Zr原子分数对Ti基非晶复合材料腐蚀性能的影响

采用磁悬浮熔炼水冷铜坩埚-负压铜模吸铸法制备了(Ti_0.5Ni_0.5－xZr_x)₈₀Cu₂₀(x=0、0.02、0.04、0.06)非晶复合材料,分析了各种合金试样的相组成,测试了合金试样在人工海水和模拟人体的PBS溶液中的极化曲线,观察了电化学反应后的腐蚀形貌,分析电化学腐蚀产物并进行表征.结果表明:几种合金的组织都是非晶基体与晶体相组成的复合材料,晶体相为B2-Ti(Ni, Cu)奥氏体相和B19’-Ti(Ni,Cu)马氏体相.与晶态TC4合金相比,合金在两种溶液中均具有较好的耐蚀性,且随着Zr元素原子分数的增加,合金的腐蚀抗性也不断增强;当x=0.06时,合金的耐腐蚀性能最为优异,其自腐蚀电位高,为－0.218 V,热力学倾向小不易腐蚀,自腐蚀电流密度较低,为0.912 μA·cm^－2,极化电阻大,为3.4 MΩ·cm²,腐蚀的动力学速率低,且在PBS溶液中合金具有更优异的耐蚀性,在腐蚀形貌中未发现明显的点蚀坑.     

医用可降解Fe30Mn○xCa合金的制备及性能

通过机械合金化、粉末压坯及热挤压的方法制备了医用可降解Fe₃₀Mn_○xCa(x=0，1.5，3.0，4.5)合金棒材，运用金相显微镜、SEM、拉伸测试、电化学测试和SBF浸泡腐蚀等研究了Ca的添加对合金组织及性能的影响.结果发现，Fe₃₀Mn_○xCa合金均由奥氏体组成，且随着Ca质量分数增加，该合金硬度增加，伸长率和强度降低，降解性能显著提高，腐蚀速率从Fe₃₀Mn的0.1130mg/(cm²·d)增至Fe₃₀Mn_4.5Ca的0.2260mg/(cm²·d).细胞毒性实验表明其生物相容性为0～1级.     

挤压工艺对可生物降解 Mg–5Zn–1.5Y 镁合金显微组织及力学性能和腐蚀性能的影响

本研究分析了挤压温度和挤压比对 Mg–5Zn–1.5Y 合金的显微组织、硬度、压缩和腐蚀行为的影响。显微组织观察表明，铸造合金由α-Mg晶粒和Mg₃Zn₆Y和Mg₃Zn₃Y₂金属间化合物组成，主要位于α-Mg晶界上。较高温度下的挤压合金显示出较粗的晶粒微观结构，而以较高比率挤压的合金含有较细的微观结构，尽管在两种条件下都测量到具有较低金属间化合物的更多动态再结晶晶粒。较低温度 (340°C) 和较高比率 (1:11.5) 的组合条件提供了较高的抗压强度。然而，没有实现显着的硬度改善。挤压工艺可以降低铸造合金在模拟体液中的腐蚀率超过 80%，这主要是由于细化了微观结构。与挤压比相比，挤压温度对耐腐蚀性能的影响更为显着，挤压温度越高，耐腐蚀性能越高。     

多组元铁基非晶复合材料的力学性能研究

采用真空感应水冷铜坩埚磁悬浮熔炼以及负压铜模吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-10Cr-xC(x=0.6~1.0)铁基非晶合金复合材料,由C元素含量变化调控合金的热力学参数,分析其组织和室温力学行为变化.结果表明:随着C含量的增加,合金的原子尺寸差δ增大,混合熵ΔS_mix提高,混合焓ΔH_mix降低.合金铸态组织由非晶相和过冷γ-Fe奥氏体相组成,在压应力加载过程中发生马氏体相变并表现出显著的加工硬化.Fe-15Mn-5Si-10Cr-0.9C合金的ΔS_mix和ΔH_mix分别为1.13 RJ·mol^－1·K^－1和－19.6 kJ·mol^－1,其综合力学性能优异,屈服强度、断裂强度和塑性应变分别为1 300、2 378 MPa和17.2%.     

