复合材料修复范文（精选12篇）
复合材料修复 第1篇
自1959年日本的Shindo A教授首次采用美国聚丙烯腈 (PAN) 制造出碳纤维, 到大谷教授使用一般化工产品 (沥青) 成功制造出碳纤维, 碳纤维便通过碳化和石墨化加工, 率先集中应用于火箭喷嘴。随着日本、美国以及欧洲国家制备技术的发展, 碳纤维性能大幅度提升, 成本大幅度降低, 碳纤维主要作为增强材料的复合材料, 迅速广泛应用于航天航空、军事装备、建筑业以及高端体育器具产业等领域[1]。
伴随着复合材料的广泛使用, 人们发现复合材料表面受到冲击后, 极易出现表面凹坑、分层以及划伤等损伤[2], 这就引起了人们对于使用碳纤维材料修复表面损伤的关注[3]。与机械连接极易造成的应力集中、机构增重以及气动性的改变相比[4], 碳纤维复合材料修复损伤多使用胶结方法, 其具有效率高、应力分布均匀、修复效果好以及系统增重小的特点[5], 还具有设备简易、生产率较高以及成本较低的特点, 满足现阶段修理技术的变革, 碳纤维复合材料修复损伤将拥有更为宽广的研究和应用前景。
1 碳纤维复合材料修复损伤的应用现状
碳纤维复合材料修复表面损伤在较多的领域都有应用, 包括航空航天、武器装备及远洋船舶等。本文主要选取飞机表面损伤的维修进行介绍。
1.1 国内的应用现状
我国专家近些年通过深入地研究和探索, 形成了《复合材料结构修复指南》。这个较为系统的手册仅适用于军用飞行器, 对于民用飞行器的维修研究极为欠缺, 特别是在碳纤维复合材料表面修复领域, 缺少诸如理论的总结、实践工作量的积累以及修复后的考核试用等方面的内容。国内部分学者已经深刻意识到问题的严重性, 并已经开始了相关的大量研究。2002年, 陈绍杰[6]首次详细介绍了FAA的咨询通告AC20-107A的内容, 提出复合材料修复飞机的标准化需求以及适航准则。2010年, 邹田春[7]对民机复合材料修理适航审定现状进行了较为全面的分析。2011年, 梁艳勤[8]对使用复合材料修复民用飞机的容限和适航审定进行了研究, 为碳纤维复合材料修复飞机损伤提供了实践指导。
飞机的表面损伤及修复形式主要包括层压板极易出现的表面凹坑、划伤、穿透等。孙凯等使用热补的方法分别对单面面板损伤、面板和芯子损伤以及贯穿损伤的蜂窝夹层结构的表面进行修复, 并对挖补修理的强度进行试验分析, 结果表明强度均能恢复到新品的87%以上, 再次发生损伤的部位绝大部分出现在损伤修补的边缘。王晓澎[9]采用与预浸料修补不同的湿法修补, 对采用双组分树脂的修复步骤进行介绍。
国内学者对于飞行器表面修理中固化技术有也较多进展。陈明华等[10]使用热补和微波两种固化方式, 对碳纤维/环氧树脂复合材料进行固化, 通过对固化后样品进行的分析, 得到微波固化的复合材料性能较优, 固化时间较大幅度减少。许陆文[11]成功开发出修复时间仅有20~24 s的便携式碳纤维/环氧树脂复合材料的修复设备, 通过测试发现, 修复件的性能基本达到原件水平。
1.2 国外现状分析
航空领域国外对于碳纤维修复损伤的研究开展较早。20世纪70年代初期, 澳大利亚研究人员Alan Baker博士就使用碳纤维复合材料对金属飞机损伤修复进行了探索, 并首次运用在飞机结构件的维修[12]。现阶段, 国外对于碳纤维复合材料修复飞行器损伤主要采用胶结修复的方式[13], 截止2010年, 北约国家使用碳纤维复合材料修复结构损伤已超过万例[14]。
相对于国内绝大多数飞行器“无手册”指导工艺的现状, 国外在修复上虽然也存在较多难题, 但已经编写出使用碳纤维复合材料修复损伤的手册[3], 它们既可以作为运输类飞机适航标准, 也可作为通用飞机修复指导手册, 包括美国联邦航空规章第25部 (Airworthiness standard:transport category airplanes, FAR25) 、第23部 (Airworthiness standard:Normal utility, acrobatic, and commuter category airplanes, FAR23) 、第21部 (Airworthiness standard:Certification procedures for products and parts, FAR21) , 这三部手册主要介绍碳纤维复合材料修复损伤中需要注意的技术要求、工艺标准以及安全性要求, 如气动弹性稳定性、结构保护、材料选择等与适航紧密相连的内容。2009年9月, FAA颁布了复合材料结构审定通告AC20-107B, 明确提出了碳纤维复合材料结构飞机的修理后适航要求, 并初次提出积木式实验验证方法[15]。
2 碳纤维复合材料修复表面损伤的应用前景
近年来, 碳纤维复合材料修复表面损伤应用已经从传统的房屋加固向航空航天、高速铁路及远洋船舶等高新科技领域延伸。使用碳纤维复合材料对远洋船舶的大型蒸汽管道表面进行原位固化修复, 彻底实现不减动力、不停机和不停船就完成了对高温高压蒸汽管道进行修复。下面将结合碳纤维复合材料修复表面损伤的现状, 总结未来碳纤维复合材料在修复表面损伤的新应用前景。
2.1 航空航天领域
现阶段, 航空航天装备中碳纤维复合材料的用量逐渐增大, 其表面修复必须要考虑修复材料自身的性能、修复材料与被修复表面的界面结合性能以及修复工艺方法可行性。碳纤维复合材料自身密度低, 修复后的结构增重较少, 对于需要对称平衡的结构 (如轻型飞机的襟翼) , 可以较大地降低非对称情况发生;其自身热膨胀系数低、高温力学性能稳定, 现阶段最适合对在真空和高温的环境下工作的航空航天装备进行维修;其具有较高的比刚度及比强度, 使得修复后的结构性能恢复率较高, 不仅可以恢复到可用程度, 还可能达到甚至超过新品的性能指标;其固化前的形状可控, 特别适合对于结构复杂和精密的航空航天设备进行修复;其修复过程不同于简单的机械修复, 后者可能在待修复表面进行机械处理, 造成待修复件的二次损伤, 而碳纤维复合材料修复表面损伤仅对表面进行粘接修复, 不破坏原有的性能;其修复工艺中温度等参数完全可控, 通过对参数的控制, 得到修复人员所需性能的修复贴片。
综上所述, 碳纤维复合材料表面修复方法适合对航空航天装备的表面进行修复。下阶段碳纤维复合材料修复表面损伤的方法重点应寻求工艺的突破, 通过使用真空导入的工艺, 对待修复表面进行迅速修复, 既可以降低对难长期存储、成本较高以及加工难度高的预浸料的依赖, 还可以在黏度较小的基体树脂中均匀分撒增强颗粒、球体及纤维等, 从而达到增强修复区域修复后性能的目的。
2.2 管道修复领域
传统对于管道的修复主要包括焊接和夹具修复两种方法[16], 采用夹具的方法修复损伤管道工艺虽然较为简易, 但难以控制修复质量;采用焊接方法, 虽然可以较大程度上恢复表面的性能, 但无法在带压工作下进行修复。刘国[17]对北京高压燃气主干线使用碳纤维复合材料带压修复进行了报道, 整个修复工艺免焊不动火, 在4h内安全地对管道表面损伤结构进行了修复, 修复后强度恢复到了安全运行压力水平。这说明碳纤维复合材料修复技术适合修复复杂工况下的管道表面损伤, 未来可以更多应用于其他不同复杂工况的管道修复作业。
但使用碳纤维复合材料修复管道表面也存在问题, 洪雨[18]曾指出碳纤维复合材料贴片表层和待修复表面之间会形成电化学腐蚀, 造成性能急剧下降。笔者在以往试验中发现, 碳基的复合材料补片和金属基的待修复表面界面结合性能较差。在未来管道修复领域, 如何解决修复界面的结合性能和电偶腐蚀是碳纤维复合材料用于管道修复的关键问题。
2.3 其他领域
碳纤维复合材料表面修复技术在战伤装备快速修复、文物建筑加固以及自修复材料等领域都有较为广阔的应用前景。
3 结语
碳纤维复合材料表面修复技术是粘接修复方法中最为关键的技术, 也是在高新领域应用频率最高、范围最广、研究最多的技术。要进一步对碳纤维复合材料修复表面损伤进行研究, 解决电化学腐蚀、界面结合能力较差、层间性能较弱以及成本较高等关键问题, 进而实现碳纤维复合材料表面修复技术在更多的领域得以应用, 并大力优化复合材料表面修复工艺, 从而尽快地使之成为一种便捷的修理方法, 从实验室、专用修理间逐步大规模工业化。
摘要：损伤修复的方法主要包括机械修补和胶结修补两种方法, 其中碳纤维复合材料表面胶结损伤修复技术是综合性能最优、前景最为广阔的维修技术。文中介绍了碳纤维复合材料修复表面损伤在飞机表面修复领域的国内外研究和应用现状, 以及修复具有免焊不动火、可修复表面复杂及修复后性能恢复率高等特点。分析认为碳纤维复合材料修复表面损伤方法将在航空航天、管道修复以及更多其他领域广泛应用, 并提出亟需解决界面的结合性和电偶腐蚀及补片厚度方向性能较差等限制大规模工业化的问题。
复合材料修复 第2篇
目前，在汽车维修行业中普遍存在着一种错误观点：钣金维修技师只要熟练掌握操作技能，便可以对所有车型进行修复整形。这种观点是片面的。钣金修复相对于汽车的机、电修理，所需要掌握的技术也许还有一定差距，但是想要保质保量地完成事故车辆的修复工作，也并非易事。一名合格的钣金维修技师，除了要掌握相关的理论知识（如材料学、人体工程学、动力学、热处理工艺等），还要严格按照工艺流程规范操作，同时对车辆的车身结构、金属板材类型也要有清晰、准确的认识。随着现代汽车制造技术的飞速发展，汽车制造企业在车身生产中开始逐步使用新材料。在众多采用新材料的车辆中，有些是采用了合金钢、高强度钢和超高强度钢作为车身材料，还有些车身局部或整体采用了铝质板材，这些都将给维修工作带来新的难题。修复这些采用特殊钢质板材或铝质板材的事故车时，维修技师应在接受过相关培训的基础上，采用正确的修复工艺对车辆进行修复，只有这样才能保证特殊材料车身的修复质量。
一、使用铝材的意义及特性
近年来，汽车制造企业在汽车的结构设计、制造技术、材料选用等方面进行了大量的研究工作，希望能够研发出安全可靠、节能环保的新型汽车。而在通常情况下，车身的自重大约会消耗70％的燃油，所以，降低
汽车油耗研究的首要问题便是如何使汽车轻型化。使汽车轻型化应首先从材料轻量化入手，这样不但可以减轻车身自重、增加装载质量、降低发动机负载，同时还可以大幅减小底盘部件所受的合力，使整车的操控性、经济性更加出色。而有“轻金属”之称的铝金属，由于其质轻、耐磨、耐腐蚀、弹性好、比刚度和比强度高、抗冲击性能优、加工成型性好和再生性高等特点，成为了使汽车轻型化的首选材料。铝合金车身汽车也因其节能低耗、安全舒适及相对载重能力强等优点而备受关注。铝的用途比较广泛，它的密度为2.7×103kg/m3，约为钢铁、铜的1/3。由于密度较小，常用于制造汽车、火车、舰船、火箭和飞船等。近年来，铝在汽车上的使用呈逐年递增的趋势。局部或整体使用铝材的车型有很多，如宝马、奥迪、沃尔沃、陆虎等。提到铝质车身，很多人会将其与家中的铝锅、铝盆等厨房用具联系起来，认为它质地柔软，易发生变形。其实车身所使用的铝材基本都是合金铝，通过增减合金元素的配比和采用适当的热处理工艺等，使其达到所需性能。
目前，用于汽车车身板材的铝合金主要有Al-Cu-Mg（2000系），Al-Mg（5000系）和Al-Mg-Si（6000系）3种。6000系合金铝由于其可塑性好、强度高，成为许多汽车生产商的首选新型车身材料。如欧洲的汽车生产商一般会使用成型性能较好的6016合金铝作为主要的车身板材；而美国的汽车生产商则使用具有足够强度的6111合金铝作为车身的主要板材。对于车身的不同部位、不同构件，所使用铝材的合金成分、种类和热处理工艺也并不相同。如车辆的保险杠骨架、加强梁或侧防撞梁
