医用可降解Mg-3Zn-0.5Sr合金耐蚀性及细胞毒性

采用仿生法在Mg-3Zn-0.5Sr合金表面制备涂层,通过SEM,EDS和XRD分析表征涂层形貌和结构;采用电化学实验和浸泡腐蚀实验来研究涂层对合金降解速率的影响;采用生物毒性实验验证有无涂层Mg-3Zn-0.5Sr合金的毒性等级.实验结果表明:在Mg-3Zn-0.5Sr合金表面可以沉积致密的羟基磷灰石(HA)涂层,厚度约为30~40μm,HA涂层可以有效地降低Mg合金的降解速率;在体积分数为25%的有无涂层合金浸提液中培养细胞4d,细胞相对增值率均超过100%,有无涂层合金的细胞毒性均为0级.     

生物医用Zn-5Al合金的微观组织与性能

研究了生物医用Zn-5Al合金的微观组织结构演化,探讨了其组织对力学性能的影响.对铸态、均匀化处理和轧制态Zn-5Al合金的微观组织进行了表征,分析了合金的相组成,测试了轧制态Zn-5Al合金的力学性能.结果表明:铸态与均匀化处理后的Zn-5Al合金的相组成均主要为η-Zn相和α-Al相,铸态合金组织片层间距约为300nm.均匀化处理过程中发生了共析反应,合金中的α-Al相由铸态的长条形演变为球形共晶组织.经过总变形率85%的热轧变形后,Zn-5Al合金的屈服强度和抗拉强度分别为98MPa和130MPa,断裂延伸率达到74%.     

冷却速度对Zn--5 Al--0.1 RE--x Si合金显微组织及耐蚀性能的影响

运用扫描电子显微镜/能谱仪、X射线衍射、盐雾实验、电极化曲线等手段,研究冷却速度和Si对Zn-5Al-0.1RE合金组织及耐蚀性能的影响.结果表明,Zn-5Al-0.1RE-xSi合金由先析出的?-Zn和?-Zn+α-Al共晶组织组成,前者均匀分布在相邻的?-Zn+α-Al共晶胞的边界上.降低冷却速度和Si的加入,均使Zn-5Al-0.1RE-xSi合金单位面积的晶粒增大,晶界减少,合金耐蚀性能提高. Zn-5Al-0.1RE-xSi合金耐蚀性能的差异与合金凝固组织及合金腐蚀产物中Zn5(OH)8Cl2·H2O和ZnO的相对量有关.     

挤压对Mg-Zn-Sn-Al合金力学性能和腐蚀行为的影响

研究了铸态和挤压态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金的微观组织、力学性能和在质量分数3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:铸态合金的平均晶粒尺寸为183μm;而挤压后合金的平均晶粒尺寸降低为9μm.挤压态与铸态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金相比,抗拉强度由209 MPa提高到354 MPa,屈服强度由157 MPa提高到216 MPa,伸长率达到19.6%且呈现明显的韧性断裂特征.静态浸泡腐蚀和电化学实验表明,挤压态合金的耐蚀性明显低于相应的铸态合金.     

热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能

为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,Zn-55Al-1.6Si合金的电化学性能最差,Zn-5Al-0.1RE,Zn-5Al-0.5Mg,Zn-6Al-3Mg,Zn-11Al-0.2Si-3Mg,Zn-25Al-0.2Si-0.2Mg和Zn-25Al-0.2Si-0.2RE合金介于二者之间.     

热浸Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层的组织与耐腐蚀性

对比研究热浸镀Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层组织与耐腐蚀性。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了合金镀层的组成相和显微组织,用全浸腐蚀试验和中性盐雾试验表征了合金镀层的耐腐蚀性能。结果表明:Zn-Al-Mg和Zn-Al-Mg-Si合金镀层主要由Zn相、Al相和Mg Zn2相组成;合金镀层主要含有Zn+Mg Zn2二元共晶组织和Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织;Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg-Si合金镀层的耐腐蚀性能。     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

热浸镀Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝在NaCl溶液中的电化学行为

采用SEM,EDS和电化学测量技术,对热浸Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层钢丝的组织结构和电化学性质进行了分析与研究.结果表明Zn-0.2Al-Mg-Re合金镀层结构分为三层:外层为单相β-Zn固溶体,中间层为δ相(FeZn7),内层为Γ相(Fe5Zn21).镀层电位在0.5%NaCl溶液中恒电流电解腐蚀曲线和在5%NaCl溶液腐蚀过程中原位测量的电位与时间曲线上都出现了三个台阶,证实了低铝锌基合金镀层为多相层结构,且各相层具有不同的电化学性质.发现镀层在5%NaCl溶液腐蚀中的电极电位由表及里逐渐正移,阳极极化不具备明显的钝化特征,电极反应主要是受阴极的氧还原反应控制,这可能是由镀层的组织和保护膜的稳定性而引起的.     

