SBF下镁锌钙合金耐蚀性能和耐磨性能研究

面向生物医用镁合金，用Zn、Ca元素微合金化和大挤压比变形工艺制备了Mg-Zn-Ca三元合金，通过金相分析，扫描电镜分析手段对材料的显微组织进行了表征；根据应用场景，在人体模拟体液（SBF）中通过常规电化学测试、微区电化学测试相结合综合评估了该合金的耐蚀性能.同时，通过摩擦磨损测试对材料的滑动磨损性能进行了试验分析.结果表明：通过微合金化和热挤压加工，制备出的合金组织为单相固溶体，合金晶粒尺寸较为均匀，自腐蚀电流密度约为119.33 μA/cm2，腐蚀机制表现为均匀腐蚀.相比于干摩擦，材料本身较好的耐蚀性能协同提高了材料在模拟体液环境下耐磨性能，同时配合模拟体液带来的润滑作用，材料的磨损率得到显著降低.此时，磨损机制以腐蚀磨损为主并伴有轻微的磨粒磨损.     

仿生低阻力医用缝合针设计与刺穿过程的数值模拟

针对医用缝合针缝合过程产生的刺穿阻力会对软组织造成损伤且刺穿阻力越大损伤程度越高的问题，提出了低阻力医用缝合针仿生模型。以鼠李科植物酸枣树（Ziziphus jujube）钩刺为仿生原型设计针尖锥度/半径、针体曲率等，并在针体表面设置竖条纹凹槽，形成仿生低阻力医用缝合针；采用LS-DYNA软件与库伦摩擦模型进行仿生低阻力医用缝合针刺穿皮肤软组织过程的数值模拟。结果显示，竖条纹凹槽针体可使仿刺尖锥度/半径与刺体曲率的低阻力医用缝合针的刺穿阻力降低34.24%~58.48%，仿刺尖锥度/半径的低阻力医用缝合针的刺穿阻力降低30.26%~49.86%；采用数控精细加工技术制备仿生低阻力医用缝合针并进行功效测试，其刺穿带皮猪肉过程的刺穿阻力可降低43.02%。研究结果明确了医用缝合针形貌结构特征对刺穿阻力的影响规律，为低阻力医用缝合针仿生设计提供了理论参考。     

外加电位对X80管线钢模拟海岸土壤腐蚀的影响

为探究双相X80管线钢在沿海土壤模拟溶液环境中的腐蚀机理，采用极化曲线、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和交流阻抗(EIS)法对不同外加电位(-750,-900和-1 050 mV vs.饱和甘汞电极(SCE))下双相X80管线钢的应力腐蚀和电化学腐蚀行为进行研究。结果表明，双相X80管线钢在-1 050 mV电位下对应力腐蚀(SCC)最为敏感。慢应变拉伸呈现为脆性断裂，断口可见铁素体区域圆形或椭圆形的凹坑，这是由于过度阴极反应产生的氢原子扩散进入到钢中在铁素体晶界聚集，氢气析出产生的较高氢压超过材料的强度产生圆形孔洞，在拉伸应力作用下变为椭圆形。在此电位下EIS模拟电阻最小，耐腐蚀性最差。-750 mV的外加电位可起到一定的电化学保护作用，但不足以防止X80管线钢应力腐蚀的发生。-900 mV的外加电位可有效抑制X80管线钢的阳极溶解，SSRT的强度和延展性均高于0 mV电位试样，表现出韧性断裂特征，EIS模拟电阻最高，因此双相X80管线钢在模拟海岸土壤环境下最佳的阴极保护电位约为-900 mV vs. SCE。双相X80管线钢在沿海土壤模拟环境中的应力腐蚀行为的研究可对其在实际使用过...     

过渡族与主族元素对Mn2CoGa能带结构的双调控作用

通过第一性原理计算，研究了Mn和Sn双替位掺杂对Heusler结构Mn2CoGa合金的能带调控作用。结果发现过渡族Mn替换Co元素掺入合金后，对两个自旋方向中的能隙有不同的影响，它能够有效的打开材料中自旋向上能带中的能隙，而对自旋向下能带中的能隙影响较小。主族Sn替换Ga元素掺入后能够极好地调整费米面的位置，并引起材料中原子自旋劈裂的变化。引入Sn元素造成的晶格膨胀则轻微地影响材料中的能隙宽度。通过成分调整，最终在Mn2.25Co0.75Ga0.5Sn0.5
     

非晶AlNiZr合金成分的优化

为了解决铝基非晶合金在形成过程中容易析出α-Al晶体导致玻璃形成能力较低且不易评估的问题,设计了简单易行的玻璃形成能力评估方法,对非晶AlNiZr合金成分进行优化.首先,制备9种不同组分的AlNiZr合金铸锭;然后,在相同制备条件下,用单辊甩带法制备不同组分的合金薄带;最后,采用X射线衍射仪对薄带进行XRD表征,基于X...