等，所使用的铝材都应具有足够的强度和韧度，在发生碰撞时要有良好的吸能特性（比钢板增加50%左右）；车辆传动系使用铝质构件，不但具有足够的强度和韧度，同时还具备良好的导热能力。事实证明，汽车使用铝材确实取得了良好的社会效益和经济效益。当然，汽车使用铝材也存在一些不足。在生产铝质车身的汽车时，焊接铝质车身比焊接传统钢质车身能耗增加60%。而且一旦发生交通事故，铝质车身的维修费用较高。由于铝材的溶点较低、可修复性差，维修技师需要使用专用铝车身修复工具及特殊的工艺方法进行修复。
二、铝质车身修复应具备的条件
1.铝质车身的修复与传统钢质车身修复有很大的区别。维修技师不仅对铝材的特性要非常了解，还要对铝质车身的修复工艺、连接方式与接口形式、粘接剂与铆接工具等性能了如指掌。实际操作过程中，维修技师要时刻牢记安全注意事项。
2.需要独立的维修空间和防爆吸尘系统 铝质板材在打磨过程中会产生很多铝粉，吸入后不但对人体有害，而且在空气中易燃易爆，所以，在维修铝质车身时要设置独立的维修空间和防爆集尘、吸尘系统，以保证车身修复操作更加安全。
3.带有定位夹具的大梁校正器 车辆发生碰撞后，损伤部件经检查确认无法修复或修复后无法达到其原有性能时，就必须更换该部件。更换铝质部件时，其连接方式与钢质车身有很大区别。钢质车身的接缝处一般采用焊接方式，而铝质车身的连接处多采用粘接或粘接、铆接共用的连接方式。由于粘接剂固化时间长，如果不对更换部件进行定位，修复后的车身就很难恢复原技术尺寸。当校整架没有专用定位夹具时，使用辅助夹具或通用夹具固定是一种比较有效的方法。
4.专用的维修设备和工具 在进行铝质车身修复时，具备带有定位夹具的校整架是远远不够的，还要有专用的气体保护焊机、铝整形机、强力铆钉枪、铆钉取出器等设备和工具。在修复过程中，一定注意工具要单独摆放，不能与修复钢质车身的工具放在一起。修复钢质车身的工具残留有钢铁碎屑，如用其修复铝质车身，钢铁碎屑会对铝造成腐蚀。
三、如何正确修复铝质车身
1.铝质面板的修复 铝质板件的厚度通常是钢质板件厚度的1.5~2倍，其熔点较低，在加热时极易发生变形。碰撞变形后，受加工硬化的影响很难二次成形，如果强行修复会使损伤部位出现裂纹甚至发生断裂。所
以，当铝材受到一定程度的损伤后，应对受损部件进行分体或总成更换（生产厂家不建议修复）。在进行铝质结构件更换时，连接处一般很少采用钢质车身修复所采用的焊接方法，而是采用粘接或粘接、铆接共用的方法。由于更换铝质板材的费用比较高，所以，维修技师对一些轻微损伤的面板会采取某些方法进行修复。不过，修复工作应在充分了解铝材特性的基础上，小心谨慎地进行。
（1）由于铝材的可延展性较强，在受到碰撞后，很难恢复到原来的形状和尺寸。维修技师修复时可使用木锤或橡胶锤进行碾锤错位敲击，以减少铝材的延伸。如必须采取碾锤正位敲击，应采用多次的轻敲，否则将会加重铝材的损伤程度。铝板修复前，首先区分其变形的类型。对隆起部位使用木锤或橡胶锤进行弹性敲击，以释放撞击产生的应力，这样可减小坚硬折损处弯曲的可能性。凹陷部位修复时不要使其每次升起得太多，应避免拉伸铝材。在铝质面板修复时，也可使用铝整形机对损伤部位进行校整，在修复到位后使用专用工具将介子栽焊螺杆齐根剪下，打磨平整即可。对于钢车身来说，当面板和内层结构同时发生变形时，可以采取内外层分离，分别修整后折边咬合的修复方法。但对于铝质面板，就不能使用这种方法了。如果采用这种方法修复铝质面板，折边部位会由于铝的韧度较差而出现裂纹或断裂。
（2）在进行铝板校正前，应对铝板进行适度的加热，这与传统的钢板修复有着明显的区别。校正钢板一般应尽量避免加热，以免降低钢板的
强度。而在修复铝板时，必须利用加热的方法增加铝板的可塑性。如果不加热，施加校正力会引起铝板开裂。但由于铝熔点较低（660℃），如加热过量会造成铝材变形或熔化。所以，在对铝板进行加热前，应使用120℃的热敏涂料或热敏“笔”在损伤部位周围，画一个半径20~30mm的环状标志。这样在加热过程中可以通过颜色的变化，对温度进行实时监控。
（3）当铝质面板发生延伸时，可采取热收缩的方法进行处理。操作时应缓慢冷却收缩部位，不可使其急速降温，从而避免过度的收缩造成板材变形。另外，铝板修复时禁止使用钢质车身修理时所使用的收缩锤或收缩垫铁，以免造成损伤部位开裂。
2.铝质板材的焊接合金铝在通常情况下是可以使用惰性气体焊接的。但是，由于在焊接过程中的退火作用，焊接处的强度损失较大。修复后，车辆自身振动和行驶的颠簸会造成焊接处产生裂纹。所以，铝质车身修复中一般很少采用焊接的方式（少数生产厂家也允许采用焊接方法），而通常是采用粘接或粘接、铆接共用的方式。但尽管如此，焊接在铝质车身修复中也并不是可有可无的。在进行结构件更换时，通常需要在结构件之间使用焊接的方法，以增强车辆的整体性和导电性。在焊接时要注意以下几点，以确保最终维修质量。
（1）在进行铝焊接时，除按操作规范做好车身的防护工作外，还应注意金属镁或铝镁合金是不能焊接的。因为该金属易燃烧，一旦发生燃烧灭火器无法将其扑灭，而只能使用一种特制的化学制剂。所以在进行铝车身修复前，应查看相关资料以确认板材的成分，并严格按照厂家的要求进行修复操作，不该焊接的部位绝不能进行焊接。
（2）焊接前应使用石蜡或油脂清除剂对焊接部位进行清洁。对表面有涂层的部位，应使用装有80号砂轮的砂轮机磨去周围的涂层，使金属表面裸露出来，从而保证焊接质量。
（3）按照焊机的使用说明调整电压和送丝速度，但说明书上给出的数值一般只是大概的数值，维修技师应该根据自己的经验和实际情况做出相应的调整。进行钢质车身焊接时，电压和送丝速度调整到正常值，焊接部位会发出平稳清脆的“吱吱”声，而铝材焊接时会发出平稳沉闷的“嗡嗡”声。
（4）在进行铝质板材焊接时，应使用铝焊丝和100%氩气，相对于焊接钢质车身气体流量应增加50%；焊枪与焊接部位应接近垂直，并且采用正向焊接法（左焊法），不能在铝板上进行逆向焊接（向前推焊接），以免熔池过热造成塌陷或击穿；进行立焊时，应从下面开始向上焊接。
3.板件的更换 铝质车身板件受到撞击无法恢复时，应采取局部或整体更换的方法进行修复。特别是由于铝质板材因为硬化，损伤部位出现裂纹或断裂现象时就应该使用此方法了。铝质板件的更换是铝质车身修复时较为常用的一种方法。
（1）分离铝质板件时，可使用切割锯、切割砂轮、錾子等工具，与钢质车身的板件分离没有太大区别，但乙炔-氧气切割在铝质板件分离时禁止使用。另外，由于铝质车身的铆钉通常是由高强度特殊合金材料（如硼钢）制成，所以铆钉是无法采取传统钻除方法去除的。正确的方法是，在铆钉顶部使用专用焊机焊接介子销钉（不可重复使用），然后用专门的拉拔工具将铆钉拔出。介子销钉焊接前，应对铆钉顶部的漆面进行打磨，在拉拔时，专用工具应与铆钉呈垂直状态。
（2）传统的车身通常使用机械紧固和焊接等两种连接方法，而铝质车身的构件大部分是通过粘接或粘接、铆接共用的方式连接在一起的。所以，更换铝质板件应严格按照厂家的技术要求，选用原厂提供的零部件或总成，正确选择切接位置和连接方式。我们知道，在进行钢质车身修复时，常用的连接方式可分为平接、插入件平接和搭接等三种方式。在更换铝质板件时，这三种方式依然适用。不过只有少数的厂家允许采用
平接（焊接）方式，笔者在此不作过多介绍。铝质板件更多的是采用插入件平接和搭接。进行插入件平接时（如纵梁的梁头、下边梁、门立柱），一般也可分为两种方法。一种是板件分离后，将插入件（厂家提供或自制）轻轻敲入，对更换部件精确定位后，在切割线的两侧钻出与铆钉相匹配的孔，然后将插入件取出，在去除毛刺、清洁、除潮湿等准备工作后，使用特制胶枪在外侧均匀涂抹专用粘接剂，再次将插入件放入，测量无误后按照已经打好的孔，使用专用铆钉进行拉铆即可。另一种方法是在准备切割的直线上间隔钻出铆钉的备用孔，然后沿此直线进行切割分离。将插入件放入并与所要更换板件定位，在已经钻好孔的位置进行重新钻孔，将插入件取出，做好所有的准备工作后打胶，再次将插入件放入，定位后拉铆即可。在采用搭接方式更换板件时，除常规的方法外，有时为获得足够的强度和满意的视觉效果，特别是一些不适合采用插入件平接的部位，可采用厂家提供并做好预先处理的零部件进行搭接。这种方式在一些比较直观的部位使用较多，如车身的后翼子板等处。
（3）相对于钢质车身修复，铝质车身板件更换的定位工作更为重要。铝质车身粘接部位的粘接胶需要较长的固化时间（25℃时需要36h）。如果胶在固化后车身尺寸发生了位移或变动，那可以说是灾难性的。所以，测量后必须使用定位夹或通用夹具对更换部件进行定位。在铝质车身修复时，还有很多注意事项应该引起我们足够的重视，如铝质车身上的一些特殊颜色的螺栓，拆卸后应按照厂家的要求进行更换，绝不可
重复使用。在进行板件更换时，还应对粘接胶和各种专用工具的性能、注意事项和使用方法做全面的了解。
总之，从事铝质车身修复工作必须接受专业化的培训，只有这样才能保证铝质车身的最终修复质量。)
铝车身的结构和维修
随着汽车技术的飞速发展，汽车制造企业在汽车的结构设计、制造技术、材料选用等方面进行了大量的研究工作，希望能够研发出安全可靠、节能环保的新型汽车。而在通常情况下，车身的自重大约会消耗70％的燃油，所以，降低汽车油耗研究的首要问题便是如何使汽车轻型化。使汽车轻型化应首先从材料轻量化入手，这样不但,可以减轻车身自重、增加装载质量、降低发动机负载，同时还可以大幅减小底盘部件所受的合力，使整车的操控性、经济性更加出色。而有“轻金属”之称的铝金属，由于其质轻、耐磨、耐腐蚀、弹性好、刚度和强度高、抗冲击性能优、加工成型性好和再生性高等特点，成为了使汽车轻型化的首选材料。铝合金车身汽车也因其节能低耗、安全舒适及相对载重能力强等优点而备受关注。
铝在汽车上的使用呈逐年递增的趋势。局部或整体使用铝材的车型有很多，如宝马、奥迪、沃尔沃、陆虎等。车身所使用的铝材基本都是合金铝，通过增减合金元素的配比和采用适当的热处理工艺等，使其达到所需性能（图一）。目前，用于汽车车身板材的铝合金主要有Al-Cu-Mg（2000系），Al-Mg（5000,系）和Al-Mg-Si（6000系）3种。6000系合金铝由于其可塑性好、强度高，成为许多汽车生产商的首选新型车身材,料。如欧洲的汽车生产商一般会使用成型性能较好的6016合金铝作为主要的车身板材；而美国的汽车生产商则使,用具有足够强度的6111合金铝作为车身的主要板材。对于车身的不同部位、不同构件，所使用铝材的合金成分、种类和热处理工艺也并不相同。如车辆的保险杠骨架、加强梁或侧防撞梁等，所使用的铝材都应具有足够,的强度和韧度，在发生碰撞时要有良好的吸能特性（比钢板增加50%左右）；车辆传动系统使用铝质构件，不但具有足够的强度和韧度，同时还具备良好的导热能力。事实证明，汽车使用铝材确实取得了良好的社会效益和经济效益。
新款奥迪A8（图二）在所有D级别车型中有着最轻的车身，在车型参数中，它的重量要比同等车型的钢制车身轻50%。因此，奥迪A83.7quattro车型仅重1770公斤。在豪华车型中，这个优点对动力性能和燃油经济性有着双重的价值。新款奥迪A8全铝车身仅重69公斤，车头的核心部件是作为大铸件的水箱架，它连接两侧的A柱。上一代A8的水箱架由7个零件构成，改进后的结构将重量从5公斤多减少到了3公斤。A柱本身也由两个弧型大铸件组成，它们与底盘架和一体
式车顶围绕在一起，这两个锻造件及其通道结构确保了车身的扭转刚度。车身框架前部的纵向支架是分开两片的设计，以便万一前部发生碰撞时维修方便。车身框架的后部是全新的开发成果。因为更为严格的后部碰撞安全法规和空气悬架要求其结构有更大的刚性。一个大型整体铸件与车梁纵向连接，这个铸件同时支撑着车身后部整个的框架。如此高的刚性保证了油箱在车身后部发生碰撞时能够安全正常的使用。车身的前后结构通过顶架、车梁、乘客座位、B柱以及底盘架连接在一起，形成了一个整体空间框架。B柱也是大型多功能铸件，除了装配车门外，还能满足车身中部受到侧向撞击时的安全要求。它保证了奥迪A8车身在振动中的乘坐舒适性：它与顶架和车梁的连接质量，确保了整个车身框架的刚性。新A8的侧面面板由一个从A柱一直延伸到车身后部的整体部件组成。与车顶一样，侧面面板也是由激光焊接而成用以支撑车身结构。