超声振动下Sr对A380合金组织性能的影响

超声振动作用下,添加质量分数(w(Sr))为0~0.25%的Sr,对A380合金进行变质处理,以研究Sr和超声振动对A380合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:加入Sr与超声振动使A380合金组织显著细化,树枝晶α-Al由粗大变为细小、呈球状,共晶Si相也由粗大针状变为蠕虫状、点状和纤维状;w(Sr)=0.15%时,对组织的细化效果最理想.只添加w(Sr)=0.15%的Sr时,A380合金铸态下抗拉强度(σ_b)、屈服强度(σ_(0.2))、伸长率(EL)和硬度分别为305 MPa,219 MPa,3.78%和106 BHN;w(Sr)=0.15%,且有超声振动作用时,σ_b,σ_(0.2),EL和硬度分别为318 MPa,227MPa,3.99%和108 BHN,此时晶粒尺寸最小,约为42μm,形状因子最大,为0.71.     

超声除藻的参数优化及其在太湖除藻中的应用

设计、制备了一种低频超声除藻装置,通过调节超声频率、功率和辐射时间等不同的参数,得到优化的超声参数组合,并将该技术应用于太湖除藻的现场研究.结果表明:当超声参数组合为频率20 kHz,功率40 W,辐射时间15 s时,具有较好的实验除藻效果.在太湖现场实验中,载有超声除藻装置的实验船在400 m2实验区域作用1 h后,水表层的藻细胞由107个/mL降低到105个/mL,透明度由0 cm上升为35 cm,叶绿素a含量降低为初始浓度的3.3%,水质得到明显改善.这说明超声处理对藻类生长有显著的抑制作用,尤其适于水华发生期间的应急处理.     

Al-2Ti变质处理对Zn-6Al-3Mg合金组织与力学性能的影响

采用扫描电镜、万能电子试验机和HVS-5Z/LCD维氏硬度计观察与测试变质处理Zn-6Al-3Mg合金的凝固组织与力学性能,研究Al-2Ti变质剂加入量和变质温度对合金组织和力学性能的影响。研究结果表明:当变质温度为500℃,Al-2Ti变质剂加入量为0.5%(质量分数)时,Zn-6Al-3Mg合金组织中初晶Al-fcc相呈细小颗粒状,其体积分数最小,初晶MgZn_2相消失,Zn/Al二元和Zn/Al/MgZn_2三元共晶体的体积分数最多;当变质剂加入量为0.5%,变质温度为500℃时,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度和伸长率最高,合金的综合力学性能最好。     

Zr含量对医用Mg-5.5Zn-0.15Ca合金组织和性能的影响

在专用熔剂覆盖和氩气保护下制备Mg-5.5Zn-0.15Ca、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.5Zr、Mg-5.5ZnCa-0.6Zr、Mg5.5Zn-0.15Ca-0.7Zr、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.8Zr镁合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、室温力学测试设备对合金的显微组织与力学性能进行分析,研究Zr元素对热处理前后合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明:Zr能显著地细化Mg-5.5Zn-0.15Ca合金的晶粒,随Zr元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均得到较大提高.     

铸态Zn-Al-Sn-Bi合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀性能

分别制备了Zn-15Al-1Sn-0.1Bi,Zn-15Al-3Sn-0.1Bi,Zn-15Al-5Sn-0.1Bi,Zn-15Al-7Sn-0.1Bi合金试样,研究在锌中加入Al、Sn和Bi元素提高合金综合性能和酸雨环境下的耐腐蚀能力,通过金相显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析,观察合金的微观组织特征及成分,并研究其在模拟酸雨溶液中的浸态腐蚀性能及电化学腐蚀性能,结果表明:Zn-15Al-5Sn-0.1Bi合金具有平均腐蚀速率低,自腐蚀电流密度小,硬度和强度高,耐酸雨腐蚀能力强等特点.     

高强耐磨铝青铜合金在10% H2SO4溶液中腐蚀的研究

利用X射线衍射、扫描电镜及静态浸泡腐蚀实验等方法,研究了高强耐磨铝青铜Cu-14%Al-x。合金在10％H2SO4溶液中的腐蚀行为,研究结果表明,该高强耐磨铝青铜合金在10％H2SO4溶液中具有较强的耐腐蚀性能;合金的腐蚀速率随温度的升高而增大,当温度由20℃上升至80℃时,腐蚀速率由0.0325mm／a增加到0.2608mm/a;腐蚀后试样表面w（Al）明显下降,w（Cu）明显增加,合金发生的腐蚀主要是脱铝腐蚀。     

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.     