石墨基PTFE涂层阴极动态隔膜电解池产H2O2效能

采用自制的石墨基聚四氟乙烯(PTFE)涂层电极做阴极,以Nafion117阳离子交换膜为隔膜,构建动态隔膜电解池,重点研究隔膜、PTFE添加量、阴极电解液循环流量对体系产H₂O₂性能的影响,并考察电极的重复使用性能。结果表明：动态隔膜电解池产H₂O₂的性能明显高于无隔膜或静态实验的方式。当PTFE乳液(质量分数60%)添加量为0.7 mL、电解液初始pH为3、电流密度为5 mA/cm²、阴极电解液循环流量为0.3 L/min时,体系产H₂O₂效果最佳,反应180 min时的H₂O₂产量达到27.43 mg/(L·cm²),此时的电流效率为72.09%,能耗为7.87 kW·h/kg。但是电极的重复使用性能不佳,连续使用5次后,180 min时的H₂O₂产量降至8.99 mg/(L·cm²)。     

Mg，Ca元素对可降解Zn合金组织性能影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学显微镜、室温拉伸和浸泡失重法研究了挤压态纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa(x=0,0.06,0.15,0.3)(质量分数)合金微观组织、力学性能和体外降解速率.结果表明:200℃挤压后,纯Zn晶粒尺寸达到100μm;Zn-0.2Mg-xCa合金中晶粒尺寸均维持在15~20μm之间,并存在第二相Mg₂Zn₁₁和CaZn₁₃.随着Ca含量增加,CaZn₁₃含量逐渐增加,且当Ca质量分数达到0.15%以上时CaZn₁₃尺寸达到15~50μm.纯Zn的屈服强度和延伸率分别为64MPa和14%,Zn-0.2Mg-xCa合金随着Ca含量增加屈服强度由180MPa提高到约200MPa,延伸率则逐渐由18%降低到6%.纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa合金在SBF溶液中降解速率维持在0.05~0.15mm·a^-1,而且随Ca的添加降解速率略有降低.     

20CrMnTi钢520℃不同气氛离子渗氮研究

对20CrMnTi钢进行了520℃不同气氛等离子体渗氮处理。经氨氢和氨气离子渗氮8h后,增重分别为1.11mg/cm²和1.44mg/cm²,表面硬度分别为851.0HV_0.05和835.0HV_0.05。渗氮层由外层的“化合物层”和里层的“扩散层”组成。经氨氢和氨气离子渗氮后,化合物层的厚度分别为8～9μm和12μm。氨气渗氮8h后,改性层厚度最大,为350μm。氨氢混合气氛离子渗氮4h后的改性层为单一的γ’-Fe₄N相。氨氢混合气氛渗氮8h和氨气渗氮4h和8h,改性层均由γ’-Fe₄N和ε-Fe₃N两相组成。与氨氢混合气氛渗氮相比,氨气渗氮层的XRD衍射峰强度显著下降,半高宽增加,显微组织相对细化。     

等通道转角挤压对铝青铜合金组织及摩擦学性能的影响

对铝青铜合金(Cu-10%Al-4?)进行了等通道转角挤压(ECAE)热加工处理,研究了ECAE对合金微观组织、力学性能及摩擦学性能的影响.结果表明:ECAE热挤压后合金的晶粒显著细化,晶粒尺寸随着挤压道次的增加而逐步减小;晶粒细化导致合金的硬度与屈服强度显著增加,提高了合金抵抗塑性变形能力,减轻了磨粒对合金表面的犁削作用;ECAE热挤压细化了合金中的第二相,减小了脱落硬质颗粒压入合金表面的深度与宽度,降低了合金的磨损量,提高了合金的摩擦学性能.     

Ni3S2-多孔镍@泡沫镍电极制备及其赝电容性能

采用氢气鼓泡法预处理泡沫镍集流体,通过循环伏安法原位电沉积Ni₃S₂活性材料,制备了Ni₃S₂-多孔镍@泡沫镍(Ni₃S₂-Ni@NF)电极.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)对物相结构进行了表征,并利用电化学工作站测试了电化学性能.结果表明:制备的Ni₃S₂-Ni@NF材料表现出优异的赝电容性能,在2 m A/cm²的电流密度下,比电容达到4.56 F/cm²,且具有优异的倍率性能(20m A/cm²的电流密度下,比电容达到4.06 F/cm²)和循环性能(10 m A/cm²的电流密度下,循环1 000次的比电容保持率约73%).     

纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.     