新款奥迪A8 当然，汽车使用铝材也存在一些不足。在生产铝质车身的汽车时，焊接铝质车身比焊接传统钢质车身能耗增加60%。而且一旦发生交通事故，铝质车身的维修费用较高。由于铝材的溶点较低、可修复性差，维修技师需要使用专用铝车身修复工具及特殊的工艺方法进行修复。铝车身维修的硬件需求有：
1.铝车身专用气体保护焊（图三）和介子机（图四）。由于铝的熔点低，易变形，焊接要求电流低，所以必须采用专用的铝车身气体保护焊。介子机也不能像普通介子机一样去点击拉伸，只能采用专用的铝车身介子机焊接介子钉，使用介子钉拉伸器进行拉伸。SPANESI铝车身专用气体保护焊
2.专用的铝车身维修工具（图五）、强力铆钉枪（图六）。与传统事故车维修不同的是，修铝车身大部分采用铆接的维修方法，这就必须要有强力铆钉枪。而且修铝车身的工具一定要专用，不能与修铁材质车的工具混用。因为修完铁材质车工具上会留有铁屑，如再用来修铝车身，铁屑会嵌入铝表面，对铝造成腐蚀。SPANESI铝车身专用介子机
3.防爆集尘吸尘系统（图七）。在打磨铝车身过程中，会产生很多铝粉，铝粉不但对人体有害，而且易燃易爆，所以要有防爆炸的集尘吸尘系统及时吸收铝粉。
SPANESI(斯潘内锡)多功能供气供电防爆集尘吸尘系统
4.带定位夹具的大梁校正仪（图八）。铝车身修复常使用换件修理，维修过程中需要粘接、粘接铆接和焊接，首先需要对部件进行定位（定位夹具大梁校正仪的详解见本杂志第5期72页），如果没有定位，车身技术尺寸很难保证准确。使用SPANESI(斯潘内锡)带定位夹具的大梁校正仪校正全铝宝马车身
5.独立的维修空间（图九）。由于铝车身修复工艺要求严格，保证汽车维修质量
和维修操作安全，避免铝粉对车间的污染和爆炸，要设立独立的铝车身维修工位。SPANESI(斯潘内锡)多功能全封闭铝车身维修间
另外对铝车身的维修人员要进行专业的培训，掌握维修铝车身的维修工艺，如何定位拉伸、焊接、铆接、粘接等。
维修操作中的注意事项：
1.铝合金板材的局部拉伸性不好，容易产生裂纹。如发动机罩内板因为形状比较复杂，在车身制造时为了提高其拉延变形性能采用高强铝合金，延伸率已超过30%。所以在维修时要尽可能地保证形状不突变，以避免产生裂纹。2.尺寸精度不容易掌握，回弹难以控制，在维修时要尽可能采用定位固定和加热释放应力等方法使其稳固不会产生回弹等二次变形现象。3.因为铝比钢软，在维修中的碰撞和各种粉尘附着等原因使零件表面产生碰伤、划伤等缺陷，所以要对模具的清洁、设备的清洁、环境的粉尘、空气污染等方面采取措施，确保零件的完好。
奥迪A6事故修复后跑偏现象的排除 顾平林
一部奥迪A62.8轿车，在一非专业维修站进行事故碰撞修复后出现跑偏，啃胎现象，来到我们马自达4S店，要求解决这一故障,在举升机上升车后，我们进行简单测量后发现：固定后元宝梁的四个螺栓间的距离尺寸不符合奥迪A6轿车的技术数据存在偏差，对角线长度数据差在2cm左右。据此，我们认定此车在上次的事故碰撞修复过程中，使用的工具设备落后，没有参照奥迪A6轿车的车身大梁数据图册，进行了简单粗暴的拉伸修复。根据此故障必须进行前部机仓拆解，使用专业的大梁测量系统，进行进一步的认真仔细的测量，更换元宝梁等部件。使用专业的轿车大梁拉伸设备，重新拉伸校正，才能解决跑偏、啃胎问题。在与车主、原车险保险公司间协调后，同意在我公司使用奔腾2000系统车身大梁校正、测量设备，重新进行对大梁拉伸、测量校正修复。
为了更一步的了解此车的碰撞损伤状况，准确进行二次拉伸校正，我们拆除了发动机仓内的发动机及整个的前悬架系统，在奔腾2000车身大梁校正仪上，结合奔腾公司提供使用的AudiA6轿车车身大梁修复数据图册，进行了多次认真仔细的测量工作，结果的数据显示：该车的前右纵梁虽然没有明显的外伤，可它固定元宝梁的两个螺母所在，也已经发生损伤，上螺母的平面歪斜，但它们的前后距离、高度尺寸符合要求，螺母的歪斜严重地影响了元宝梁固定后前悬架系统的整体坐标；前左纵梁有明显没有展开的折痕，前端有使用氧—乙炔焊的痕迹。各要点的坐标数据与标准数据尺寸存在严重差距；
三、拆去前左翼子板还发现：翼子板的支承固定梁也有拆痕，前端还使用了一个φ8的螺母调整该翼子板的高度。以上三点，足以表明该车前次的拉伸修复是失败的，简单、野蛮的操作、不正确的焊接措施直接影响了该车的修复质量和结果。
我们根据奔腾2000车身大梁校正仪使用的工作要求，将此车在校正台上准确固定，车辆中心面（线）与校正平台中心线的重合将是该车重新拉伸、校正测量的关键。我们动用了大量的人力，使用了大梁校正仪的拉伸系统，将该车在校正平台上进行了准确定位，轿车底部裙边的夹紧固定均遵从奥迪A6轿车的自身特点，正确固定、精确定位。在整体车身固定完以后，我们使用奔腾2000的配套测量
系统测量整个车身，特别是前机仓内的几个重要固定点：元宝梁的四个固定点，两前减震器的上固定点，前保险杠的固定点，进行了多次反复的测量、记录，我们首先对前右纵梁根据奔腾2000拉伸设备，测量系统及奔腾公司提供的数据，使其达到了标准数据册中的数据要求，固定元宝梁的两个歪斜螺母也使用了氧—乙炔焊，严格控制加热温度，进行了校正定位。关键是前左纵梁的拉伸校正：
1、长度的拉伸校正；元宝梁的后固定点在该车上的三围坐标符合标准，前固定点由于该纵梁上存在折痕有1.5cm的短小，需要拉伸，我们在向前拉伸过程中，对折痕周围严格控制了加热温度370度—480度，加热时间也在3分钟以内，加热部位选择在纵梁棱角上，并多次反复测量、拉伸，以防拉伸过度。最终使两点之间的距离达到了数据图册的要求。对其高度的测量也随后进行并同时进行拉伸校正，使其达到了图册要求，同时我们也对前桥前固定点间的距离（813±2mm），前桥后固定点之间的距离（620±2mm），前桥固定点对角线的距离（901±2mm），进行了精确测量，在确定达标后，我们对前元宝梁进行了先行安装固定，以保证后期对减震器支座固定点的测量校正不会受到影响。接下来的工作就是对其减震器支座固定点测量、拉伸校正。这里我们注重了减震器支座外固定点之间的距离（1070±2mm）的测量对比，对车身测量坐标数据的对比，发现前左支座固定点内移了1.5cm，高度的数据误差在允许范围内，就此我们将前左减震器支座外固定点向外进行了水平拉伸，同时锺击有关的力点消除应力，使其两减震器支座外固定点之间的距离达到了1070±2mm的要求。剩下的前左翼子板与支承梁的拉伸就显得简单了，直接对照翼子板的固定孔进行拉伸修复即可。
最后，试装翼子板、前机盖、水箱框架、保险杠、大灯等，通过调整各自的配合间隙，使其外在达到了奥迪A6轿车的要求。
我认为，进行这样的二次修复校正是科学的，符合奥迪A6轿车的技术要求的，当然，最终进行四轮定位时，只通过简单的部件调整，对存在毛病的部件进行更换，四轮定位所要求的数据在我们意料中都达到了要求，试车的结局皆大欢喜，我们成功的完成了对该车的二次“拉伸、校正”工作。这里应该强调在对事故碰撞损伤车辆拉伸、校正的过程中，车辆中心面（线）与车身大梁校正平台中心线的重合或平行的重要性，正确合理的使用“中心面（线）与平台中心线”技术是能够科学、精确的对事故车辆测量，准确拉伸定位的，完全可以做到一次拉伸定位，成功修复事故碰撞车辆的。
*文中所沿用的技术数据是结合奥迪A6轿车维修手册，奔腾2000测量系统提供的技术参数。
一部奥迪A62.8轿车，在一非专业维修站进行事故碰撞修复后出现跑偏，啃胎现象，来到我们马自达4S店，要求解决这一故障,在举升机上升车后，我们进行简单测量后发现：固定后元宝梁的四个螺栓间的距离尺寸不符合奥迪A6轿车的技术数据存在偏差，对角线长度数据差在2cm左右。据此，我们认定此车在上次的事故碰撞修复过程中，使用的工具设备落后，没有参照奥迪A6轿车的车身大梁数据图册，进行了简单粗暴的拉伸修复。根据此故障必须进行前部机仓拆解，使用专业的大梁测量系统，进行进一步的认真仔细的测量，更换元宝梁等部件。使用专业的轿车大梁拉伸设备，重新拉伸校正，才能解决跑偏、啃胎问题。在与车主、原车险保险公司间协调后，同意在我公司使用奔腾2000系统车身大梁校正、测量设备，重新进行对大梁拉伸、测量校正修复。
为了更一步的了解此车的碰撞损伤状况，准确进行二次拉伸校正，我们拆除了发动机仓内的发动机及整个的前悬架系统，在奔腾2000车身大梁校正仪上，结合奔腾公司提供使用的AudiA6轿车车身大梁修复数据图册，进行了多次认真仔细的测量工作，结果的数据显示：该车的前右纵梁虽然没有明显的外伤，可它固定元宝梁的两个螺母所在，也已经发生损伤，上螺母的平面歪斜，但它们的前后距离、高度尺寸符合要求，螺母的歪斜严重地影响了元宝梁固定后前悬架系统的整体坐标；前左纵梁有明显没有展开的折痕，前端有使用氧—乙炔焊的痕迹。各要点的坐标数据与标准数据尺寸存在严重差距；
三、拆去前左翼子板还发现：翼子板的支承固定梁也有拆痕，前端还使用了一个φ8的螺母调整该翼子板的高度。以上三点，足以表明该车前次的拉伸修复是失败的，简单、野蛮的操作、不正确的焊接措施直接影响了该车的修复质量和结果。
我们根据奔腾2000车身大梁校正仪使用的工作要求，将此车在校正台上准确固定，车辆中心面（线）与校正平台中心线的重合将是该车重新拉伸、校正测量的关键。我们动用了大量的人力，使用了大梁校正仪的拉伸系统，将该车在校正平台上进行了准确定位，轿车底部裙边的夹紧固定均遵从奥迪A6轿车的自身特点，正确固定、精确定位。在整体车身固定完以后，我们使用奔腾2000的配套测量系统测量整个车身，特别是前机仓内的几个重要固定点：元宝梁的四个固定点，两前减震器的上固定点，前保险杠的固定点，进行了多次反复的测量、记录，我们首先对前右纵梁根据奔腾2000拉伸设备，测量系统及奔腾公司提供的数据，使其达到了标准数据册中的数据要求，固定元宝梁的两个歪斜螺母也使用了氧—乙炔焊，严格控制加热温度，进行了校正定位。关键是前左纵梁的拉伸校正：
1、长度的拉伸校正；元宝梁的后固定点在该车上的三围坐标符合标准，前固定点由于该纵梁上存在折痕有1.5cm的短小，需要拉伸，我们在向前拉伸过程中，对折痕周围严格控制了加热温度370度—480度，加热时间也在3分钟以内，加热部位选择在纵梁棱角上，并多次反复测量、拉伸，以防拉伸过度。最终使两点之间的距离达到了数据图册的要求。对其高度的测量也随后进行并同时进行拉伸校正，使其达到了图册要求，同时我们也对前桥前固定点间的距离（813±2mm），前桥后固定点之间的距离（620±2mm），前桥固定点对角线的距离（901±2mm），进行了精确测量，在确定达标后，我们对前元宝梁进行了先行安装固定，以保证后期对减震器支座固定点的测量校正不会受到影响。接下来的工作就是对其减震器支座固定点测量、拉伸校正。这里我们注重了减震器支座外固定点之间的距离（1070±2mm）的测量对比，对车身测量坐标数据的对比，发现前左支座固定点内移了1.5cm，高度的数据误差在允许范围内，就此我们将前左减震器支座外固定点向外进行了水平拉伸，同时锺击有关的力点消除应力，使其两减震器支座外固定点之间的距离达到了1070±2mm的要求。剩下的前左翼子板与支承梁的拉伸就显得简单了，直接对照翼子板的固定孔进行拉伸修复即可。
最后，试装翼子板、前机盖、水箱框架、保险杠、大灯等，通过调整各自的配合间隙，使其外在达到了奥迪A6轿车的要求。
我认为，进行这样的二次修复校正是科学的，符合奥迪A6轿车的技术要求的，当然，最终进行四轮定位时，只通过简单的部件调整，对存在毛病的部件进行更换，四轮定位所要求的数据在我们意料中都达到了要求，试车的结局皆大欢喜，我们成功的完成了对该车的二次“拉伸、校正”工作。这里应该强调在对事故碰