Mg-8Zn-4Al-(0～1)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

通过扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及差热分析(DSC)等实验手段,系统地研究了添加微量Sr元素(质量分数0～1%)对铸态Mg-8Zn-4Al(ZA84)镁合金组织中的第二相种类的影响,并阐明了第二相形成与演变的内在机理。实验结果表明:未添加Sr元素的铸态Mg-8Zn-4Al合金组织由Q准晶相和少量Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相组成。添加Sr元素后,合金铸态组织中均存在Al_4Sr和Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相;其中Al_4Sr相随Sr含量增加而增加,Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相随Sr含量增加而减少。在Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相中Sr元素以未固溶和固溶两种形式存在,其中未固溶Sr元素的Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相具有相对较高的Zn原子浓度和较低的Al原子浓度。相关结果将为第二相析出强化型Mg-8Zn-4Al合金的高强化与耐热化设计提供必要的理论支撑。     

矩形截面铜包铝导电排的导电性能及断面形状结构的影响

建立了矩形截面包覆材料交流功率损耗的数值计算模型,分析了铜包铝导电扁排断面形状结构对交流功率损耗的影响. 结果表明:当断面积为S=600 mm2时,功率损耗系数随扁排宽厚比b/a的增大而增加;断面积为S=800 mm2和1 000 mm2时,随宽厚比b/a的增加,功率损耗系数先增大后减小;而当断面积为S=1 200 mm2时,随宽厚比b/a的增大,功率损耗系数减小且减小趋势逐渐变缓. 当扁排厚度为a=10 mm,断面积S为800～1 200 mm2时,交流功率损耗随窄边和宽边的铜层厚度比(δh/δw=0.5～3.0)增加而减小;铜层厚度之比对功率损耗的影响随包覆层面积比(SA=15%～45%)的增加而增大. 在单位长度直流电阻和载流量与铜扁排相等时,选择合适的扁排断面形状结构,铜包铝扁排可较为明显地降低功率损耗.     

退火工艺对Mg-4Zn-1.5RE合金显微组织的影响

介绍了Mg-4Zn-1.5RE合金。实验利用小型轧机对挤压态Mg-4Zn-1.5RE合金进行多道次轧制,研究了轧制后合金板材经不同的退火工艺处理后其显微组织随退火温度和退火时间的变化情况,观察了合金中的第二相的TEM形貌并进行能谱分析。结果表明,该镁合金在常温下可进行多道次轧制,但每两道次之间进行300℃×30 min的退火处理,总变形量可达到60%;轧制后的板材经再次退火后发生再结晶,合金中第二相为含有稀土元素的W相。     

超声波施振参数对Mg-Ca合金除气的影响

采用了超声场来处理Mg-Ca合金熔体,考察了超声波施振参数(超声功率和作用时间)对合金熔体除气效果的影响.结果表明:超声波施振功率和作用时间均对Mg-Ca合金除气效果有较大的影响,当施振功率过小,作用时间过短或过长均不会有良好的除气效果.这种除气效果和超声波的空化效应有关,且只有在空化效应的发展-发达阶段才会有良好的除气效果.在本实验条件下,超声功率150 W,作用时间为120 s除气效果最好,铸锭的密度值达到最大.在除气的同时,也有效地细化了Mg-Ca合金铸锭的凝固组织.     

Inconel718高温合金多层夹芯板结构的LBW/SPF技术

Inconel718高温合金多层夹心板结构具有高强度、高刚度、轻量化结构的特点,已用于低成本、轻质火箭发动机的制造.采用LBW/SPF技术制造了Inconel718合金多层夹芯结构件,并对其超塑成形前后的微观组织进行了分析.试验结果表明:超细晶Inconel718合金板材具有优良的超塑性能,在T=950℃,初始应变速率为1.6×10-4/s的条件下,延伸率达到483.6％.LBW/SPF技术制造出的Inconel718高温合金多层夹芯构件具有外观形状良好、壁厚分布均匀等特点.面板与芯板激光焊接参数为:功率1050W,焊接速度1000mm/min,离焦量-0.80mm,保护气体流量0.6L/min;芯板与芯板激光焊接参数为:功率900W,焊接速度1000mm/min,离焦量-1.00mm,保护气体流量0.6L/min.多层夹芯板结构的超塑成形参数为:成形温度Tf=965℃;成形压力Pf=4.2MPa;成形时间tf=130min.微观组织分析表明超塑成形过程利于焊缝显微组织的改善并且能够提高其力学性能.因此,LBW/SPF技术适用于超细晶Inconel718高温合金多层夹芯结构的制造.