶结晶状态连续分布在一个较差到相对较好的区间内；基体与涂层界面处热解炭微晶石墨化度更高；随着丙烷浓度的升高或者沉积温度的降低，涂层中热解炭微晶层间距增大、石墨化度降低、晶粒尺寸减小，碳化硅质量分数降低。(2)扫描电镜下含硅低温热解炭涂层由类球形颗粒和片层状结构组成。透射电镜下类球形颗粒从核心到最外围的结构依次为：内核、多晶层、中高织构层、过渡层和无定形炭层。沉积条件变化通过改变片层结构和类球形颗粒的比例，以及类球形颗粒的融并情况，控制热解炭的微观形貌和密度。(3)涂层密度在1.73~2.03g/cm3之间。片层状结构和类球形颗粒的比例、类球形颗粒的融并情况以及共沉于热解炭中的碳化硅的质量分数，共同决定最终制备的热解炭涂层密度。(4)提出相应沉积机理。气相中：丙烷进入反应炉内生成C2H2等小分子以及芳香化合物；芳香化合物通过缩聚、化学吸附长大形成PAHs；PAHs通过化学吸附增加面积，物理吸附堆迭形成晶核；晶核长大成为液滴。基体表面：气相生成的小分子直接沉积在基体表面得到片层状结构（表面吸附生长）；液滴沉积在基体表面，融并、脱氢固化生成类球形颗粒结构（形核生长），两个过程相互竞争最终得到热解炭。气相中过早脱氢固化的液滴将以炭黑形式沉积。沉积温度和丙烷浓度通过改变两种沉积方式的比例以及液滴的大小和粘性来控制微观结构。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2015-03-01）
韦静,张建辉[4]（2014）在《人工机械心瓣热解碳/石墨界面结合强度分析》一文中研究指出目的研究人工心瓣热解碳涂层与基体结合强度的影响因素,从而分析提高人工心瓣寿命的途径。方法通过改进的剪切试验法,得到人工机械心瓣热解碳涂层/石墨基体的平均界面剪切结合强度。利用有限元分析软件ANSYS建立叁维模型,对人工机械心瓣热解碳涂层/石墨基体的界面剪切应力进行分析,将分析结果与试验结果进行对比。利用ANSYS验证不同涂层厚度以及不同涂层弹性模量的情况下,界面剪切应力的变化情况。结果试验所得的平均界面剪切结合强度为5.535 MPa,有限元分析得到的平均结合强度值为5.98 MPa。随着涂层厚度的增加,涂层与基体结合强度降低;随着涂层弹性模量的增加,涂层与基体结合强度增大,但弹性模量并非越大越好,应有一个合适的值。结论 ANSYS分析是准确的。制备热解碳涂层时,应尽量薄一些,热解碳的弹性模量相对石墨应尽量大一些。(本文来源于《表面技术》期刊2014年06期）
杨欢[5]（2014）在《人工心瓣热解炭涂层残余应力研究》一文中研究指出人工机械心瓣是用来替代人体病变心脏瓣膜所用，通过心瓣置换手术可以挽救患者生命。热解炭材料是气态烃在高温作用下脱氢后沉积在基体表面形成的炭材料，在热解炭中共沉入硅后，既不明显降低其抗凝血性能又可提高其强度与耐磨性，是作为人工心瓣涂层的首选材料。在含硅热解炭涂层制备的过程中，由于沉积条件的不稳定及涂层与基体材料的性质差异等原因会导致涂层内部产生残余应力。对于人工心瓣含硅热解炭涂层，残余应力问题非常重要，过大的残余应力会导致涂层出现裂纹乃至断裂，直接关系到瓣片的成品率、可靠性和寿命。因此，本文针对人工心瓣含硅热解炭材料的残余应力问题，对涂层微观结构及相关性能进行测试分析；利用X射线衍射法结合有限元对含硅热解炭涂层的残余应力进行了研究与探讨，同时研究了热处理对其微观结构与性能的影响。相关研究工作与成果如下：（1）利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪分别测定人工心瓣含硅热解炭涂层的物相与微观结构；利用纳米压痕仪与热膨胀仪分别测试人工心瓣含硅热解炭涂层的硬度、弹性模量及热膨胀系数。