复合材料修复 第3篇
【摘要】目的：探讨游离足背复合组织瓣修复手背复合组织缺损的临床效果及应用价值。方法：选取我院2012年11月至2014年7月收治的15例手背复合组织缺损患者作为研究对象，均采用游离足背复合组织瓣对其进行修复，皮瓣切取范围为7.0cm×5.0cm～11.0cm～9.0cm。结果：术后15例复合组织瓣全部成活，患者对皮瓣的色泽、外观及功能均比较满意，评定结果显示，优10例，良4例，可1例。结论：手背复合组织缺损修复采用游离足背复合组织瓣，效果显著，可有效恢复手背创面外观，重建伸指功能，值得在临床上应用推广。
【关键词】手背复合组织缺损；足背复合组织瓣；修复
【中图分类号】R658.2 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）03-0249-01
手背复合组织缺损是指手背软组织缺损伴有骨和肌腱缺损，对于这类病例的临床处理比较复杂，虽然目前可供选择的修复创面的方法有很多，但是要想使缺损部位的功能及外观同时得到恢复，还存在一定的难度[1]。因足背皮肤与手背皮肤的色泽比较接近，且滑动度较大，游离血管蒂长，可带肌腱移植，皮神经吻接效果较好，且不会对供区功能造成不良影响，因此在临床上得到了积极的推广[2]。现选取我院2012年11月至2014年7月收治的15例手背复合组织缺损患者作为研究对象，采用游离足背复合组织瓣对其进行修复治疗，临床效果显著，报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
选取我院2012年11月～2014年7月收治的手背复合组织缺损患者15例作为研究对象，男性10例，女性5例，年龄最大者为42岁，最小者为17岁，平均年龄为29岁；受伤时间为1～5h，平均为3.2h；其中手背软组织缺损伴有伸指肌腱缺损患者11例，伴有掌骨骨折患者4例，损伤原因为：机器绞压9例，车祸6例；皮肤缺损面积为：6.0cm×4.0cm～10.0cm×8.0cm，皮瓣切取范围为：7.0cm×5.0cm～11.0cm～9.0cm。
1.2方法
所有患者均采用游离足背复合组织瓣，术前采用多普勒血流探测仪对足背动脉和胫后动脉进行探测，并标出动脉走行；对受区创面进行清创处理，对于合并骨折患者复位后采用克式针进行固定，然后再探测肌腱缺损长度；将足背动脉走行作为皮瓣轴心线，在此基础上设计皮肤缺损形状，皮瓣切取范围应略大于皮肤缺损面积；皮瓣切取应先做近侧切口，然后再做外侧切口，将腓浅神经分离出来，并从足面游离足背动脉，与皮瓣进行连接，在深筋膜下解剖足底深支，形成的皮瓣以足背动脉为蒂，然后将游离皮瓣移植在手背创面；最后将趾长伸肌腱桥接在指伸肌腱缺损部，并吻合腓浅神经和桡神经浅支，以及足背动脉及其伴行静脉和桡桡动脉及其伴行静脉，供区创面切取同侧大腿厚皮片植皮。患者術后均给予常规抗凝、解痉及抗感染药物治疗。
2结果
术后15例复合组织瓣全部成活，对患者进行为期6个月的随访，调查结果显示，患者对皮瓣的色泽、外观及功能均比较满意。足背创面一期愈合良好，无溃疡以及骨和肌腱外露情况发生，无二期整形病例；手指屈伸功能得以恢复，感觉达S2～S4，根据上肢部分功能评定标准，对治疗效果进行评定，其中优10例，良4例，可1例。
3讨论
游离足背复合组织瓣是修复手背复合组织缺损比较常用的一种方法，该方法具有以下优点：①足背皮肤皮瓣较薄，与手背色泽更为接近，是修复手部创伤最为理想的皮瓣，符合损伤小、成活率高、功能恢复好的皮瓣移植原则，而且这种带血运的肌腱移植无需重建血液循环，肌腱不易变性，有效解决了肌腱与周围组织发生粘连的问题，塑性更好、愈合更快、功能恢复更佳。②该方法向近侧切开皮肤支持带游离足够长血管蒂，更便于使用，且带腓浅神经的皮瓣移植，使皮肤感觉恢复效果更好。③无需二次手术便可同时完成手背组织缺损的修复和重伸指功能及皮肤感觉的重建，也无需进行手术整形，有效减轻了患者的心理负担和多次手术带来的痛苦[3]。本次研究中，术后15例复合组织瓣全部成活，随访结果显示，患者对皮瓣的色泽、外观及功能均比较满意；评定结果显示，优10例，良4例，可1例。由此可见，手背复合组织缺损修复采用游离足背复合组织瓣，可有效恢复手背创面外观，重建伸指功能，具有较高的临床应用价值。
值得注意的是，采用游离足背复合组织瓣，必须保证足背动脉及胫后动脉是正常的，在有损伤情况下不可切取皮瓣，这在术前检测中应引起足够的重视，由于足背动脉皮支多分布在足背动脉末端，在足底分支时应注意对其进行保护，在切取皮瓣时，还要注意将趾短伸肌部分保留在皮瓣内，从而对皮瓣血运起到保护作用，为防止肌腱、神经、血管与皮瓣发生分离，以及肌腱粘连影响皮瓣存活，应将深部组织与皮肤进行缝合固定，并对受区创面进行彻底止血[4]。临床实践证明，供区创面选用真皮下血管网游离植皮覆盖，术后功能恢复更为理想。
参考文献
[1]陈琳，姜佩珠，田长学，等.足背复合组织瓣修复手背组织缺损[J].中国修复重建外科杂志，2007，10（5）：1148-1150.
[2]黄显军，刘海昌，陆志方，等.带神经血管蒂足背复合组织皮瓣一期修复手背组织缺损[J].苏州大学学报（医学版），2009，10（1）：178-179.
[3]吴长春，朱从坤，龙代前.游离足背复合组织瓣修复手背大面积热压伤创面[J].中外医疗，2008，24（11）：46-47.
复合材料修复 第4篇
与单一组分或结构的生物材料相比,生物复合材料的性能具有可调性。通过选择合适的复合组分或结构,改变组分之间的配比,可制备出性能优异的生物复合材料。在近些年骨修复生物复合材料的发展过程中,碳素增强复合材料得到了飞跃式的发展。骨修复碳素增强复合材料将碳素材料与其它性能优异的材料相结合,不仅弥补了单一材料用于骨修复的不足之处,还极大的提高了用于骨修复材料的适用性,为治愈骨组织损伤提供了一种有效的途径。
1 医用碳素材料的优点
在骨修复碳素增强生物复合材料的组分中,碳素材料经临床医学证明,具有优异的机械性能和生物力学相容性,具有高比强、高断裂强度、抗疲劳、耐磨损和优异的抗血栓性和稳定的生物相容性[2],易于灭菌消毒;弹性模量与骨匹配性好,用作植入体无吸收、感染现象、免疫反应和溶出物;有良好的射线透过力,便于临床X射线和CT观察。这些优点完全满足于骨修复生物复合材料对组分的要求[3]。将碳素材料与其它性能优异的材料通过合适的工艺方法进行复合制备,就会得到生物体所要求的一些新型材料。
2骨修复碳素增强生物复合材料的分类及研究现状
根据骨修复碳素增强生物复合材料中碳素材料和其它组分材料使用的不同,可将其大致分为碳纤维增强非可吸收生物复合材料、碳纤维增强可吸收生物复合材料、仿生涂层碳纤维增强生物复合材料、碳纳米管和碳纳米纤维增强生物复合材料几类。按照相应的成型工艺方法,可制备出适用于各种骨组织损伤疾病并能够有效治愈的骨修复材料。
2.1 碳纤维增强非可吸收生物复合材料
碳纤维增强非可吸收生物复合材料是指复合材料中的基体材料在生物体内具有良好的生物活性,但不能通过自身降解而被机体吸收。这类基体材料主要有聚醚醚酮(PEEK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、纳米碳化硅陶瓷等。
Thomas等[4]制备出编织碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料人工骨板,将试样在生理盐水中浸泡超过12周后,试样的抗弯曲强度和弹性模量没有发生显著的变化,并远远超过了常用的316L型不锈钢合金的疲劳寿命,因此CF/PEEK复合材料具有优异的耐疲劳性。Sandra等[5]将碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料与作为人体膝关节修复用到的标准轴承材料—超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作对比,分别植入动物体内以研究材料磨损产生的细小颗粒对受体生物活性的影响。病理学检查发现,复合材料在受体内磨损产生的细小颗粒没有使受体产生炎症和排异现象,CF/PEEK复合材料作为膝关节替代轴承材料是完全可以和UHMWPE相媲美的。
李娟莹等[6]采用悬浮聚合的方法,制备了碳纤维增强PMMA-PMA基复合材料(CF/PMMA-PMA)。在CF/PMMA-PMA复合材料的疲劳试验中,试样的抗弯曲强度没有显著变化并且表面的受力处也没有出现裂纹和纤维拔出等现象,说明所制备的复合材料具有良好的耐疲劳特性。当用人工模拟体液(SBF)浸泡CF/PMMA-PMA复合材料时,随着浸泡时间的延长,复合材料表面沉积的羟基磷灰石(HA)颗粒增多,说明复合材料具有良好的生物活性。此外,SBF的浸泡对复合材料的力学性能几乎没有影响。
纳米微晶的碳化硅具有低密度、高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、不与生物流体起反应等优良的生物特性[7,8]。蒋云等[9]采用聚合物浸渍热解法制备了三向正交编织碳纤维增强纳米碳化硅陶瓷基生物复合材料,由于碳纤维与碳化硅陶瓷具有完全不同的性质,因此复合材料界面径向强度较大,导致其阻尼性能升高,从而使复合材料具有较好的减振性能,在全尺寸骨骼使用过程中能够避免发生长时间的震颤。
2.2 碳纤维增强可吸收生物复合材料
碳纤维增强可吸收生物复合材料是指复合材料中的基体材料在生物体内具有良好的生物活性,能够通过自身降解而被机体吸收。这类基体材料主要有壳聚糖(CS)、聚(乳酸-乙醇酸)(PGLA)、羟基磷灰石(HA)、聚乳酸(PLA)等。
黄剑锋,沈基显等[10,11]采用原位杂法,制备了短切碳纤维增强壳聚糖(CS)-羟基磷灰石(HA)基生物复合材料。随着纤维含量的增加,复合材料的抗弯曲强度呈现先增大后减小的变化趋势,断裂面也由平整向多层断裂变化,材料的韧性有所提高。在模拟体液降解过程中,(CF/HA/CS)复合材料具有很好的生物活性,能诱导羟基磷灰石的生成。徐文峰等[12]利用溶液共混法以及冷冻干燥法制备了三维多孔碳纤维/聚乳酸/壳聚糖(CF/PLA/CS)复合生物支架材料。利用相差显微镜和扫描电子显微镜检测了鼠骨髓基质细胞(BMSCs)与该材料的生物相容性,并以MTT法评价了材料的细胞毒性。实验结果表明,三维多孔CF/PLA/CS复合材料没有细胞毒性,并对细胞有良好的粘附、增殖能力,是一种潜在的骨修复材料。
Morawska等[13]研制出短切碳纤维增强聚(乳酸-乙醇酸)(PGLA)/羟基磷灰石(HA)生物复合材料。通过对兔子体内植入实验发现,纯PGLA比复合材料的降解时间要长,这是由于羟基磷灰石的加入改善了复合材料在动物体内的亲水性,使得PGLA/HA组分的降解速度加快,便于生物体对组分的吸收。同时羟基磷灰石还促进了骨组织的再生,加快了受损骨骼的修复。
刘涛等[14]采用熔融挤出法制备了短碳纤维/聚乳酸(CF/PLA)复合材料,研究结果表明,在实验范围内,复合材料的力学性能随着纤维含量的增加而逐渐提高,体积电阻率却逐渐下降。Shen等[15]采用溶液共混法制备了碳纤维增强羟基磷灰石/聚乳酸(CF/HA/PLA)三元生物复合材料,并研究了该复合材料的的力学性能和体外降解性能。在体外降解3个月后,复合材料的强度和模量有所减小,但其强度和模量仍能够满足骨折内固定材料技术指标的要求。
2.3 仿生涂层碳纤维增强生物复合材料
