X射线荧光光谱法测定锌合金中铜和铝的含量

建立了一种通过X射线荧光光谱法测定锌合金中铜、铝含量的方法,并利用整套锌合金标准样品建立了标准曲线,优化了仪器条件,采用经验系数法对基体效应进行了校正。对参与曲线建立的标准品进行测定,测定值的相对标准偏差为铜0.4%、铝0.04%;对未参与曲线建立的标准品进行7次测定,测定结果的平均值与认定值的差值绝对值铝为0%、铜为0.03%,均小于现行国家标准方法的重复性限。

准光学薄态下自吸收校正的铜锌合金CF-LIBS定量分析研究

免定标(CF)方法是一种面向激光诱导击穿光谱(LIBS)的定量分析方法,可在无定标曲线的情况下直接完成探测元素的含量计算,但传统CF-LIBS的实际定量结果往往与真实值存在一定差距。为了提高CF-LIBS定量分析结果的精度,本文使用三种不同质量比的标准铜锌合金靶进行CF-LIBS定量分析计算,通过“准光学薄态逼近”和“谱线自吸收校正”,成功实现了合金靶中Zn/Cu质量比的准确定量。在具体实施过程中,首先通过调节“激光能量”和“探测延时”逼近元素双线比的理论强度值,以此寻获等离子体的“准光学薄”状态。在此基础上,根据元素谱线计算相应的自吸收系数,依据该系数进行LIBS光谱强度的修正,以此完成LIBS谱线的自吸收校正。两部分工作的有效结合,显著提升了CF-LIBS定量的分析精度,结果显示测算的铜锌元素质量比与实际含量非常吻合,三种标准铜锌合金靶的定量误差均小于3.5%,证明了本文所提出方法的有效性和合理性,未来有望在其他领域获得应用验证。

Ca元素对Zn-1.5Cu-1.2Mg锌合金组织与性能的影响

采用金属型铸造法制备了Zn-1.5Cu-1.2Mg-xCa(x=0、0.1、0.25和0.5,mass%)锌合金,研究了Ca元素添加量对其微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:未添加Ca时,合金的初生相为η-Zn,强化相为Mg2Zn11。随着Ca添加量的增加,合金组织中的Mg2Zn11相和Ca的化合物增加,粗大的枝晶细化,并出现了新相。随着Ca添加量的增加,合金的显微硬度增加,而拉伸强度呈先下降后升高的趋势。添加0.5 mass%Ca时,合金的硬度达到最大,为203 HV,未添加Ca时,合金的拉伸强度达到最大,为199 MPa。当Ca添加量达0.1 mass%时,合金的耐腐蚀性能最佳,腐蚀速率为92.1μm/y。

铜-锌合金电沉积及脱合金化法制备多孔铜箔

[目的]纳米多孔铜由于其开放的多孔结构、较高的比表面积、较低的密度等独特的理化性能,在储能、催化剂、传感器等领域有巨大的应用潜力。为了解决金属锂作为锂离子电池负极材料时存在的锂枝晶及安全问题,采用脱合金化法制备多孔铜箔成为近年来的研究热点。[方法]先以钛板为基体电沉积铜箔基底,接着电沉积Cu-Zn合金,再脱合金化处理得到多孔铜箔。重点研究了工艺参数对Cu-Zn合金镀层形貌、结构和性能的影响。[结果]Cu-Zn合金电沉积的较优工艺条件为:电流密度1.0 A/dm^(2),温度40℃,时间20 min。该条件下所得Cu-Zn合金镀层表面平整、结构均匀、形成单一合金相,经脱合金化处理后Zn元素的去除率为70.6%。[结论]采用电沉积+脱合金化的方法有望制得孔径均匀的多孔铜箔,但会产生裂纹,有待进一步研究和改善。