结果表明：材料物相组成为β-SiC和乱层结构热解炭，硅含量约为6.41wt%；涂层主要由直径约0.3~1μm的类球形颗粒组成，颗粒间偶有闭合孔隙出现；涂层弹性模量与硬度平均值分别为38.036Gpa与2.639Gpa，热膨胀系数大小约为7.4×10-6/℃。（2）利用X射线衍射法检测含硅热解炭涂层，得到其表面残余应力性质为压应力，两个样品测试值分别为-29.5MPa与-10MPa。涂层内热应力性质为压应力，且相较本征应力在残余应力中所占比重较大，二者共同导致涂层残余应力的产生。有限元分析结果表明：涂层热应力性质应为压应力，并且随着沉积温度、弹性模量的增加呈递增趋势。涂层厚度对热应力有较显着影响，增加涂层厚度有助于减少热应力。热应力在厚度方向呈梯度分布，涂层受压应力，并沿着厚度方向增大，应力值在涂层与基体交界处达到最大。（3）利用X射线衍射法与有限元法研究试样中SiC相残余应力。结果表明：两个样品中SiC相残余应力大小分别为-7MPa与-9MPa，性质均为压应力；有限元结果表明颗粒的尺寸对材料热应力的影响并不明显，SiC颗粒内热应力大小为-6MPa左右，与实验值有较好吻合。（4）热处理后热解炭的石墨化程度提高，炭层间距（d002）与晶粒尺寸（Lc）分别减小与增大，并且晶粒排列更加有序。热处理后材料孔隙结构发生变化，大孔隙减少，孔隙密度增加，分布更加均匀。热处理后材料硬度明显降低，弹性模量减小，热膨胀系数略有增高。材料性能变化的主要原因可能是热处理导致的材料内孔隙结构与分布的改变。热处理使得涂层热膨胀系数与弹性模量发生变化，是一种效缓解涂层中残余应力的手段。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2014-03-01）
李学鹏[6]（2014）在《人工心瓣热解炭断裂性能研究》一文中研究指出本文内容是研究人工心瓣各向同性热解炭的断裂性能。各向同性热解炭是采用流化床化学气相沉积法制备的，热解炭的化学气相沉积是指碳氢化合物在气态条件下在反应装置中发生化学裂解反应，生成的碳原子重新沉积在加热的固态基体表面，最后得到热解炭的工艺技术。如果在制备的过程中沉入一定量的硅就成了含硅各向同性热解炭。两者都具有优良地抗血凝性及生物相容性，并且强度高、耐磨性好，在生物医学工程领域中被广泛应用，已经成为制备人工机械心瓣最重要的材料。由于制备工艺条件不够成熟及材料本身的脆性，导致人工心瓣热解炭存在孔隙、裂纹以及分层等缺陷，在体内持续载荷的作用下容易发生裂纹扩展甚至断裂，最终可能导致结构的失效，影响心瓣置换患者的生命。因此，分析人工心瓣各向同性解热炭的疲劳裂纹扩展以及断裂性能，对提高人工心瓣的可靠性起着非常关键的作用。本文对人工机械心瓣热解炭断裂性能进行研究。主要研究内容如下：（1）采用有限元软件ABAQUS和断裂分析软件FRANC3D（V6.0），对人工机械心瓣热解炭试样初始裂纹处应力强度因子计算，与基于实验基础的理论值比较，最大相对误差不超过3.0%，验证了计算的准确性。对初始裂纹大小、位置和形状对应力强度因子的影响进行讨论，结果表明：随着初始裂纹的扩大，应力强度因子也跟着增大；初始裂纹位于试样的边缘或者是中间对结果影响很小；半椭圆形裂纹长半轴与短半轴比值越接近1，计算结果越稳定。（2）简要概述了疲劳裂纹扩展门槛值在疲劳裂纹扩展中的重要性及它的测定原理和测定方法。根据作者对人工机械心瓣热解炭材料断裂性能的研究和总结，设计了一套测试人工心瓣热解炭断裂韧性实验程序和装置。（3）分析了气泡空化作用引起的人工机械心瓣表面的腐蚀现象，给出了在人工机械心瓣瓣片上引起的水柱压力公式。按照第一强度理论，采用有限元软件验证了人工心瓣瓣片承受力最大位置在瓣片和瓣片耳交汇区域处（称为耳肩）。（4）利用eFatigue在线软件计算人工机械心瓣热解炭试样疲劳裂纹扩展寿命，结果表明：初始裂纹尺寸对人工心瓣瓣片疲劳裂纹扩展寿命影响非常大，控制初始裂纹尺寸可大大提高疲劳裂纹扩展寿命；而脆性材料临界裂纹尺寸对疲劳裂纹扩展寿命影响不大；随着循环应力比的减小，疲劳裂纹扩展速率减小，相应的疲劳裂纹扩展寿命延长。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2014-03-01）