碳/碳复合材料(C/C)有良好的生物相容性和生物力学性能[16],然而表面疏水性能未经改善的C/C复合材料所产生的游离碳进入体液中,并且慢慢地沉积在体表上,造成了“黑肤效应”[17]。当长期植入人体内,它与骨组织的结合较差。羟基磷灰石(HA)因为其与人体骨骼有相似的无机成分,因此被广泛的应用于取代硬组织的生物材料。通过对C/C复合材料进行生物活性羟基磷灰石涂层,不仅可以提高C/C复合材料的表面亲水性能[18],增强复合材料的界面粘结强度,还能促使羟基磷灰石颗粒牢牢的包裹在碳材料表面防止碳粉的脱落。
Cao等[19,20]利用等离子喷涂法制备了羟基磷灰石涂层碳/碳(C/C)复合材料。通过体内和体外法分别对复合材料的生物活性进行了评价:在人工模拟体液中,随着复合材料在溶液中浸泡时间的延长,材料的表面有新的含羟基磷灰石组分颗粒的出现,并且这些颗粒经过聚集逐渐增大。在复合材料植入动物体内的实验中,实验动物没有出现炎症和排异反应,涂层牢固的附着在基材上。经组织学观察表明,在复合材料的涂层上和骨组织界面之间有明显的骨重建形态。
由于涂层工艺方法的局限性,使得羟基磷灰石涂层(HA)与碳/碳复合材料之间的粘结强度较差,因此,提高涂层与复合材料的粘结强度就成为了制备高性能涂层生物复合材料亟待解决的问题。Xiong等[21]用(NH4)2S2O8预先处理碳/碳复合材料,然后采用感应加热沉积法对已处理的碳/碳复合材料进行HA涂层。用SEM观察到复合材料表面生成了致密的HA涂层形貌,经力学性能测试,该复合材料的平均剪切强度达到74.2MPa,这比用等离子法制备的HA涂层碳/碳复合材料的剪切强度要大的多。因此,该涂层方法可极大的提高HA涂层与碳/碳复合材料之间的粘结强度。
2.4 碳纳米管和碳纳米纤维增强生物复合材料
碳纳米纤维(CNFS)由于优异的机械强度、化学稳定性、高的长径比以及易于表面官能团化等性能逐渐成为研究的热点[22]。
Price等[23]通过研究认为碳纳米纤维与生物体的无机成分HA微晶在尺度上相差不多,纳米级纤维比普通纤维具有更高的比表面积和更粗糙的表面,更利于细胞的黏附、铺展和增殖,因此在用于骨修复材料时能起到特殊的效果。Satoshi等[24]研究了碳纳米纤维对提高羟基磷灰石断裂韧性的影响。实验结果表明,碳纳米纤维/羟基磷灰石复合材料的断裂韧性强度是纯羟基磷灰石的1.6倍。Liu等[25]结合溶胶-凝胶与静电纺丝技术,制备出β-磷酸三钙(β-TCP)/纳米碳纤维(CNFS)复合材料。在用MTT法检测复合材料的细胞相容性时,所得材料细胞相容性好,无明显细胞毒性。通过细胞培养和SEM观察,细胞在复合材料上能够完全铺展,并且细胞沿平行纤维方向生长,而且细胞与材料结合紧密,生长状态良好并分泌大量细胞外基质。
碳纳米管(CNTS)特殊的纳米纤维结构,较适合于构建细胞生长的环境。CNTS像一个惰性框架,细胞可以在其表面生长繁殖并沉淀新的活性物质,再转变成正常的功能性的骨组织。CNTS展现出较好的细胞增殖率、附着率、骨传导性和骨诱导性。
Renato等[26]以单壁碳纳米管(SWCNT)具有生物活性的透明质钠酸(HY)水凝胶制备了骨修复生物材料。实验结果证明,SWCNT不仅增强了HY在亲水环境中的稳定性,用来保持HY在骨修复过程的生物学特性,而且SWCNT/HY复合材料与纯SWCNT在成骨细胞诱导方面相比,前者对成骨细胞的增殖影响远远大于后者。此外,在SWCNT/HY复合材料中能够观察到Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的表达。可见,这是一种潜在的用于骨修复的生物材料。
Jorge E等[27]采用等离子喷涂技术制备了羟基磷灰石(HA)涂层碳纳米管/氧化铝(CNT/ Al2O3)复合材料。与(HA/ Al2O3)涂层复合材料相比,(CNT/Al2O3/HA)涂层复合材料的断裂韧性提高了300%。通过与人类纤维成骨细胞的培养实验发现,由于涂层表面的粗糙度,成骨细胞有较高的黏附率和增殖率。Sushma等[28]用放电等离子烧结法制备了CNT/Al2O3/HA复合材料。用MTT法评估了复合材料在老鼠成纤维细胞L929细胞株中的体外生物相容性。研究表明,CNT/Al2O3/HA复合材料能够促进细胞的黏附和增殖并且CNT的加入能够极大的提高复合材料的机械强度。
3 结语
碳素增强复合材料具有优异的生物相容性、生物稳定性、机械性能,溶出物及可渗出物含量低,便于灭菌,消毒等特点。在生物医学领域,作为骨修复材料具有很大的应用潜力。特别是使用仿生涂层碳纤维增强复合材料、碳纳米管和碳纳米纤维增强复合材料应用于骨修复的支架材料,不仅以其高的孔隙率、大的比表面积为种子骨细胞的种植、生长和细胞外基质的产生提供足够的空间,以便形成完整的组织结构,而且还保持良好的力学性能,能维持组织结构的原有形态。因此,随着对碳纤维增强生物复合材料研究的不断深入,其必将在骨修复和其它医学领域发挥更多的作用。
摘要：介绍了材料组分、制备方法对骨修复碳素增强生物复合材料力学性能和生物相容性的影响。综述了碳素增强生物复合材料用于骨组织修复的最新研究进展。
水毁工程修复情况汇报材料范文 第5篇
**县水毁工程修复情况汇报
受“圣帕”台风暴雨袭击，我县水利设施受损共计55处，损失共计460万元，其中损坏水库山塘6座、引水渠道2.65km、机房泵站4座、灌溉设施35座。灾后，**县水利局迅速成立水毁水利工程核灾救灾小组，由局领导带队，抽调工程技术骨干人员15人，分五组到各受灾现场检查水毁工程情况，核实灾情，并提出水毁工程抢修方案。同时，督促指导各乡镇水毁工程抢修工作，特别是对受损严重的乡镇，做好抢修指导工作。
一、不等不靠自筹资金建设水毁工程
灾害过后，全县各级各部门和广大群众发扬自力更生精神，不等不靠，全面掀起恢复灾后生产，修复水毁工程的热潮。泮头水库西干渠黄牛岭段塌方3处160米，修复资金需要30多万元，管理所不等不靠，充分调动干职工积极性，采取工程队垫资建设与职工分段清淤相结合办法，修复水毁工程。目前，已正式通水，受到广大群众的好评。盘江水库管理所采取先不发干部群众的工资，挤出一个月的工资用于右干渠株木山垮方修复。
二、采取“一事一议”办法，修复面上小型水利工程
发动广大人民群众按照“县里负责中型水库总干渠、乡里负责小一型水库及中型水库的干渠、村里负责小二型及以下工程的分级管理，分级负责”的原则，按照“谁受益、谁负责”的原则，组织受益群众投工投劳修复水毁工程，如石桥镇石鼓元村修复一条长800米的排洪渠。
三、县财政拨专款以奖代投
灾情发生后，县委、县政府非常重视，拨出资金60多万元，实行以奖代投，解决目前急需解决的重要工程。
截至目前，**县水毁水利工程修复情况初步统计如下：完成45水毁水利工程的抢修工作，已完成土石方9万立方米，完成投资213万元。
**县水利局防汛办
2007年9月9日
复合材料修复 第6篇
【关键词】摩擦性能；口腔修复；金属；陶瓷；树脂
【中图分类号】R78【文献标识码】B【文章编号】1005-0019（2015）01-0105-01
近年来，随着人们饮食结构的改变及生活水平的提高，各种牙周疾病的患病率均有明显提高。在牙周疾病的临床治疗中，常需进行口腔修复，而修复材料性能的优劣又将直接关系到口腔修复效果，所以分析不同口腔修复材料的摩擦性能，对于临床口腔修复具有重大意义[1]。现将金属、树脂、陶瓷三种口腔修复材料的摩擦性能总结如下：
1一般资料与方法
1.1一般资料
选取我院在2013年3月～2014年3月收治的90例（90颗牙）行口腔修复治疗的患者作为研究对象。根据所用口腔修复材料的不同，分为3组（每组30例）：A组应用金属材料，男12例，女18例，年龄18～60岁，平均（36.8±4.6）岁；B组应用树脂材料，男11例，女19例，年龄17～63岁，平均（37.2±5.1）岁；C组应用陶瓷材料，男13例，女17例，年齡16～59岁，平均（35.2±6.7）岁。三组患者的性别构成比、年龄比较无显著性差异（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
材料：陶瓷材料（DentaurumJ.P.WinkelstroeterKG公司生产）；树脂材料（香港欧洲卫生有限公司生产）；金属材料选择钴铬合金（上海毅航医疗器械公司生产）。
方法：①术前，先对患者进行口腔内外部检查，进行X线摄片，根端无阴影，且无根周、牙周松动、叩击痛、增宽变性，方可实施手术。②完善术前准备。包括洗牙、补牙、拔牙、牙齿矫正等，根据治疗需要，对余留牙齿进行适当调磨。③A组应用钴铬合金材料进行修复，B组应用树脂材料进行修复，C组应用釉质瓷进行修复。
1.3观察指标
口腔修复后3个月，对三组患者进行回访，了解患者的牙齿破裂、松动、脱落、牙龈畸形、牙根纵裂及牙龈出血、牙周炎等情况。未出现上述情况者，判定为修复成功；反之则判定为修复失败。
1.4统计学方法
本次研究数据均应用统计学软件SPSS19.0进行处理，计量、计数资料比较分别采用t检验、x2检验，P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
3组患者的口腔修复效果比较见表1。
3讨论
人体的牙齿组织是高度钙化物质，其由牙根和牙冠两部分组成。牙冠表层为牙釉质，其是一种乳白色的半透明物质，主要有无机物组成，其是牙体组织中最坚硬的部分[2]。牙本质是牙齿的主体部分，其位于牙骨质和牙釉质内层，矿物质含量在65%以上，其他部分则为水、蛋白质等有机物，其坚硬程度低于牙釉质[3]。牙齿在使用过程中，会因化学性质类反应、热能反应、机械碰撞等造成硬组织损耗，即牙齿磨损，长期的牙齿磨损会使牙釉质变薄，逐渐暴露牙本质，由于牙本质坚硬程度不够，所以磨损会变得更快、更深。
金属、陶瓷、复合树脂是目前口腔修复中最常用到的几种修复材料。有研究显示，金属材料的摩擦性能优良，不会对余留牙齿造成较大磨损[4]。研究显示人体牙齿的大量磨损，主要是因为牙齿与金属类材料的长时间摩擦运动所致，其是降低牙齿耐磨性能的主要原因。复合树脂修复后，影响牙齿耐磨性能的因素主要有填料含量、树脂基质聚合转化率、填料颗粒分量与形状等。有学者指出增加填料物质含量，有助于提高牙齿耐磨性能[5]。陶瓷类材料修复后，影响牙齿耐磨性能的因素主要为化学成分、物理结构、材料表面特征等，特别是材料自身的微观组成结构，对牙齿耐磨性能的影响最大。
本次研究结果显示，A组的牙龈出血率显著高于其他两组（P<0.05）；B组的松动脱落率显著高于A、C两组（P<0.05）；C组的牙齿破裂率显著高于另外两组（P<0.05）。三组的修复成功率均达到83%以上，且组间比较无显著性差异（P>0.05）。这说明3种材料中，金属材料的摩擦性能，但易引起牙龈出血，树脂材料的摩擦性能相对较差，但并发症发生率更低，陶瓷材料的摩擦性能较好，但容易发生修复齿破裂。
综上所述，金属口腔修复材料的摩擦性能最佳，陶瓷材料的摩擦性能也较好，复合树脂相对较差，三种材料的口腔修复效果相当。三者各有优缺点，临床上应根据患者的具体情况选用相应的修复材料，以有效防止天然牙过度磨损。
参考文献
[1]王艳芳.3种不同口腔修复材料抗摩擦性能的比较[J].现代诊断与治疗，2014，（5）：1159-1160.
[2]杜路庄.口腔修复中不同修复材料的抗摩擦性能分析[J].中国当代医药，2013，20（16）：48，50.
[3]郭建敏.口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价[J].婚育与健康？实用诊疗，2014，（3）：38-38，39.
[4]胡欣，魏强，李长义等.新型口腔修复用钛锆铌锡合金的摩擦性能[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14（12）：2159-2163.