In vitro corrosion of Mg–1.21Li –1.12Ca –1Y alloy

The influence of the microstructure on mechanical properties and corrosion behavior of the Mg–1.21Li–1.12Ca–1Y alloy was investigated using OM, SEM, XRD, EPMA, EDS, tensile tests and corrosion measurements. The results demonstrated that the microstructure of the Mg–1.21Li–1.12Ca–1Y alloy was characterized by α-Mg substrate and intermetallic compounds Mg2 Ca and Mg24Y5. Most of the fine Mg2 Ca particles for the as-cast alloy were distributed along the grain boundaries, while for the as-extruded along the extrusion direction. The Mg24Y5 particles with a larger size than the Mg2 Ca particles were positioned inside the grains. The mechanical properties of Mg–1.21Li–1.12Ca–1Y alloy were improved by the grain refinement and dispersion strengthening. Corrosion pits initiated at the α-Mg matrix neighboring the Mg2 Ca particles and subsequently the alloy exhibited general corrosion and filiform corrosion as the corrosion product layer of Mg(OH)2and Mg CO3 became compact and thick.     

稀土对Al-Zn-Mg合金力学性能和应力腐蚀的影响

将0.06%稀土加入到Al-Zn-Mg合金中, 固溶处理后在150 ℃下时效. 在峰时效条件下 , 观察稀土对其力学性能和抗应力腐蚀断裂性能的影响. 结果表明, 稀土的加入使硬度峰值出现的时间提前, 并使硬度峰值、 屈服强度、 抗拉强度、 延伸率和抗应力腐蚀断裂的能力增加. 金相观察和X射线衍射结果表明, 稀土的加入减小了晶粒尺寸, 促进了强化相MgZn₂的析出, 此外稀土还能够明显减少合金中的 氢含量.     

稀土Y对挤压态Mg-5Li合金组织及性能的影响

采用表面覆盖剂及氩气保护的熔炼方法制备了Mg-5Li-x Y(x=0,1,2,3,4)合金,研究了稀土元素Y对挤压态Mg-5Li合金的显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,Mg-5Li合金中的Y元素主要是以稀土化合物Mg24Y5的形式存在于合金中;挤压变形后,合金发生了明显的动态再结晶,出现了大量的等轴晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,晶粒明显细化.挤压态Mg-5Li-3Y合金获得了优异的力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了231.63 MPa和9.35%,合金断裂方式主要为韧性断裂.     

Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。     

Mg-7Sn-Zn(Y)合金的显微组织、时效硬化行为及力学性能

研究了Zn和Y合金化对Mg-7Sn合金显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响.铸态Mg-7Sn合金主要由α-Mg和共晶(α-Mg+Mg₂Sn)相组成.Zn添加细化了Mg₂Sn相的尺寸,促进了Mg₂Sn相大量、均匀的弥散分布,同时诱导了Mg₂Sn相的非基面析出,增强了合金时效硬化效果.合金时效峰值硬度从64.6 HV增大到69.7 HV,峰值时效时间从166 h缩小至142 h.Zn和Y元素共同添加形成了针状MgSnY相,有效缩短了合金的时效峰值时间(由166 h缩短至120 h),但合金的峰值硬度略有降低,Mg-7Sn-1Zn合金具有最佳的力学性能,其高力学性能主要归结为细小、高体积分数Mg₂Sn相的析出强化.     

涂层烧结及热处理工艺对GH2O2合金组织性能的影响

研究了涂层烧结及热处理工艺对GH202合金基材组织性能的影响．运用电子拉伸机、扫描电镜及光学显微镜,测定了拉伸试样的力学性能,并分析了试样的显微组织和拉伸断口．试验结果表明,GH202合金在1150℃固溶处理5h后,合金表面进行高温涂层与烧结,在850℃时效6h出炉空冷,合金基体晶粒细小,均匀;强化相γ弥散分布;合金强度提高,塑性改善,拉伸断口为韧性断裂．     

In vitro and in vivo studies on biodegradable magnesium alloy

The microstructure, mechanical property, electrochemical behavior and biocompatibility of magnesium alloy(Bio De MSM^TM) were studied in the present work. The experimental results demonstrated that grain refining induced by extrusion improves the alloy strength significantly from162 MPa for the as-cast alloy to 241 MPa for the as-extruded one. The anticorrosion properties of the as-extruded alloy also increased.Furthermore, the hemolysis ratio was decreased from 4.7% for the as-cast alloy to 2.9% for the as-extruded one, both below 5%. Bio De MSM^TMalloy shows good biocompatibility after being implanted into the dorsal muscle and the femoral shaft of the New Zealand rabbit, respectively, and there are no abnormalities after short-term implantation. In vivo observation indicated that the corrosion rate of this alloy varies with different implantation positions, with higher degradation rate in the femur than in the muscle.