韦静[7]（2014）在《人工心瓣热解炭涂层结合强度研究》一文中研究指出本文对人工心瓣热解炭涂层结合强度进行了研究。人工心瓣包括人工机械心瓣以及生物瓣，本文所研究的是人工机械心瓣，下文所说的人工心瓣皆指人工机械心瓣。在各种涂层材料中，低温各向同性热解炭具有足够的强度及耐磨性，弯曲强度大，弹性模量低，同时具有良好的化学惰性和血液相容性，因此广泛用作人工心瓣的涂层材料。人工心瓣一旦植入人体，一年需要启闭四千万到五千万次，输送血液总量达四千万吨，在这样的环境中需要持续工作数十年，而目前瓣膜的耐久性尚不能完全保证如此长的使用时间，因磨损、腐蚀、疲劳和断裂等结构损坏引起的失效时有发生。热解炭涂层与石墨基体的界面是整个结构中比较容易失效的部位，一旦界面处出现裂纹、开裂、脱粘等情况，人工心瓣就无法继续正常工作。因此，提高热解炭涂层与石墨基体的结合强度对于延长人工心瓣的整体寿命有很大的意义。本文综合考虑了多种涂层基体结合强度的表征方法，根据热解炭涂层与石墨基体的材料特性以及样品制备的特殊性，选择改进的剪切测试法定量测量了热解炭涂层石墨基体的剪切结合强度值。在试验的基础上，利用有限元软件分析了在承受剪切应力时，涂层厚度、涂层弹性模量以及残余应力对涂层基体结合强度的影响。此外由于热解炭涂层石墨基体也很容易发生接触破坏，较高的接触应力会使系统产生细小的裂纹或者加速原先存在的裂纹的扩展，因此在有限元基础上，对热解炭涂层的赫兹接触进行了模拟，分析球形压头压入涂层表面时整个系统的受力情况，以及涂层厚度、弹性模量对赫兹接触下涂层基体结合强度的影响。主要研究内容及结果如下：（1）采用改进的剪切测试法，自行设计及制作夹具，在瑞格尔万能材料拉伸试验机上进行定量测量，得到热解炭涂层石墨基体的平均剪切结合强度为。（2）基于有限元分析软件，对试验的加载及约束进行了模拟，计算得到界面最大剪切应力值为，界面平均剪切应力值为，验证了有限元模型的正确性。（3）在上述模型的基础上，分析得到在承受平行于界面的剪切应力时，较薄的涂层厚度以及较大的涂层弹性模量有利于热解炭涂层与石墨基体的结合。（4）同样基于，采用热结构耦合分析的方法研究不同的沉积温度下界面剪切应力的变化，通过沉积温度建立起残余应力与界面结合强度的关系，沉积温度较低时残余应力较小，对界面结合有利。（5）同样利用有限元软件分析球形压头压入热解炭涂层石墨基体系统表面时整个系统的受力情况，分析得到最易发生失效的部位是涂层表面与球形压头接触的区域以及该区域正下方的第一层界面处。（6）分析在承受接触应力的情况下涂层厚度以及弹性模量对界面结合强度的影响，涂层厚度较厚、弹性模量较小时，对热解炭涂层与石墨基体结合较为有利。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2014-03-01）
杨欢,张建辉[8]（2014）在《人工心瓣含硅热解炭涂层残余应力分析》一文中研究指出目的研究人工心瓣含硅热解炭涂层的残余应力。方法通过化学气相沉积法制备含硅热解炭涂层,并对涂层进行物相与结构分析。利用X射线衍射法测定涂层表面SiC相残余应力,采用有限元法模拟含硅热解炭涂层表面残余应力情况。结果试样只包含热解炭与SiC两种物相,SiC颗粒尺寸小于10μm,分散在热解炭基质中。X射线衍射法测得两个试样SiC相残余应力值分别为-7,-9 MPa,有限元分析得出颗粒内残余应力约-6 MPa。结论 SiC相残余应力为压应力,有限元分析结果与实验值有较好的吻合。颗粒的尺寸对材料残余应力的影响并不明显。(本文来源于《表面技术》期刊2014年01期）