复合材料修复 第7篇
1 埋置式自修复技术
1.1 中空纤维型自修复技术
中空纤维自修复技术通常是将注有修复剂(也称愈合剂)的中空纤维在聚合物复合材料的成型工艺过程中埋置在复合材料内部,在破坏外载的作用下,成型后的复合材料产生裂纹使中空纤维断裂,释放出修复剂,然后修复剂与预先埋置在基体中的催化剂接触发生聚合反应粘合裂纹,最终起到恢复复合材料性能的目的。其原理如图1所示[2]。如Bleay S M等[5]和Williams G等[6]采用填充有双组份环氧树脂的中空纤维埋置在复合材料中,采用试样冲击测试后的压缩强度来评级修复效果。通过四点弯曲试验表明,损伤后的复合材料在真空加热条件下性能可以恢复。
采用含有修复剂的中空纤维对复合材料的自修复虽然具有一定的积极效果,对于材料在使用稳定性的维持具有积极的作用,但其也存在明显的缺点:首先,损伤使空心纤维断裂,但由于纤维两端封闭,胶液不能通畅地流出对损伤进行自修复,修复效果不高;其次,在复合材料的成型工艺过程中树脂的流动会扰乱中空纤维的初始配置结构,大大降低初始力学性能,空心纤维在复合材料成型过程中有受压影响,这样会影响复合材料的自修复效果;再则,自修复效率会受到存储在内部的愈合剂树脂量的限制,并且在复合材料结构的修复中,经常使用的是一些双组分胶,但是这些胶大都黏度较大,无法通过内径较小的空心光纤。
1.2 微胶囊型自修复技术
微胶囊型自修复技术是聚合物复合材料自修复研究较多的一种技术。该技术是在复合材料的内部埋置含有愈合剂的微胶囊,在受到外载破坏条件下复合材料内部产生的裂纹应力使微胶囊破裂释放出愈合剂,愈合剂与预先埋置在基体中的催化剂接触发生聚合反应,从而实现裂纹面的粘合,达到恢复材料力学性能的目的,其原理如图2所示[3]。更有趣的是,这种微胶囊型的自修复复合材料可以赋予材料较好的韧性。
在目前的报道中,采用含有双环戊二烯(DCPD)愈合剂的聚脲甲醛微胶囊和固态化学催化剂(Grubbs催化剂)的环氧树脂基复合材料自修复体系是研究较多的。如White S R等[3]研究了用含有DCPD愈合剂的聚脲甲醛微胶囊和Grubbs催化剂的环氧树脂基复合材料自修复体系,实验中采用锥形双悬臂梁(TDCB)断裂几何结构研究了自修复复合材料的断裂行为和愈合效率。研究结果表明,通过优化催化剂和微胶囊的浓度,复合材料体系的愈合效率可达到90%以上。Kessler MR等[7]研究发现上述复合材料在室温下进行愈合后,层间剪切断裂韧性可恢复至初始韧性的45%,而在80℃进行愈合时则可恢复至80%。Brown E N等[8]研究发现微胶囊的加入可使初始断裂韧性增加。微胶囊的尺寸与浓度对材料的初始断裂韧性影响较大,对于小的微胶囊,在低浓度时出现断裂韧性的最大值,原因在于在一定浓度下,小的微胶囊能提供较大的表面积,从而会产生较大的剪切屈服力,增加断裂韧性;同时,在固定浓度下,内部粒子之间的间距会随着微胶囊尺寸的减小而减少,有效转移局部基体的断裂能。Yin T等[9]制备了含有聚脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊和2-甲基咪唑/CuBr2络合物(CuBr2(2-MeIm)4)双组份体系的玻璃纤维增强的环氧复合材料。采用冲击后压缩(CAI)实验评价复合材料的裂纹愈合前后的力学性能,测试结果表明,复合材料140°C加热0.5h可以实现愈合。Mangun C L等[10]将聚脲甲醛包覆的聚二甲基硅氧烷和聚脲包覆的有机锡催化剂埋置在环氧树脂中制备了高温(177℃)固化的自修复环氧树脂复合材料。当使用硅烷偶联剂作为粘接促进剂时,修复效率最高可达51.7%。
采用微胶囊对复合材料进行自修复,复合材料的自修复效率影响因素十分复杂。微胶囊的浓度、尺寸、催化剂等对材料修复影响关系很大[8,11]。因此,应权衡考虑各种因素对复合材料自修复效率的影响。采用微胶囊自修复技术不但可对复合材料进行自修复,而且可增加材料的初始韧性。因此微胶囊技术在材料中的应用具有巨大的潜力。
1.3 热塑性珠粒型自修复技术
热塑性珠粒由于在一定条件下可以加热熔融发生流动,并填至裂纹,因此有利于裂纹的消除,其机理如图3所示[4]。Zako M等[4]采用将浸渍胶粘剂的热塑性小粒子(50μm)填充在玻璃/环氧复合材料板中,当复合材料受到损伤,埋置在复合材料中的热塑性粒子在120℃加热10min熔融。通过三点弯曲测试实验中的加载-位移曲线和拉伸疲劳试验表明,样品的硬度可以恢复。Hayes S A等[12]提出了一种固态愈合体系,这种体系基于传统的热固性树脂体系,该技术是将一种热塑性树脂聚双酚A-表氯醇共聚物(Sigma Aldrich 18,119-6)溶解在热固性树脂,经过固化后,热塑性树脂仍然溶解在热固性树脂中,类似于传统的热塑性增韧基体。通过加热这种断裂的树脂体系,热塑性材料可以流动并在热固性树脂基体中扩散,某些链段连接闭合裂纹,有利于材料修复。研究表明,这种热塑性树脂加入到环氧树脂复合材料中,材料断裂后愈合的断裂强度可以恢复初始断裂强度的70%。
2 原位自修复技术
原位自修复技术目前多采用加热聚合物基体方式来实现材料的自修复功能。2003年,《Science》上报道Chen X等[1]研制出了一种热可逆自修复交联聚合物,通过采用改性的含有弱化学键热固性树脂体系,在加热条件下可实现修复。随后,Plaisted T A等[13]利用一种新的聚合物基体通过热可逆共价键的方式修复材料内部裂纹,提高纤维增强聚合物复合材料的承载、热力学性能及电磁功能等。加利福尼亚等大学研究者开发了一种大分子的网状物,它的主链通过热可逆共价键完全连接,通过一种含有4个呋喃二烯单元的化合物与带有3个马来酰亚胺二烯亲合体的胺进行Diels-Alder环化加成反应而形成聚合物。它在室温下是固体,表现出与环氧树脂类似的力学性能,这种塑料在118℃加热时在不加入催化剂或其它化学物质的条件下可以对裂纹进行修复,愈合后材料的强度保持在初始强度的60%左右[14]。聚苯乙烯-b-甲基异丁烯酸酯共聚物伤痕可以经加热(373-398K)发生原位愈合[15]。Li Yuan等[16]采用低温处理工艺得到的氰酸酯复合材料体系,在经过200℃的温度处理后,残留在基体中的氰酸酯基会发生进一步的聚合,意味着该材料具有一定的热修复能力。
采用热修复聚合物基的自修复复合材料可以提供多重修复能力,并且不会降低力学强度,不需要任何催化剂或愈合剂。因此,该技术目前备受关注。
3 结语
复合材料修复 第8篇
某特大桥全长2016.74m, 孔跨布置为:2-16m简支T梁+29-32m简支T梁+3-24m简支T梁+3-32m简支T梁+1-64m简支钢桁梁+24-32m简支T梁。桥梁排水管周边出现渗水问题, 以及桥台台帽渗水。
2 桥梁渗水修复实施方案
针对本桥梁出现的渗水问题, 对渗漏水腐蚀的, 首先找寻渗水来源, 有条件的更换桥面铺装和完善桥面排水系统, 对桥面板接缝进行处理, 堵住水源;然后对渗水腐蚀、泛碱部位进行彻底清洗, 并进行防腐防水处理, 增加混凝土本身的密实度和防腐、防水能力。
具体采取的渗水修复步骤采取如下:针对排水管周边渗水处理, 若排水管内有杂物, 则必须先清除干净。将排水管进水口周边凿除→凿槽清洗干净→涂刷FH-CTR1→填塞FH-CR无机聚合物砂浆进行保护层修复→涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) →涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。清洗排水管外侧渗水处→涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) →涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。梁板外侧其它非渗水部位:涂刷FH-CRG防水防盐保护剂。对于桥台台帽渗水处理, 采取首先检查台帽面是否平整, 若有坑凹不平, 先使用砂浆修复平整。在台帽外沿采用砂浆修条平台, 高于原平面2cm。在台帽渗水部位埋设PVC管 (引流排水) , 埋设的PVC管的台帽部位削去部分, 保证PVC管口低于台帽平面, 以便排水, PVC管外露长度10cm。在台帽新修平台外侧 (长为台帽长度Х高5cm) 、台帽渗水部位涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) 和涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。
3 防腐防水涂刷施工技术
3.1 排水管周边渗水处理
针对排水管内有杂物, 则必须先清除干净。同时对于排水管外露长度不足5cm, 则将排水管接长 (根据实际情况进行接长) 。对沿管四周开凿出上口宽2.5cm, 深3.5cm的U型槽, 再将槽修补平整:凿槽清洗干净→涂刷FH-CTR1→填塞FH-CTR3→涂刷FH-CTR1→整平处理→涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) →涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。梁板外侧其它非渗水部位:涂刷FH-CRG防水防盐保护剂→涂刷 (或喷涂) FH-DTR2防水密封剂。
3.2 桥台台帽渗水处理
检查台帽面是否平整, 若有坑凹不平, 先使用砂浆修复平整。然后在台帽外沿采用砂浆修条平台, 高于原平面2cm。在台帽渗水部位埋设PVC管 (引流排水) , 埋设的PVC管的台帽部位削去部分, 保证PVC管口低于台帽平面, 以便排水, PVC管外露长度10cm, 且同一面所埋设的PVC管外露长度一致。PVC管每隔约2.5米就埋设一个。在台帽渗水部位涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) 和涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。
3.3 梁板间铰缝渗水处理
FH-B8001桥隧养护机高压水射流铰缝基面处理, 清除铰缝内的残余混凝土。沿铰缝内一定距离约10cm及梁板下缘各10cm, 涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (底涂) 和涂刷混凝土防腐防渗封闭材料FH-JTR1 (面涂) 。在铰缝内填塞保温材料, 再填塞聚氨酯膨胀胶平整。
铰缝处理示意如图1所示。
3.4 防腐防水层涂刷施工工艺
1) 基面检查。原桥面铺装层已凿除后, 清理基面松散混凝土, 混凝土基层必须清洁 (无污物、灰尘、涂料、铁锈、油脂、浮浆和其他杂质) 。同时在施工前应当对防水基层进行检查, 混凝土基面不得有孔洞、裂缝等各种缺陷部位存在, 检查混凝土表面有无钢筋头, 有无有机物、油漆等污染。如有, 则要对这些部位先进行局部处理, 达到要求后方可进行施工。在干燥的基面上, 涂刷混凝土防腐防渗封闭材料 (底涂) (FH-JTR1) 。待涂刷的混凝土防腐防渗封闭材料 (底涂) (FH-JTR1) 固化后 (约3小时) , 涂刷混凝土防腐防渗封闭材料 (面涂) (FH-JTR1) 。混凝土防腐防渗封闭材料 (面涂) 尚未凝固前, 撒一层石英砂。待混凝土防腐防渗封闭材料 (面涂) 完全凝固后一天, 即可安排进行铺装层作业。
2) 制浆。当FH-DTR1涂刷使用时, A∶B=12.7kg∶3.8L。FH-DTR1混凝土防腐保护材料是按配方预先测量包装供应的。把A产品包装中的所有材料倒入盛有产品B (液体) 的混合桶中, 搅拌混合。彻底混合几分种, 产生粘稠浆体。
3) 涂抹。确保混凝土处于表面饱和干燥状态, 使用半硬的鬃毛刷子或尼龙刷子将材料采用涂刷方法已经处理好的混凝土基面, 涂层涂刷要均匀如使用尼龙刷需用力来回纵横涂刷, 保证凹凸处都能均匀涂刷。涂层厚度≥0.8mm, 涂刷一般分为二遍成活, 每一遍涂刷应交替改变涂层的涂刷方向, 同层涂膜的先后搭接宽度宜为30~50mm。防水层的施工缝要注意保护, 搭接宽度应大于100mm, 施工缝搭接时要将留槎的表面处理干净。涂刷等程序应先做转角处、穿墙管道、变型缝等部位涂刷应加强, 然后进行大面积涂刷灰浆。涂刷FH-DTR1覆盖厚度不要超过3毫米 (八分之一英寸) 。
料应均匀搅拌, 并严格做到随混合随施工, 拌制好的FH-DTR1, 从AB料混合开始起计算, 材料宜在20分钟内用完, 在施工过程中, 应不时的搅拌混合料。并严禁向已经混合好的粉料中另外其它成份。
4) 施工控制技术。为有效地确保施工质量, 结合工程实践经验, 施工中要求涂层厚度均匀、无空白, 笔者结合工程总结出可参考的涂膜厚度, 见表1所示。
同时禁止在小于5℃的温度下施工。在养护期间内应避免受到暴风、暴晒、雨淋以及负温受冻。针对本工程所采用的防渗产品A为干粉, 当与水或汗混合时, 呈腐蚀性。避免与皮肤或眼睛接触。避免吸入粉尘。戴上长手套, 安全护目镜和防水手套。
4 结语
桥梁预防性养护施工完毕后, 桥梁实现了排水管的疏通清理;桥梁的防腐, 防水, 防水防盐害得到有效的保护。桥梁预防性养护, 桥梁梁板、桥台、排水管部位, 清洁美观, 使用功能恢复达到良好。依据《公路桥梁技术状况评定标准》 (JTG/TH21-2011) 的桥梁技术状况等级评定标准, 按桥梁各部件权重综合评定方法, 结合预防性养护实际情况和预防性养护完毕的实际效果, 该桥技术评定等级可达到一类桥梁。
摘要：本文通过结合工程实例, 针对某特大桥排水管周边出现渗水问题, 以及桥台台帽渗水, 对桥面板接缝进行处理, 堵住水源;然后对渗水腐蚀、泛碱部位进行彻底清洗, 并进行防腐防水处理, 增加混凝土本身的密实度和防腐、防水能力。
关键词：桥梁施工,防腐处理,防渗处理,渗水修复
参考文献
[1]薛朝芹, 张绍原, 袁超.桥面防渗抗裂混凝土的试验研究[J].中华建设, 2009.
[2]汪海龙, 汪海涛.公路跨河桥段防渗设计的探讨[J].科技创新与应用, 2006.