钯锌合金纳米酶对炎症软骨细胞模型的影响

目的:探讨钯锌合金(PdZn/C)纳米酶对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的炎症软骨细胞模型的抗炎作用。方法:合成PdZn/C纳米酶并对其进行表征。检测PdZn/C纳米酶模拟超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的能力。体外通过CCK-8法检测PdZn/C纳米酶与软骨细胞的生物相容性。将过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的炎症软骨细胞与PdZn/C纳米酶共培养,通过活性氧(ROS)荧光探针评估炎症软骨细胞的ROS水平,免疫荧光实验检测炎症软骨细胞中白细胞介素(IL)-1β与肿瘤坏死因子(TNF)-α蛋白水平表达。结果:透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位证实PdZn/C纳米酶合成成功。CCK-8实验结果证实PdZn/C纳米酶有着良好的生物相容性。PdZn/C纳米酶可较好地模拟SOD和CAT活性。PdZn/C纳米酶能够降低H_(2)O_(2)诱导的炎症软骨细胞模型中的ROS水平及IL-1β和TNF-α蛋白表达水平。结论:PdZn/C纳米酶有着良好的生物相容性,可减轻软骨细胞的炎症反应,是一种有着良好前景的抗炎纳米材料。

316L网络结构增强ZA8锌合金复合材料的切屑形貌研究

为了探究网络结构增强复合材料的切屑形貌以明确其切削加工机理,对316L网络结构增强ZA8锌合金复合材料和ZA8锌合金进行了切削试验及切削模拟仿真,分析了两者切屑形貌的异同,并着重探讨了复合材料在不同切削三要素下和不同增强体孔径下的切屑形貌变化。结果表明:复合材料的切屑长度和结构完整性显著低于ZA8,试验结果与模拟仿真结果类似,同时随着切削速度和背吃刀量增大,复合材料切屑更容易出现条纹状碎裂和崩碎现象,进给速度对材料的影响则相反。此外,复合材料增强体孔径越小,切屑长度越短,碎裂缺陷越多。

可降解锌合金骨植入材料的研究进展

由于创伤、感染和骨肿瘤切除以及先天性疾病等因素导致的骨缺损患者逐年增多,部分骨质丧失造成的骨不连、骨萎缩甚至畸形等并发症,是临床常见且较难治疗的疾病之一。目前对大段骨缺损的治疗主要是应用来源有限的自体骨或异体骨,以及应用不锈钢、钛合金等骨替代材料进行移植,以填充骨缺损并促进其修复和重建,虽然金属填充材料的力学性能较好,但在人体内不能降解,长时间滞留体内所产生的金属离子对周围组织造成一定的损害,因为其弹性模量远大于人骨骼的弹性模量,所以会产生应力遮挡效应等问题。

退火温度对轧制铜铝锌合金力学性能的影响

以铜铝锌合金为研究对象,通过轧制和短时间退火工艺相结合的处理方法,调控铜铝锌合金的微观组织,解决了轧制变形后铜铝锌合金强度较高、延展性较差的问题,达到协同提升综合力学性能的目的。通过金相检验、拉伸测试、包申格效应测试及数字图像相关性分析(DIC)试验,综合分析了轧制铜铝锌合金退火后的微观组织与力学性能。研究结果表明:对铜铝锌合金进行不同温度轧制处理,发现室温轧制后进行325℃×20min退火处理获得的样品,表现出优异的强度-延展性的匹配关系,抗拉强度达到581MPa、伸长率达到20.5%。

