热喷涂制备铁基非晶涂层耐腐蚀性能的研究进展

非晶合金微观结构长程无序、短程有序,使之具有高强度、高硬度以及优异的耐腐蚀性能,展示出非晶合金在腐蚀领域中广阔的应用前景。由于非晶合金的形成需要极大的冷却速率且受到制备技术的约束,因而难以加工出形状尺寸较大的非晶合金。为了克服这一难题和扩大其应用领域,利用热喷涂技术具备效率高、喷涂材料范围广、涂层耐腐蚀性能好等优点将非晶合金制备成非晶涂层。非晶涂层是一种既高效又经济的防腐措施,其中铁基非晶涂层因其价格低廉和优异的耐腐蚀性能而受到学者们的广泛关注。制备铁基非晶涂层的热喷涂方法颇多,本文着重介绍等离子喷涂、超声速火焰喷涂和电弧喷涂3种喷涂技术。阐述铁基非晶涂层的制备原理、工艺和涂层结构特点,并综述了这3种技术制备的铁基非晶涂层电化学腐蚀及高温腐蚀性能的研究进展,提出提高热喷涂铁基非晶涂层耐腐蚀性能的方法,并展望铁基非晶涂层的耐腐蚀性能研究前景。     

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

基于铁基形状记忆合金的新型预应力技术及其工程应用

梳理了国内外关于铁基形状记忆合金的最新研究进展,介绍了铁基形状记忆合金的形状记忆效应、回复应力、耐腐蚀性和可焊性等基本特性,对利用其开展预应力加固的效果、关键工艺工法和长期性能等进行了总结.研究表明,新型铁基形状记忆合金可在160℃下产生约440 MPa的回复应力,并具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能.铁基形状记忆合金产生...     

Fe基非晶及纳米晶在硫酸中的腐蚀研究

利用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术,研究非晶Fe78Si13B9和纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金在1 mol·L-1的H2SO4溶液里的电化学腐蚀行为;利用X射线衍射仪和示差扫描量热计(DSC),研究该非晶薄带的非晶特性及晶化过程;用扫描电镜观察极化测试后的试样形貌;还研究不同的热处理温度对材料的结构及在1 mol·L-1的H2SO4溶液里耐腐蚀性能的影响.结果表明,纳米晶比非晶合金的耐腐蚀性能要好;随着热处理温度的升高,非晶的耐腐蚀性能得到提高,而纳米晶则降低.     

前言·块体非晶合金

块体非晶合金具有独特的物理和化学性能,例如高强度、优良的磁性和超塑性以及高耐腐蚀性能等,在很多领域具有潜在的应用前景．在过去的十年中,块体非晶合金领域的研究获得了国家重点基础研究发展计划及国家自然科学基金重点项目的资助,在对非晶合金的原子结构、变形行为和非晶形成能力的研究以及具有高非晶形成能力的新型合金体系的开发等方面开展了大量的工作．基于近年来块体非晶合金的研究进展,目前国际非晶合金领域的研究重点和热点如下：     

NdFeB磁性材料化学镀Ni-W-P合金的耐腐蚀性能研究

采用化学镀方法在NdFeB磁性材料表面施镀Ni-W-P合金,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对Ni-W-P合金镀层的组织形貌、结构进行了分析,并采用腐蚀失重法对合金镀层的耐腐蚀性能进行了测试.结果表明：随着P含量的逐渐增多,镀层结构由晶态结构逐渐转变为非晶结构,非晶态Ni-W-P合金镀层的抗腐蚀性能明显好于晶态镀层.     

结构弛豫对铁基非晶合金退火脆化的影响

本文研究了铁基非晶合金 Fe_(78)B_(13)Si_9在退火过程中的延—脆转变行为,用等温加热的方法测定了 Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金的脆化时间、脆化温度和脆化激活能。用内耗法测定了 Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金结构弛豫温度范围及结构弛豫激活能。据脆化过程、晶化过程和结构弛豫过程温度范围和激活能的对比,认为 Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金的退火脆化与晶化无关。而与退火过程中的结构弛豫过程有关。     

机械合金法制备高生物相容性镁基非晶合金粉末

选择具有高生物相容性的Mg₆₅Zn₃₀Ca₃Si_1.766Zr_0.234合金体系作为研究对象,从原料单质粉末开始,采用雾化制粉、球磨制得该合金的非晶粉末,再通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、电化学测试等手段,研究了球磨所制得粉末的非晶程度、非晶合金的热力学性能以及该体系镁基非晶合金的耐腐蚀性能.研究表明,经过80 h以上的球磨,可以使该体系下的镁基合金完全转变为非晶态,并且其耐腐蚀性能在相同情况下较ZK61晶态合金更为良好.     