硬组织修复材料的力学性能研究 第9篇
1 硬组织材料的分类
硬组织修复材料照属性划分主要有四大类, 即金属材料 (Biomedical Metallic Materials) 、生物陶瓷材料 (Biomedical Ceramics) 、高分子材料 (Biomedical Polymer) 和复合材料 (Biomedical Composites) 。
1.1 金属材料
医用金属材料发展较早, 在生物材料领域具有举足轻重的地位, 其强度和韧性较高, 耐磨性、可锻性、耐腐蚀性和再现性好, 是承受较高货载的硬组织材料的修复和替换的首选材料, 主要用于骨和牙齿等的修复。目前, 应用较多的金属材料主要有Co-Cr合金、钛合金和316L不锈钢三大类。从表1中可以看出不同合金的机械性能各有特点, 不锈钢易于加工;钴铬合金的耐磨性比钛合金好;钛合金具有比强度高、生物相容性好、耐腐蚀性等特点[2]。
1.2 生物陶瓷材料
生物陶瓷材料的稳定性和生物相容性良好, 与医用金属材料相比, 具有良好的耐高温、耐腐蚀、抗氧化性和很高的机械强度等性能, 分为惰性生物陶瓷材料和活性生物陶瓷材料。典型的惰性生物陶瓷如氧化物陶瓷 (Al2O3、Zr O2) 等, 其主要性能参数如表2所示[2]。生物活性陶瓷是指在生理环境中能与组织细胞界面形成化学键合的生物陶瓷材料, 主要包括羟基磷灰石 (Hydroxyapatite, HA) 和磷酸三钙 (tricalcium phosphate, TCP) 为代表的磷酸钙 (calcium phpaphate, Ca-P) 陶瓷、生物玻璃陶瓷等。羟基磷灰石生物相容性良好, 但是其力学性能欠佳, 脆性大, 韧性较差, 如表3所示[3];A-W生物活性玻璃微观结构均匀, 具有良好的机械性能, 抗弯曲强度达到215MPa, 抗压强度达到1080MPa, 易加工成各种形状[3,4]。
1.3 高分子材料
随着1963年第一例金属骨股头 - 聚四氟乙烯骸骨臼的人工关节的诞生, 开启了高分子人工硬组织材料的新纪元。高分子材料品种繁多, 容易对材料表面改性, 近年来已经广泛应用于医学领域。类材料主要有聚硅氧烷 (silicone) 、天然橡胶 (natural rubber, NR) 、聚氨酯 (polyurethane, PU) 、聚乙烯 (polyethylene, PE) 、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲脂 (polymethylmethacrylate, PMMA) 等, 应用于软硬组织修复、人工器官、人工皮肤等 [2, 6], 典型的脂肪族聚酯包括聚羟基乙酸 (PGA) 、聚左旋乳酸 (PLLA) 、聚右旋乳酸 (PDLA) 和聚己内酯 (PCL) , 其拉伸强度分别为140MPa、107MPa、40MPa、60MPa, 拉伸强度分别为7MPa、2.7MPa、1.9MPa和0.4MPa。
1.4 复合材料
复合材料是指将两种或两种以上的材料相结合, 这类材料不仅兼具单组份材料的性质, 而且还产生单组分没有的新性质。从仿生角度出发, 理想的硬组织修复材料应当是生物活性无机材料与有机高分子材料大的复合。目前, 用于骨修复方面的无机 - 有机仿生骨复合材料主要有纳米磷灰石 / 胶原复合材料和纳米磷灰石 / 聚合物复合材料等。纳米磷灰石 / 胶原复合材料人工骨存在矿化物颗粒粗大、结晶度过高、有机 - 无机复合不均匀等缺陷, 导致其力学性能欠佳, 目前广泛应用于不承重和小承重的骨缺损的修复, 如骨缺损填充、颅面骨缺损修复等。纳米磷灰石 / 聚合物复合材料由于其有机部分为合成高分子材料, 具有良好的韧, 弹性模量接近于人体, 更有利于材料力学性能的提高。Bonfield和Doyle等人将熔融的高分子量聚乙烯和纳米轻基磷灰石在高速搅拌下复合, 所制备羟基磷灰石 / 聚乙烯 (HA/PE) 复合材料中羟基磷灰石含量达到约40%, 弹性模量达到9GPa, 抗压强度达到100MPa, 其力学性能与天然骨接近, 但是两相间属于单纯的物理混合, 不纯在化学键合[6]。张兴栋等人用原位复合法制备了纳米轻基磷灰石 / 聚乳酸复合材料具有优良的生物力学性能和降解性能, 其复合物的弹性模量已达到5~12GPa, 弯曲强度约为44~280 MPa, 拉升强度约为10~30MPa, 压缩强度约为78~137 MPa, 目前其研究已进入临床实验阶 [7]。近年来, 国外采用新型共混和精加工工艺, 将HA均匀分散在左旋聚乳酸 (PLLA) 基体上, 制备而成的超高强度生物可吸收PLLA-HA复合材料, 其弯曲强度和模量随着HA含量的增加而提高, 最高弯曲强度达到280MPa, 且在降解12周后仍然具有210MPa的弯曲强度, 在骨折内固定材料方面有望得到广泛应用。李玉宝等人研制的新型可自固化纳米羟基磷灰石 / 聚酰胺 (n-HA/PA66) 复合材料其弯曲强度达到81~103MPa, 压缩强度达到103~121MPa, 与人体皮质骨类似, 具有良好生物相容性和生物安全性[8,9,10,11]。
2 结语
根据硬组织修复材料的研究不难发现, 硬组织修复材料在金属、陶瓷、高分子和复合材料方面都取得了令人鼓舞的成就, 但是这些传统骨修复材料材料并非完美, 并且存在一些缺陷。因此, 确保材料植入机体后, 不被免疫系统所排斥, 被机体所接收, 并且能够取代机体某部分缺损功能, 发挥其力学作用, 从而实现对缺损硬组织的修复, 这应当是未来研究硬组织材料研究的方向。
参考文献
[1]Giannoudis PV, Dinopoulos H, Tsiridis E.Bone substitutes:An update.Injury, 2007, 365:520-527.
[2]徐晓宙.生物材料学[D].科学出版社, 2006.
[3]李玉宝.生物医学材料[D].化学工业出版社, 2003.
[4]Shackelford J F.Bioceramics-applications of ceramic and glass materials in medicine.Trans Teeh Publieation.1999:37-64.
[5]Black J, Hastings G.Hand book of biomaterials properties.Chapman&Hall, 1998:355-363.
[6]Bonfield W.Composites for bone replacement.J Biomed Eng.1988 (10) :522~526.
[7]愈耀庭, 张兴栋.生物医用材料[D].天津大学出版社, 2000.
[8]王华楠.多孔羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料骨组织工程支架的研究[R].四川大学硕士论文, 2007.
[9]Yan Yonggang, Li Yubao, Wei Jie et al.Synthesis and properties of a copolymer of poly (1, 4-phenylenesulfide) -poly (2, 4-phenylene sulfide acid) and its HA reinforced composite.J Europ polym.2003 (02) :411.
[10]Wei Jie, Li Yubao.Tissue engineering scaffold material of nano-apatite crystals and polyamide composite.J Europ polym.2004 (40) :509.
微胶囊自修复材料的研究进展 第10篇
改进微胶囊复合材料的制备工艺、合理设计复合材料的结构、提高修复效率,是研究自修复复合材料的重点和难点。
1微胶囊自修复体系
微胶囊自修复材料的修复过程为:将含有修复剂的球形微胶囊和催化剂添加到树脂聚合物中,当裂纹前端接近微胶囊时,挤破微胶囊而流出修复剂,修复剂在催化剂的作用下发生聚合反应粘结裂纹2个端面修复裂纹[4]。由于尿素-甲醛反应生成的高聚物具有良好的强度和抗渗透性,因此自修复微胶囊一般采用尿素-甲醛作为壁材。根据不同的修复剂和催化剂的选择,微胶囊复合材料可以划分为不同的自修复体系。
1.1环戊二稀二聚体/Grubbs催化剂
环戊二稀二聚体(DCPD)在Grubbs催化剂的作用下发生开环易位聚合(ROMP),可以形成交联网状聚合物修复裂纹。由于环戊二稀二聚体黏度小,ROMP反应可以在室温下迅速发生,对催化剂Grubbs的含量不敏感等优点,目前普遍选用环戊二稀二聚体/Grubbs催化剂作为自修复体系[4]。但是催化剂Grubbs价格昂贵,容易失去活性,制约了这种自修复体系的发展。
1.2聚二甲基硅氧烷/铂催化剂
Keller[6]制备了双微胶囊体系的聚二甲基硅氧烷(PDMS)橡胶,一种微胶囊包覆乙烯基的高分子量PDMS和铂的催化剂,另一种微胶囊包覆含有活性单元的PDMS共聚物。微胶囊破裂释放囊芯时,含乙烯基的PDMS和PDMS共聚物在铂催化剂的作用下,发生聚合反应粘合裂纹。
1.3环氧树脂/固化剂
由于环氧树脂价格便宜、固化剂种类多、粘结性强,非常适合作自修复材料的囊芯。容敏智课题组首先报道了基于环氧树脂微胶囊技术的潜伏型固化剂和双胶囊2种自修复体系。潜伏型固化剂体系是指环氧树脂中加入环氧树脂微胶囊和潜伏性固化剂CuBr2和2-甲基咪唑,释放出的环氧树脂和潜伏性固化剂在加热的条件下发生聚合反应[7]。双胶囊体系包括环氧树脂微胶囊、硫醇和叔胺催化剂微胶囊,微胶囊破裂后,环氧树脂和硫醇在叔胺催化剂的作用下发生聚合反应[8,9]。
2微胶囊的制备工艺
传统的微胶囊制备方法,从原理上大致分为化学方法,物理方法和物理化学方法。其中化学方法中的原位聚合法具有反应速度快、无需专门设备、反应条件温和等优点,因此自修复型微胶囊普遍采用原位聚合法制备。根据制备工艺中是否需要预先制备尿素-甲醛预聚体,微胶囊的原位聚合法可分为两步法和一步法。
2.1两步法
原位聚合法的两步法:先在碱性条件下尿素和甲醛生成羟甲基脲,然后在酸性条件下羟甲基脲和尿素缩聚生成三维网络结构的脲醛树脂。梁国正课题组和容敏智课题组[7,10,11,12,13,14]对环氧树脂微胶囊的制备进行了深入系统的研究。Yuan[10,11,12]系统研究了尿素甲醛的摩尔比、搅拌速度、乳化剂的种类和含量、加热速率等因素对微胶囊的形貌和性质的影响。乳化剂对微胶囊的制备有重要影响,两步法的乳化剂可以选用十二烷基苯磺酸钠[10]、苯乙烯-马来酸酐[7],以及阿拉伯树胶与十二烷基苯磺酸钠复配[13]。袁彦超[14]采用三聚氰胺-甲醛树脂代替脲醛树脂包覆环氧树脂,制备了一种稳定性能和使用性能更加优异的自修复微胶囊。
2.2一步法
两步法加酸调节pH的速度慢,工艺相对较复杂。一步法不需要预先制备尿素-甲醛预聚体,直接在酸性条件下尿素和甲醛缩聚固化形成微胶囊。但是一般乳化剂在酸性条件下容易失去活性,因此自修复微胶囊的一步法制备研究相对较少。Brown[15]首先提出DCPD微胶囊的一步法制备工艺,将尿素、氯化铵、间苯二酚和芯材DCPD加入水中,用乙烯-马来酸酐共聚物作为乳化剂,调节pH到3.5,然后加入甲醛溶液搅拌加热4h,可得到表面光滑、流动性好的粉末状微胶囊。间苯二酚促进脲醛树脂的交联固化,氯化铵在微胶囊制备中会和甲醛反应,降低溶液的pH值,促进脲醛树脂向芯材的沉积。李伍军[16]利用一步法制备了石蜡微胶囊,Liao[17]通过优化工艺用一步法制备了环氧树脂微胶囊。一步法制备工艺简单,但是乳化剂乙烯-马来酸酐共聚物价格昂贵,制约了一步法的应用和发展。
3微胶囊复合材料的自修复性能
3.1断裂自修复性能
微胶囊复合材料的断裂自修复性能用材料修复前后的断裂韧性的比值来评价,主要研究自修复材料的修复机理、修复效率的影响因素、增韧强化机理等基本问题。
树脂基自修复材料的修复效率主要受微胶囊的大小、浓度以及催化剂的大小、浓度等因素影响。Brown[18]通过优化这些因素,修复效率达到90%。Rule[19]系统研究了微胶囊直径和裂纹大小对修复效率的影响。由于催化剂与胺类固化剂接触会引起催化剂失去化学活性,用蜡包裹催化剂的方法可以解决催化剂的失活问题,进而提高修复效率[20]。
微胶囊也可以添加到编织复合材料中实现自修复功能,但是修复效率远远低于树脂基自修复材料。Kessler[21]研究了注射修复剂来修复编织层压材料,修复效率最高仅有19%,这是由于修复剂和纤维的粘结力不强和原位聚合反应的速率和程度太低。随后,Kessler[22]研究自修复编织复合材料的原位自修复,改进了固化剂,在室温下层压复合材料的分层失效修复效率最高达到45% 。
聚合物的增韧强化机制一直是材料学的重要研究领域,主要将有机或无机材料加入高分子基体中,提高材料的断裂韧性。Brown[23]研究表明微胶囊对材料增韧效果强于硅微粉或者脲醛树脂微球。锯齿状断裂表面、表面下的微裂纹和破裂微胶囊产生的尾状物表明,加入微胶囊后,材料断裂需要吸收额外的断裂能。
3.2疲劳自修复性能
材料的疲劳性能也是材料设计的一个重要方面。现阶段微胶囊疲劳自修复的研究工作以树脂基自修复材料为研究对象,采用预置裂纹TDCB试样进行抗拉疲劳实验,主要验证和分析疲劳延缓和修复特性和机理。
Brown[24]指出裂纹闭合和静水压力粘滞效应是疲劳延缓和修复的主要机理。图1为疲劳修复机理示意图。