挤压镁-镓-锌合金微观组织与力学性能

镁-镓(Mg-Ga)合金是一种新型的可时效硬化型合金。在Mg-Ga合金的基础上添加少量锌(Zn),通过熔炼和热挤压,综合采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、室温拉伸等表征测试手段,研究了挤压Mg-Ga-Zn合金的微观组织及力学性能。研究发现,挤压后Mg-7.6Ga wt.%和Mg-7.6Ga-1.7Zn wt.%合金具有完全再结晶组织,晶粒大小分别为51μm和38μm,表明添加Zn元素可以显著细化晶粒。通过电子背散射衍射表征,挤压态Mg-7.6Ga和Mg-7.6Ga-1.7Zn合金具有强基面织构,即[0001]α垂直于挤压方向。时效后,两种合金的硬度都明显上升。通过扫描透射电子显微分析表征,在两种合金的基体中可观察到棒状析出相,并且添加Zn可明显地增加析出相数密度。室温拉伸测试表明,挤压态Mg-7.6Ga合金的屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率分别为118 MPa,225 MPa和25%;添加Zn后,Mg-7.6Ga-1.7Zn合金的力学性能明显提升,屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率分别为131 MPa、250 MPa和22%。

超声处理对ZA30锌合金凝固组织和性能的影响

锌合金作为耐磨材料主要用于铸造轴套、轴瓦等工件,为提高其性能在生产过程中添加合金元素,既造成资源消耗,又增加了能源浪费。文中对含有合金元素Al、Cu和Co的ZA30锌合金高温液态熔体进行超声处理后,采用金相显微镜观察合金的凝固组织,随后测试合金的力学性能和摩擦特性,以此研究超声作用对ZA30锌合金组织和性能的影响。研究结果表明:超声作用改变了ZA30锌合金的凝固组织和力学性能。ZA30锌合金经超声作用前后,其初生的α相由粗大树枝晶组织转变为等轴晶,晶粒细小且分布均匀;其凝固组织的抗拉强度由384.08 MPa增加到410.94 MPa,硬度值由184.00 HB增加到194.66 HB,而伸长率变化不大;其凝固组织的平均摩擦系数变化不大,由0.0343变为0.0315,磨损量由0.10 g降到0.07 g,降低了30%,可以看出超声处理细化了ZA30锌合金的凝固组织,提高了其抗拉强度和硬度,降低了磨损量。

锅炉水处理用铜锌合金的性能测试研究

锅炉中产生水垢会严重影响锅炉的运行效果,本文针对该问题,对锅炉水处理用铜锌合金的性能测试进行了研究。先准备测试所需的设备,然后明确合金冶炼工艺与样件的化学组成,再对合金力学性能与阻垢性能进行了测试,最后结合测试结果,对锅炉水处理用铜锌合金力学性能和锅炉水处理用铜锌合金阻垢性能进行了分析。研究结果表明,铜锌合金具有良好的阻垢性能,经铜锌合金处理后,可有效降低甚至避免锅炉中水垢的产生,确保锅炉运行效果能够达到预期要求。

固溶处理后的时效工艺对连续铸-挤ZA27锌合金显微组织和力学性能的影响

对连续铸-挤的ZA27锌合金进行了350℃保温48 h固溶处理随后150℃时效不同时间。检测了经过和未经过热处理的合金的硬度、力学性能和显微组织。结果表明:随着固溶处理后时效时间的延长,连续铸-挤的ZA27锌合金的硬度先升高后降低;未经热处理的ZA27合金的抗拉强度为218 MPa,而固溶处理随后150℃时效30 min的合金为422 MPa;连续铸-挤的ZA27合金组织由富铝相和富锌相组成,经固溶处理和150℃时效30 min后富铝相和富锌相更细小。

波形梁钢护栏纳米锌合金防腐涂层评测研究

热镀锌因其优秀的抗腐蚀性能、广泛的环境适应性和良好的经济性被广泛用于交通工程钢构件的防腐蚀处理,但该技术存在高能耗、高污染、镀件尺寸受限、工人劳动环境差等缺点。本研究采用理论分析、试验室测试及工程现场评测相结合的方法,对新型纳米锌合金防腐涂层材料的防腐性能进行评估、测试,并在外观质量、与金属基体附着性、耐盐雾性能方面与传统热镀锌涂层进行比较,结果表明:新型纳米锌合金涂层外观质量良好、成膜致密、涂层厚度均匀,具有优秀的抗腐蚀能力,在国家“双碳”政策背景下,有望成为替代热镀锌涂层最具潜力的新型防腐处理技术。