Y对Fe50- x Mo14Cr15C15B6Y x非晶合金 非晶形成能力及耐腐蚀性能的影响

采用单辊法制备Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx(x=0,2)非晶合金条带,利用X射线衍射、差热分析、透射电镜和电化学极化曲线方法对非晶合金的结构、非晶形成能力(GFA)、热稳定性、晶化过程及腐蚀行为等进行了研究和表征.结果表明:Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx合金能够形成非晶合金,随着Y元素的添加,其非晶相含量、非晶形成能力及热稳定性显著提高.晶化处理后,析出的主要晶体相为α-Fe,Fe23B6,Cr23C6和Fe3Mo3C等.Fe50-xMo14Cr15C15B6Yx非晶合金在质量分数为3.5%NaCl水溶液中呈现出极强的耐腐蚀能力,远优于常用耐蚀不锈钢Cr18Ni9Ti,并且随着Y元素的加入,非晶合金的耐腐蚀能力进一步提高,具有更宽的钝化区间及更低的腐蚀电流密度.     

基于密度泛函理论的含La铁基磨矿介质模型建立及其电子结构性质研究

硫化矿浮选之前需要经过磨矿处理,使用耐腐蚀合金材料制备磨矿介质,可以有效减少铁氧化产物的生成,从而有利于硫化矿物的浮选回收。掺杂微量的La可以有效提高铁基合金的耐腐蚀性能,因此含La元素铁基合金材料具有成为新型磨矿介质用于强化硫化矿浮选回收的潜力。本文分别使用原子替换法与混合原子法在α-Fe晶体中掺杂La元素,构建具有不同La元素含量的铁基磨矿介质模型,比较使用这两种方法获得的计算结果,考查更适用于构建含La铁基磨矿介质模型的方法。此外,运用密度泛函理论对具有不同La元素含量的铁基磨矿介质的晶体结构、表面结构与电子性质进行了研究,研究结果可以为开发新型耐蚀磨矿介质促进硫化矿浮选回收提供一些理论参考。     

化学镀Fe-Mo-B和Fe-W-B合金的耐蚀性能

系统地研究了化学镀Ｆｅ－Ｍｏ－Ｂ和Ｆｅ－Ｗ－Ｂ合金镀层的耐腐蚀特性。结果表明该合金镀层的耐蚀能力很强，腐蚀率很低。非晶态Ｆｅ－Ｍｏ－Ｂ合金的耐蚀能力优于晶态Ｆｅ－Ｗ－Ｂ合金     

H3PO3体系中镍磷非晶态合金及其耐蚀性能

用恒电流沉积、腐蚀电位和极化电阻等方法研究了H3PO3体系中Ni-P合金的电沉积及其镀层的腐蚀性能,用XRD、XPS、SEM检测了镀层的晶形、组成和表面形貌,探讨了沉积条件对镀层耐蚀性能的影响。研究结果表明：在H3PO3体系中得到的Ni-P合金镀层同样具有较强的耐蚀性,当镀层中磷的含量达7％时,晶形转为非晶态,镀层中含磷量越大,耐蚀性越好。     

Mg-Zn-Ce非晶合金力学与耐蚀性能的研究

镁合金作为生物可降解材料具有很多优势,但传统多晶镁合金腐蚀速率过快的问题限制了其更广泛的应用。与多晶镁合金相比,非晶态镁合金因具有独特的无定形结构,使其耐腐蚀能力比多晶镁合金的要好。采用铜辊甩带法制备得到了新型Mg_70−xZn₃₀Ce_x（x=2, 4, 6和8）非晶镁合金,并对其进行了力学性能和耐腐蚀性能的研究。结果表明：x为4和6时,Mg-Zn-Ce非晶合金的非晶形成能力最好;Ce的添加可以有效改善镁基非晶合金的脆性,使其弹性模量低于60 MPa,与人骨相似,从而能有效避免植入后因弹性模量过大导致的应力遮蔽效应的产生;同时,Ce的添加显著地提高了合金的耐腐蚀性,使其开路电位达到-0.2 V,腐蚀电流密度低至10^-6 A/cm²。     