其中裂纹闭合效应如图1所示,微胶囊破裂,修复剂流到裂纹处形成一个楔形块(图1c),阻碍裂纹完全闭合,裂纹尖端的最小应力强度因子为Kclosure>Kmin(图1d),应力强度有效幅值ΔKeffect=Kmax-Kclosure
疲劳修复效率取决于原位修复速率和裂纹扩展速率的相对大小,而原位修复速率由修复剂固化反应速度决定,裂纹扩展速率由裂纹扩展定律决定。低周疲劳时由于循环加载时间较短,在固化反应充分进行之前材料已经达到疲劳寿命极限,修复效率很低。对于高周疲劳问题,修复剂的固化反应完全,疲劳延缓和修复效果明显。研究表明,当ΔK < 0.5ΔKIC(高周疲劳)时,裂纹不会继续扩展,修复效率为∞;当ΔK为0.5～0.7倍ΔKIC时,修复效率为89%～213%[25]。为了提高微胶囊自修复材料对低周疲劳的修复效率,可以通过改变Grubbs催化剂形态来提高固化反应速度[26]。此外,微胶囊对材料的增韧强化也会延缓疲劳裂纹扩展,延长材料的疲劳寿命[27]。
3.3其他力学性能
目前,微胶囊自修复材料的力学性能研究主要集中在研究断裂、疲劳性能上,关于其他力学性能研究论文报道较少。材料受到冲击后会产生微裂纹,显著降低机械性能尤其是抗压强度。Patel[28]研究了微胶囊自修复编织层压复合材料的抗低速冲击性能,通过实验表明这种自修复复合材料可以减少单位横截面积的裂纹长度,能够明显恢复受冲击后的剩余压缩强度,冲击阈值增大两倍。Williams[29]以脉管型自修复夹层复合材料为测试对象,经实验证明可以提高受冲击后的剩余压缩强度。
微胶囊自修复复合材料具有小孔自修复性能。Beiermann[30]设计实验,验证了复合材料的小孔自修复性能,并研究了微胶囊直径大小、夹层厚度、小孔直径对修复性能的影响。Moll[31]研究了自修复平纹玻璃纤维增强树脂的小孔自修复性能,通过实验,验证了微胶囊的大小、浓度,催化剂的形态、浓度对修复效率的影响。
4今后展望
微胶囊自修复复合材料的研究,涉及高分子化学、聚合物加工、复合材料力学、有限元和微纳米力学等学科。自修复复合材料有着巨大的应用潜力、广泛的适用性和设计性。微胶囊自修复复合材料今后研究发展的方向有以下几个方面:
(1)自修复过程的模型建立。微胶囊复合材料断裂疲劳的修复机理涉及不同空间、时间跨度[24],建模需要综合考虑裂纹扩展动力学、修复剂固化动力学、修复动力学等过程,通过实验确定各种参数,全面反应自修复复合材料的性质。
(2)纳米微胶囊的应用。材料中存在一些如气孔、非均匀相、晶界等微结构,纳米微胶囊可能会进入其中去从而提高材料的力学性能。
摘要：自修复材料的概念受自然界生物可以自动修复受损部位的启发而产生,在工程应用中受到广泛重视。研究了自修复体系,概述了常见的微胶囊制备工艺,并对自修复复合材料的性能评价指标进行了阐述,提出了今后研究的发展方向。
复合材料修复 第11篇
关键词：口腔修复、摩擦性能、影响因素
【中图分类号】R828.8 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602（2015）06-0168-02
随着物质生活的不断提高，在饮食多样性的影响下，牙周疾病的发生率也有了很大幅度的提高，结合临床实践经验来看口腔修复材料的选择对于牙齿的修复有着很重要的意义，而摩擦性就是其中非常重要的一项；基于此，我院就将以临床上运用比较多的三种修复材料进行深入探讨，以找到摩擦性能最好的材料并进行相应的分析，现将研究过程报告如下：
1.资料与方法
1.1临床资料
选取我院口腔科2011年8月～2013年11月期间收治的60例患者，共计80颗牙，为研究对象，其中男性患者38例，女性患者22例，患者平均年龄（36.3±3.9）岁；采用随机性分组的方式将患者平均分为陶瓷组、树脂组和金属组，三组患者一般临床资料比较无显著统计学差异（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
（1）修复材料
陶瓷材料由德国Demtaurum KG公司生产；树脂材料为香港欧洲卫生有限公司生产的合成树脂；金属材料为上海毅航医疗器械公司生产的钴铬合金。三组患者分别采用相应的材料进行牙齿修复。
（2）疗效评定指标
三组患者采用各自方法进行治疗后3个月对患者行术后回访，修复评价的指标主要包括：（1）牙周炎和牙龈出血；（2）牙根纵裂；（3）修复的牙龈畸形；（4）修复的牙齿松动脱落；（5）修复的牙齿破裂。
1.3统计学方法
运用SPSS.17.0统计软件加以分析，使用（x±s）表示本实验的计量资料，并应用配对t检验，差异有统计学意义P<0.05。
2.结果
经过对研究选取的60例患者的术后随访发现，陶瓷组20例患者修复牙齿的破裂颗数明显高于其他两组，组间比较均有明显统计学差异（P<0.05）；树脂组20例患者在松动脱落项的牙齿数明显高于其他两组，组间比较差异均有明显统计学差异（P<0.05）；金属组20例患者有出现牙龈出血的情况，组间比较均有明显统计学差异（P<0.05），详细数据参见表1。
3.讨论
从生物学的角度来看，人体的牙齿是一种钙化强度非常高的材料，它主要是由压根和牙冠两个部分所构成。而其中的牙釉位于牙冠的表层，是一种半透明的乳白色硬组织，超过95%为无机物，其余的无机物和水则是整个牙体组织中最为坚硬的部分。由于牙本质是构成牙齿的主体成分为物质。位于牙骨质和牙釉质的内层，其所含矿物质量比超过了65%，其余主要成分是水和蛋白质，因此，它的坚硬程度无法与牙釉质进行比较。临床上对牙齿磨损的认定是：由于化学性质类反应、热能反应或者机械碰撞引起的其应组织耗损的整个过程，长时间的牙齿磨损会让牙釉质厚度明显降低，最终造成牙本质的磨损，从个人实践经验来看，一旦牙本质被暴露在外，那么将在很大程度上加快磨损的程度，并形成一个恶性循环。
当前形势下，临床上试药的口腔修复材料主要包括陶瓷材料、复合树脂材料和金属材料；就陶瓷类材料来看，由于其表面部位的特征、化学成分和物理结构等方面的因素都是影响其磨耗性能发挥的主要原因，特别是材料内自身的微观组成结构影响更为明显；对于复合树脂材料的摩擦，对其耐磨性影响的主要原因包括：构成物质的情况、颗粒的分量与具体形状、填料的含量大小以及树脂基质在聚合转化率方面的情况，有研究资料表明适当的增加填料物质能够在一定程度上提高牙齿的耐磨性水平；关于金属材料，从最新的研究报告来看，金属类材料与人体天然牙齿发生长时间的摩擦运动造成的牙齿损耗是牙齿大量磨损的主要原因，也是牙齿耐磨性能下降的最主要因素。结合本次研究的结果来看，经过对三组患者术后3个月的随访发现，陶瓷组修复牙齿的破裂颗数明显多于其他两组，差异有统计学意义（P<0.05）；复合树脂组在松动脱落项的牙齿数量比陶瓷组和金属组都要更高，差异有统计学意义（P<0.05）；金属组则出现了牙龈出血，与其余两组相比（P<0.05）。从这些结果来看，我们能够得出，陶瓷材料虽然摩擦性能比较好，但是受限于其自身的性质，因此修复的牙齿较其他材料更容易发生破裂；复合树脂材料虽然摩擦性能与研究涉及的其他两种材料相比，稍逊一筹，但是其优点在于并发症比较少；金属组材料是三种材料中摩擦性能最好的材料，但是患者出现牙龈出血的可能性高于其他两组患者。
综上所述，口腔修复材料的摩擦性能各有高低，但是在临床实践中并不能单纯的以此作为选取的标准，还要考虑到其自身的优点和缺点，针对患者的基本情况有针对性的选择材料，这样才能实现将材料优点最大化，保证治疗的效果。
参考文献
[1] 潘丽娟，容文远. 不同口腔修复材料的摩擦性能及影響因素的研究[J]. 齐齐哈尔医学院学报，2013，6（10）：837-838.
[2] 尹亮. 对不同口腔修复材料抗摩擦性能的对比分析[J]. 中国医疗美容，2013，5（11）：199+204.
[3] 桂芳. 口腔修复不同材料的摩擦性能比较分析[J]. 中国医学创新，2013，5（09）：69-70.
复合材料修复 第12篇
1 资料与方法
1.1 一般资料
本组12例患者, 男8例, 女4例, 年龄15岁~58岁, 平均年龄31岁。创面为深Ⅱ度偏深或Ⅲ度创面, 以Ⅲ度创面为主, 部位大多位于四肢;全部采用切 (削) 痂, 移植面积最大40%TBSA, 最小20%TBSA。
1.2 手术方法
烧伤创面经切 (削) 痂达深筋膜层, 彻底清除坏死组织, 其新鲜创面经双极电凝充分止血后, 双氧水及生理盐水反复冲洗, 使创面细菌尽量减少, 然后用生理盐水纱布覆盖。将制备好的异种脱细胞真皮基质浸泡入生理盐水反复清洗3次, 庆大霉素生理盐水浸泡5 min, 用尖刀间隔开孔, 孔径直径约0.6 cm, 以便渗出液引流;取皮区以头皮为首选, 全身任何部位正常皮肤均可作为供皮区, 取皮厚度为0.1 cm~0.2 cm薄断层皮片。将皮片用碎皮剪剪成微粒, 将剪好的微粒皮悬浮于衬有真丝绸布的漏盘内, 生理盐水淹埋, 晃动后使皮粒漂浮并分布均匀, 托起漏盘待水自盘底小孔中漏出, 微粒皮沉落于盘面绸布上, 此时大多数微粒皮表皮面向上, 将上方附有微粒皮的真丝绸布面贴附在制备好的异体皮真皮面轻轻均匀地按压后揭去绸布, 皮粒则黏附在异体皮上, 且大多数皮粒真皮面朝上。将制备好的真皮面黏附有自体微粒皮的脱细胞真皮基质移植于切 (削) 痂创面, 订皮机固定, 或者将微粒皮内加入2~3 m L生理盐水, 调成皮浆, 直接涂在创面上, 尽量使其均匀, 然后脱细胞真皮基质覆盖固定, 适度加压厚层敷纱包扎, 必要时石膏外固定。
2 结果
2.1 临床效果
12例患者全部治愈, 无1例死亡, 其中7例微粒皮成活率为90%以上, 75%以上者5例, 残余部分创面经1~2次自体片状刃厚皮或“邮票”植皮或换药封闭。术后效果良好, 长期随访, 患者均较为满意。
2.2 自体微粒皮覆盖异种脱细胞真皮基质移植术后观察
术后定时翻身 (1次/4h) , 无特殊情况8 d~10 d后首次换药, 更换敷料, 如有皮下积血、积液, 尽早清除, 均采用半暴露或暴露, 可见异种脱细胞真皮基质与创面粘连较紧, 仅有少量散在水疱、积液。2周后异种脱细胞真皮基质逐渐出现黑褐色斑块, 结痂, 部分溶痂、脱落。基本上于术后3周真皮基质大部分干燥, 脱落基底自体表皮生长良好, 残余散在小创面未愈。其后给予换药基本愈合, 部分较大创面给予刃厚皮片移植术痊愈。随访1年~2年, 愈后肢体外形、关节活动度较满意, 弹性可, 瘢痕增生不严重, 起水疱、反复破溃者少。
3 讨论
3.1 大面积深度烧伤治疗上困难较大, 早期处理至关重要, 只有早期良好的全身治疗才能为手术打下坚实的基础。
休克期是烧伤死亡高发期, 多脏器功能衰竭综合征、吸入性损伤、全身炎症反应综合征 (SIRS) 是主要的致死原因[1]。笔者提倡深静脉置管、监测中心静脉压、充足的血浆供给, 密切观察尿量, 以保障平稳度过休克期, 使用大量维生素等药物, 对抗毒素, 清除过量的自由基。使用抗生素预防严重脓毒症的发生。有呼吸道烧伤的尽早行气管切开, 适当放宽指征。
3.2 异种 (猪) 脱细胞真皮基质的制作工艺过程中, 去除了表皮和细胞, 去除组织抗原性, 在真皮乳头层表面保留了完整连续的基底膜和真皮中胶原束结构, 使其排列正常, 弹力纤维正常存在。
基质能保留生物敷料的优点, 与创面具有良好的黏附性, 覆盖8 d~10 d后可去除外层包扎敷料, 实行暴露, 不会脱落、翘角, 仍然与创面黏附性很好, 2周~3周后会自行脱落。这种特性, 使得真皮基质能对其下的微粒皮提供良好的保护, 促使扩散生长, 直至创面愈合。由于基质与创面良好的可塑性与黏附性, 对术后创面有良好的止痛效果, 深受患者欢迎。与异体皮相比较能达到相同的治疗目的。
3.3 应在较完善的监护措施下早期切痂 (休克期) [2]。
术中完善严密的监护是平稳度过手术的保障, 手术应及早进行, 以清除创面坏死组织及感染源, 减轻痂下脓液及焦痂形成的脂蛋白复合物, 对SIRS的加速和免疫抑制的加重及微血管内皮细胞的损伤, 防止多器官功能衰竭 (MOF) 的发生。
3.4 覆盖材料的选择问题。
传统使用的大张异体皮加自身微粒皮移植术, 为大面积烧伤的治疗开辟了新途径, 效果非常好。但是异体皮的制备及保存技术要求较高, 很多异体皮达不到使用要求;加上近年使用广泛, 皮源缺乏, 这些都限制了手术的进行和术后效果。而我们使用异种 (猪) 脱细胞真皮基质作为覆盖材料, 手术亦获得同样的疗效。这种材料有很多优点, 如皮源广、制备保存简单、手术操作简单、价格相对便宜等, 故比使用异体皮更为方便。
3.5 微粒皮的制备使用。
微粒皮的制备使用同异体皮覆盖基本相同, 制作微粒皮的皮片以0.1 cm~0.2 cm薄断层皮片为佳, 皮粒愈小, 有效覆盖面积愈大, 供植比例在1∶8~12为宜。本组病例与以往有些小的不同点, 以往的微粒皮须用漂浮槽, 要保障真皮面均朝向创面基底, 以保障其成活。而我们在使用过程中, 直接将微粒皮撒在创面上, 不分正反面, 只要均匀即可, 然后覆盖异种皮脱细胞真皮基质。观察数例, 发现术后成活率仍较高, 与前者无明显差异。
3.6 术后的护理。
异种脱细胞真皮基质加自身微粒皮移植术后需要精心的护理, 须在医护配合下共同完成。如生命体征的监测、呼吸道的护理等, 对保障术后全身情况稳定很重要。术区的护理如定时翻身, 避免术区过度受压, 保证术区的干燥等, 对于微粒皮的成活及防止感染方面至关重要。
参考文献
[1]盛志勇, 杨红明.大面积烧伤后多脏器功能障碍综合征的临床防治[J].中华外科杂志, 2000, 38 (6) :435-438.