团体标准《压铸锌合金》入选2023年团体标准应用示范项目

日前,工业和信息化部发布《关于公布2023年团体标准应用示范项目的通告》,发布了遴选出的109项2023年团体标准应用示范项目。其中,中国铸造协会发布的团体标准《压铸锌合金》入选。

剧烈塑性变形铜锌合金的纳米压痕性能研究

采用室温扭转试验对Cu-Zn合金进行剧烈塑性变形,并利用纳米压痕技术对扭转不同圈数的Cu-Zn合金热处理后的力学性能开展研究。基于Oliver-Pharr模型和量纲分析获得Cu-Zn合金在不同扭转圈数下的杨氏模量、硬度、屈服应力与应变硬化指数。结果表明,随着扭转圈数增加,Cu-Zn合金平均晶粒尺寸逐渐减小;在相同的扭转圈数下,轴向平均晶粒尺寸小于径向晶粒尺寸。合金的显微硬度和杨氏模量随载荷的增加而减小。基于量纲分析获得的合金平均屈服强度为0.099 GPa,平均应变硬化指数为0.26,与试验测试结果基本符合。

熔体急冷和铸型温度对ZZnAl4Y锌合金组织均匀性和力学性能的影响

分别采用熔体急冷和常规熔铸工艺在不同金属铸型温度(25,200,250,300,350℃)下制备ZZnAl4Y压铸锌合金,研究了熔体急冷和铸型温度对合金显微组织均匀性和力学性能的影响。结果表明:随着铸型温度的升高,不同熔铸工艺下ZZnAl4Y锌合金中初生η相的圆整度均先增大后减小,组织均匀性先变好后变差,且熔体急冷熔铸工艺下的圆整度更大,组织均匀性更好。当铸型温度为300℃时,熔体急冷熔铸锌合金的初生η相的圆整度最好,组织均匀性最佳。与常规熔铸工艺下室温金属铸型凝固锌合金相比,熔体急冷熔铸工艺下300℃金属铸型凝固锌合金的抗拉强度、断后伸长率和冲击吸收功分别提高了33.9%,320%,21.7%,断裂类型为韧性断裂。

铜锌合金表面CeO_(2)颗粒掺杂微弧氧化复合膜层的制备及性能分析

目的提高铜锌合金的耐蚀性,对黄铜表面进行颗粒掺杂微弧氧化(MAO),研究纳米颗粒CeO_(2)对复合膜层性能的影响。方法以Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O、NaOH的混合溶液作为电解液,对铜锌合金进行微弧氧化,以膜层厚度和自腐蚀电流密度为评价指标,对氧化时间、正向电压、反向电压、占空比进行正交试验和极差分析,得到最佳微弧氧化电参数。将CeO_(2)添加到混合电解液中,以制备颗粒掺杂微弧氧化复合膜层。通过SEM、EDS、XRD、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试等手段,研究CeO_(2)纳米颗粒对膜层表面、横截面的微观形貌和成分组成及膜层表面的物相结构和耐蚀性能的影响。结果以自腐蚀电流密度为主要评价指标,兼顾膜层厚度,通过正交试验和极差分析,得到了铜锌合金微弧氧化最佳电参数组合,氧化时间为80 min,占空比为20%,正向电压为550 V,反向电压为5 V。未添加CeO_(2)的黄铜试件,微弧氧化膜层表面存在粗糙多孔的结构;掺杂纳米颗粒CeO_(2)后,复合膜层表面变得更为平整,表面粗糙度Ra值从3.883μm降至3.331μm,孔隙率也由颗粒掺杂前的35.11%降至32.98%。随着CeO_(2)颗粒的掺杂,膜层表面的C、O、Si、Ce元素增加,Cu、Zn元素下降,膜层表面的物相主要由CuO、ZnO、CeO_(2)和SiO_(2)组成。纳米颗粒CeO_(2)掺杂前后,膜层均与黄铜基体结合紧密,无明显裂缝。沿着膜层表面向基体方向,Cu和Zn元素含量短暂上升后保持平稳,而O和Si元素含量变化情况为先增加、后减小至消失。颗粒掺杂前,MAO膜层的自腐蚀电流密度J_(corr)为8.095×10^(-4)A/cm^(2),掺杂纳米颗粒CeO_(2)后,J_(corr)为7.402×10^(-5)A/cm^(2)。两者与黄铜基体的J_(corr)(1.236×10^(-2)A/cm^(2))相比,分别下降了2、3个数量级。结论对铜锌合金进行微弧氧化可以在合金表面制得多孔且有良好耐蚀性的陶瓷膜层。纳米颗粒CeO_(2)的掺杂,能够有效改善铜锌合金微弧氧化膜层的多孔结构,降低孔隙率,阻碍外界腐蚀离子的侵入,增强膜层的耐腐蚀性能。