李学鹏,张建辉[9]（2014）在《人工心瓣热解炭表面微裂纹应力强度因子分析》一文中研究指出人工机械心瓣热解炭涂层表面存在着微小缺陷,大多以半椭圆裂纹的形式存在,在载荷作用下易发生扩展甚至断裂。应力强度因子是判断裂纹是否进入失稳状态的一个重要指标。该文利用叁维断裂分析软件,结合有限元分析软件计算了人工心瓣热解炭中心半椭圆裂纹拉伸试样不同位置处的K I,并与基于实验基础的理论值进行对比,同时讨论了初始裂纹大小、位置和形状对K I的影响,结果表明:计算值与理论值最大相对误差不超过3%,验证了该软件计算热解炭K I的有效性,K I随初始裂纹尺寸增大而增大;初始裂纹位于试样中心或边缘对K I几乎没有影响;裂纹长半轴与短半轴比值越接近1,计算结果越稳定。(本文来源于《杭州电子科技大学学报》期刊2014年01期）
钟华锋,张建辉[10]（2013）在《人工心瓣热解炭的纳米硬度和弹性模量》一文中研究指出该文采用准稳态流化床化学气相沉积工艺制备人工心瓣热解炭材料,研究了热处理对材料微观结构和纳米压痕力学性能的影响。扫描电镜和偏光显微镜用于微观结构的观察分析,纳米压痕仪用于测量纳米硬度和弹性模量。结果表明:材料主要是由类球形颗粒状碳所组成,并由片层状碳紧密相连,碳颗粒间偶有闭合孔隙出现;经热处理后,材料的孔隙结构发生了较大变化;纳米压痕实验过程表现为完全的弹性形变,经热处理后,纳米硬度略有降低,弹性模量则没有明显变化。(本文来源于《杭州电子科技大学学报》期刊2013年02期）
人工心瓣论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用化学气相沉积法制备人工心瓣含硅低温热解炭涂层,并进行热处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、纳米压痕仪、热膨胀仪研究了热处理对涂层微观结构和性能的影响。结果表明,涂层包含热解炭(乱层石墨结构)与β-Si C两种物相,热处理后热解炭微晶层间距减小,表明石墨化程度提高,同时β-Si C微晶与热解炭微晶尺寸增大。电镜下材料主要由类球形颗粒组成,颗粒之间存在微米级孔隙,热处理后材料孔隙结构发生变化,大孔隙减少,孔隙分布更加均匀。热处理后材料纳米硬度明显减小,热膨胀系数略增大,微观结构的变化是导致材料性能改变的主要原因。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
人工心瓣论文参考文献
[1].张建辉,宋银超.人工心瓣热解炭涂层的密度和孔隙结构研究[J].功能材料.2015
[2].喻主路,张建辉.人工心瓣含硅低温热解炭涂层热处理分析[J].杭州电子科技大学学报(自然科学版).2015
[3].喻主路.沉积条件对人工心瓣含硅低温热解炭微观结构的影响[D].杭州电子科技大学.2015
[4].韦静,张建辉.人工机械心瓣热解碳/石墨界面结合强度分析[J].表面技术.2014
[5].杨欢.人工心瓣热解炭涂层残余应力研究[D].杭州电子科技大学.2014
[6].李学鹏.人工心瓣热解炭断裂性能研究[D].杭州电子科技大学.2014
[7].韦静.人工心瓣热解炭涂层结合强度研究[D].杭州电子科技大学.2014
[8].杨欢,张建辉.人工心瓣含硅热解炭涂层残余应力分析[J].表面技术.2014
[9].李学鹏,张建辉.人工心瓣热解炭表面微裂纹应力强度因子分析[J].杭州电子科技大学学报.2014
[10].钟华锋,张建辉.人工心瓣热解炭的纳米硬度和弹性模量[J].杭州电子科技大学学报.2013
论文知识图
