纳米碳强化钛基复合材料界面结构与性能优化研究进展

钛及钛合金材料因其密度低、比强度高、耐腐蚀性能好等优异特性,在航空航天、汽车和军事等领域具有广阔的应用前景。近10年来,以石墨烯为代表的碳纳米材料由于具有超高的力学特性和独特的二维结构,广泛用作钛或钛合金基体的增强体。然而,纳米碳源的团聚现象以及严重的界面反应使纳米碳强化钛基复合材料的力学性能提升有限。随着对纳米碳强化钛基复合材料制备方法和工艺的深入探索,在其界面-组织-性能关系和强化机制等方面取得了一系列研究进展。在纳米碳强化钛基复合材料的制备过程中,必须从各个方面(如工艺特点、适用范围和应用要求等)衡量,选择合适的制备工艺,并通过界面结构设计优化来进一步改善基体组织,提高钛基复合材料力学性能。因此,系统性介绍近年来纳米碳强化钛基复合材料的制备工艺和纳米碳材料的表面改性及其应用,并对纳米碳强化钛基复合材料的界面结构调控和强化机制进行分析讨论,指出现阶段其制备、性能优化等方面存在的问题,并对其未来发展趋势进行展望。以期对以后纳米碳强化钛基复合材料的发展和应用提供一定的指导和借鉴。

阻燃钛合金Ti40的热加工与力学性能研究

研究了 Ti40 ( Ti- 2 5 V- 1 5 Cr- 0 .4Si)阻燃钛合金的热加工与力学性能的关系 ,运用扫描电镜( SEM)及能量散射谱仪 ( EDS)对其热压、室温及高温拉伸、热稳定及蠕变断口进行了形貌观察与微区成分定量分析。结果表明 ,多向大变形加工有利于 Ti40合金组织均匀性及力学性能的提高 ;Ti40合金具有一定的耐热性 ,且在不同试验条件下呈现不同的断裂特征 ;断口上存在的 Fe、C、O、S等杂质元素是导致合金过早断裂的内在原因 。

三维磁感应磁声成像的新算法研究

磁感应磁声成像技术(MAT-MI)作为一种新型无创的电阻抗成像技术,融合了磁感应技术和超声断层扫描技术,提供了高分辨率的成像结果.本研究提出了一种用于MAT-MI计算电导率分布的新型算法,解决电导率重建过程中的奇异值问题,同时又缩短了重建所需时间,并通过计算机仿真构建的三维环状线圈和乳腺模型,验证了算法的稳定性和可靠性.

美国、日本和中国钛工业发展评述

简要叙述了美国、日本和中国近年钛工业的状况和展望,从钛矿资源、海绵钛、钛加工材、钛应用开发、钛合金研究开发等方面比较了各自发展的特点。

中国的稀有金属(英文)

本文简要介绍了中国稀有金属在研究。

BT20合金高温变形行为的研究

为实现BT20合金锻造的数值模拟和合理制定其热成形工艺参数,利用Thermecmastor-Z型热模拟试验机对该材料在热成形条件下的变形抗力进行了研究,考察了变形温度、应变速率及变形程度与变形抗力之间的关系,并利用冶金学方法对其进行了分析.结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈影响着合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.通过真实σ-ε曲线,回归出可综合反映锻造热力参数对材料成形性能影响的本构方程.

近几年新型钛合金的研究进展

主要介绍了进入21世纪以来国内外在新型钛合金研究领域的新发展,按照合金性能、用途、工艺等方法分3个大方面重点阐述了新型钛合金的发展特点,提出了今后各分支领域可能发展的方向。不包括含钛的金属间化合物及钛基复合材料的研发情况。

两相区热处理对TC21钛合金显微结构的影响

采用金相显微镜和扫描电镜等手段,研究了固溶、固溶时效等热处理工艺对TC21钛合金显微组织的影响,确定了两相区热处理得到的显微组织,采用透射电镜、X射线衍射方法研究了TC21钛合金在两相区热处理的相组成。同时探讨了固溶温度、固溶时间、冷却方式以及时效处理对这种合金显微组织和相结构的作用。结果表明:在两相区进行热处理,均得到双态组织;相组成主要是α相、β相,并在TC21合金中发现含有少量金属化合物,如α2-Ti3Al相、B2相、Zr3Al、Si2Mo等;固溶温度影响了初生α相的体积分数和晶粒尺寸;固溶时间达到一定程度后,延长保温时间对显微组织没有明显影响;冷却速度影响β转变基体组织;时效也对β转变基体组织和次生α相有影响。

TC4合金电子束冷床熔炼过程中LDI和HDI的去除

通过添加人工夹杂,研究了TC4合金电子束冷床熔炼(EBCHM)过程中LDI和HDI夹杂的溶解和沉淀去除。结果表明,高温下TiN与基体钛之间存在扩散反应,从而使TiN在一定时间内可溶解于基体钛中,尺寸2.5mm的TiN粒子可在1800℃,5min时间内完全溶解消失。氮化的海绵钛粒子和WC粒子在冷床中有足够的时间溶解上浮/下沉,达到完全去除的目的。EBCHM去除LDI和HDI的精炼机制为溶解和密度差作用。

TiAl基金属间化合物的研究现状与发展趋势

系统地总结了TiAl基金属间化合物结构材料的研究现状、存在的问题以及在航空航天等领域的应用情况。对TiAl基金属间化合物的组织控制与性能研究、冶金熔炼、成形加工等进行了归纳,结合TiAl基金属间化合物材料与应用研究取得的新进展,预测了TiAl基金属间化合物轻质结构材料在今后一段时期的发展趋势。