Cu48Zr43Al9合金在0.05mol/L Na2SO4介质中腐蚀电化学行为研究

采用真空电弧熔炼法制备Cu48Zr43Al9晶态合金及铜模铸造法制备Cu48Zr43Al9非晶合金。通过极化曲线和交流阻抗谱技术研究了Cu48Zr43Al9晶态和非晶态合金在0.05 mol/LNa2SO4溶液中腐蚀电化学行为。结果表明,在0.05 mol/LNa2SO4溶液中,Cu48Zr43Al9晶态和非晶态合金的交流阻抗谱均呈单容抗弧,实验结果说明合金的腐蚀过程是由电化学控制。与非晶合金相比,腐蚀电位负移,晶态合金的电荷传递电阻减小,腐蚀电流密度变大,腐蚀速度加快。在0.05mol/LNa2SO4溶液中,Cu48Zr43Al9非晶态合金具有良好的耐腐蚀性能,这是因为非晶态合金不具有晶格缺陷,结构均一稳定。     

离子注入TiNi SMA及Co合金耐蚀性与血液相容性研究

采用离子注入法对生物医用TiNi形状记忆合金及二种Co合金进行表面改性，利用电化学测试技术，动态凝血时间及溶血率的测量，研究了改性前后合金的耐蚀性及血液相容性，结果表明，离子注入后合金的电化学稳定性显著提高，阳极极化性能变优，对TiNi、CoCrNiW和CoCrNiMo合金分别进行Mo C和Ti C双离子注入后，表面改性合金的腐蚀电位升高200mV以上，维钝电流密度减小，钝化区拓宽；合金的凝血时间延长，溶血率下降，说明离子注入提高了合金的耐蚀性及血液相容性，其中双离子注入较单离子注入效果更为显著，对双离子注入合金进行X射线衍射分析发现，在TiNi合金表面主要形成了TiC相及少量TiO、Mo2C、Mo9Ti4及Mo，在Co合金表面主要为CoCx和Co3Ti及少量TiC、TiO相，这些相弥散分布在合金表面，形成无序膜层，阻止了合金元素溶解，改善了合金的耐蚀性及血液相容性。     

铸造铜合金口腔修复体及防腐技术研究

用Ni—P非晶态为防腐层的铸造铜合金口腔修复体、取代金合金及高熔点、收缩大的Ni—Cr、Co—Cr合金为口腔整型技术开辟了一条新途径,经过临床应用证明、制造工艺转简单、性能良好、成本低廉,采用化学沉积Ni—P非晶态做为防腐层经生物试验证明无毒性,患者反映口内感觉舒适,且色泽美观防腐性能有较明显提高。     

磁控溅射非晶Fe—Cr—Ni—C薄膜的耐蚀性能

以碳为阻晶元素,利用磁控溅射方法获得非晶不锈钢薄膜。用X-射线衍射、透射电镜和动电位极化方法研究了碳含量与薄膜结构及耐蚀性的关系,并用AES和XPS分析了钝化膜成分。结果表明;碳含量对薄膜的结构和耐蚀性有显著影响;当碳含量超过6.2wt％时,薄膜转变为非晶态结构。     

铝合金中Cu对阳极氧化电解着色的影响

研究了Al-Cu 合金中Cu 含量对氧化膜厚度、耐蚀性、颜色的影响及 Cu 在阳极氧化时的行为、着色沉积物的存在状态。研究结果表明:随着Cu 元素含量的增加,氧化膜厚度变薄,耐蚀性下降。Cu 在阳极氧化时氧化和溶解速度远快于基体铝,在氧化膜微孔里的沉积物是呈非晶态存在的。     

Glass-forming ability,microhardness, corrosion resistance,and dealloying treatment of Mg60?xCu40Ndx alloy ribbons

The influence of Nd addition on the glass-forming ability (GFA), microhardness, and corrosion resistance of Mg60?xCu40Ndx (x = 5, 10, 15, 20, and 25, at%) alloys were investigated by differential scanning calorimetry, Vickers-type hardness tests, and electrochemical me-thods. The results suggest that the GFA and microhardness of the amorphous alloys increase until the Nd content reaches 20at%. The corro-sion potential and corrosion current density obtained from the Tafel curves indicate that the Mg35Cu40Nd25 ternary alloy exhibits the best corrosion resistance among the investigated alloys. Notably, nanoporous copper (NPC) was synthesized through a single-step dealloying of Mg60?xCu40Ndx (x = 5, 10, 15, 20, and 25) ternary alloys in 0.04 mol·L?1 H2SO4 solution under free corrosion conditions. The influence of dealloying process parameters, such as dealloying time and temperature, on the microstructure of the ribbons was also studied using the sur-face diffusivity theory. The formation mechanism of dealloyed samples with a multilayered structure was also discussed.