金属纤维的发展现状和应用前景

介绍了金属纤维的发展现状，基本特性和应用领域，表明金属纤维已从单一产品发展到众多新型材料，这些产品已直接影响到人类的日常生活。展示了我国在金属纤维及其制品方面的研究进展，表明我国在金属纤维及制品研究和开发方面已取得了一定进展，具有相当的竞争优势，实现金属纤维及制品的产业化有着良好的技术基础和现实意义。

耐热镁合金的研究现状与发展方向

介绍了耐热镁合金的研究现状。Cu,Ca,Sc,Sr和稀土元素合金化可以改善镁合金的耐热性能。合金化、挤压和半固态加工等热塑性变形技术能促使镁晶胞中的棱柱面(1010)和棱锥面(1011)参与滑移,提高该类镁合金的力学性能。超塑成型技术是制备高性能耐热镁合金部件的有效途径。

新锆合金在两种不同介质中的耐蚀行为

研究了几种ＺｒＳｎＮｂＦｅＣｒ新锆合金在４００℃，１０．３ＭＰａ及在３６０℃，１８．６ＭＰａ含７×１０－５锂的氢氧化锂水中的耐蚀行为；用ＴＥＭ和ＳＥＭ对合金中的第二相的结构和组分进行了分析。研究结果表明：添加少量Ｎｂ（０．２ｗ％）的该类合金具有最好的综合耐蚀性能；低Ｆｅ／Ｃｒ比的高Ｎｂ（１．０ｗ％）合金耐蚀性能均较差；而高Ｆｅ／Ｃｒ比的高Ｎｂ合金在４００℃蒸汽中具有较好的耐蚀性能，但在氢氧化锂水中则较差。对产生这些差异的原因从第二相结构、组分等角度进行了分析。

新型近β型医用钛合金TLM的加工、组织与性能

介绍了一种新型近β型医用钛合金TLM（Ti-（1．5—4．5）Zr-（0．5～5．5）Sn-（1．5～4．4）Mo-（23．5～26．5）Nb）的加工特性、显微组织和典型力学性能，探讨了板、棒、管典型材料的加工成形性及影响因素、不同热处理工艺与相应显微组织的变化规律，以及合金拉伸应力应变行为、高温拉伸性能、疲劳性能、耐磨性能等典型力学性能。结果表明。TLM合金是一种优良的生物医用材料，特别适合充当外科植入和矫形器械使用（人工关节、牙齿等）。

近β型钛合金Ti-B19时效过程中的相变及显微组织

研究了Ti-B19台金300℃～750℃时效过程中的相变和显微组织演变=结果发现：300℃～350℃时效过程中，在芦基体上首先会形成球状ω相，α相必须借助中间过渡相ω形核．多呈颗粒状；400℃—450℃时效．α相既可通过中间ω相转变．多星颗粒状，也可直接从口相中形桉，多呈针状；500℃～650℃时效，针状α直接从β晶界或晶内析出，500℃以匕时效可发现点状口相“连点成绩”的现象．可能与变形带有关；700℃～750℃时效．平衡α相多呈棒状。700℃时效10min发现块状α相析出。试验温度范围内大多数α相与卢基体满足Burgers位向关系，但在400℃～500℃时效10h左右有不符合Burgers位向关系的2α相出现。

常见金属元素对人体的作用及危害

金属元素与人类生活息息相关,金属的应用推动了人类生活的发展,同时也给人体带来一些副作用。金属元素中有的是人体必需元素,有的则是非必需元素,必需元素在人体内的平衡被打破(缺失、过量),也会对人体健康产生不利影响;而非必需元素,特别是一些重金属元素往往对人体有毒性,甚至会产生致癌作用。综述了铅、汞、镉、铬、铝、铜、镍、锌、铁、钴、钛、钡、锰13种金属对环境和人类健康的影响,介绍了金属元素的来源和人类摄入金属元素的方式。进一步阐述了金属元素的毒性机制,如刺激细胞氧化应激、抑制DNA表达、诱发突变导致癌细胞的产生和增殖等,旨在通过阐明金属元素与人体健康之间的关系,加强人类对金属元素的自我防范意识。

Zr-Sn-Nb-Fe合金中铌的存在方式及其与热处理的关系

用 SEM 的波谱(WD)分析手段,定性研究了合金元素铌在 Zr-Sn-Nb-Fe 合金中的存在方式及其与中间退火工艺的关系。研究结果表明添加的合金元素铌主要存在于 Laves 相中,并且随中间退火温度升高,第二相中铌含量增加。铌在 α-Zr 中的含量随退火温度升高而降低,可降低至小于 1×10-4,这与二元 Zr-Nb 合金中合金元素铌的固溶度随温度升高而增加明显不同。铌和铁、铬共存于锆合金中时,将与铁、铬一起优先形成沉淀相,导致合金元素主要存在于第二相中,并出现其在 α-Zr 中固溶量随退火温度升高而降低的现象;其原因可归结为随退火温度升高铌扩散能力增加,从而导致在第二相中含量增加。

锻造方式对7075铝合金锻件动态再结晶的影响

利用金相(OM)、透射电镜(TEM)对7075铝合金热变形显微组织进行了观察。实验表明:在热锻条件下,7075铝合金完全可以发生动态再结晶并通过动态再结晶产生细小的再结晶晶粒。动态再结晶的方式为不连续动态再结晶,形核机制为亚晶转动、聚合形核;其临界应变值和加工道次有关,道次越多,临界值越低。在相同Z值下,再结晶晶粒尺寸随着应变的增加而减小。弥散的第二相粒子在动态再结晶过程中起了重要作用。