可降解镁锌合金支架材料加工改性方法的研究进展

药物洗脱支架是冠心病支架治疗中的首选材料,但其永久存留在体内易损害内皮细胞,还有可能发生支架内血栓形成、支架内再狭窄等严重问题,而且现在冠心病发展越来越年轻化,导致药物洗脱支架在临床工作中的应用越来越受到限制。近年来,生物可降解材料逐渐被开发和探索,作为心脏支架材料的新生力量,被国内外多个研究机构看好。主要介绍了可降解镁锌合金材料。首先介绍了镁、锌元素的良好的生物相容性,它们是人体内含量丰富的元素,在体内多种生命活动中都发挥重要作用,缺乏镁、锌元素会增加人体患心血管等疾病的风险,镁锌元素组合还有助于改善各自不适宜的性能,使其更接近临床对可降解材料的需求。然而,镁锌合金支架降解产物局部浓度过高、支架的力学性能和降解速率可控机制等仍需要进一步提高。针对这些问题,重点讨论了近些年来常用于改善合金材料性能的加工改性方法,常用于改进镁锌合金材料的技术包括添加元素、表面改性、热处理、塑性加工、快速凝固、多种技术相结合等方法。介绍了这些方法的原理、效果、优点以及作为可降解血管支架改性方法的局限性,最后对生物可降解镁锌合金支架进行了展望。

H62铜锌合金在H_(2)SO_(4)腐蚀液中去合金化的过程

以H62黄铜合金带材为原料,通过自由化学腐蚀去合金化法制备具有三维连续孔隙的纳米多孔铜材料。首先将样品进行抛光预处理,然后在60℃的0.5 mol·L^(-1)H_(2)SO_(4)溶液中进行不同时间的自由去合金化处理,研究不同反应时间对合金的去合金化程度、韧带尺寸和相组成的影响。使用扫描电镜、X射线衍射仪、光学显微镜和电化学工作站等表征合金的表面微观形貌、物相组成、显微组织和腐蚀极化曲线。结果表明:随着反应时间的延长,多孔铜的韧带尺寸逐渐变粗,由15 min时的150 nm粗化至60 min时的240 nm,孔隙率逐渐降低;在基体合金中出现纯铜相,合金基体中发生锌的脱出和铜原子的扩散并形成纳米多孔结构;统计韧带尺寸并拟合计算得到韧带粗化系数n为2.325,平均扩散系数Ds为3.117×10^(-15)m^(2)·s^(-1),与相关文献相比具有更快的扩散系数。

ZA6-1锌合金骨植入体表面沉积抗菌及耐腐蚀型生物活性涂层

通过在商用ZA6-1锌合金表面沉积负载十二烷基硫酸钠(SDS)和乙酰丙酸(LA)的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)赋予其抗菌性能。首先,在ZA6-1锌合金表面聚合化沉积APTES接枝层,获得氨基官能团;随后,利用氨基官能团与羧基官能团的正负电荷吸引作用使与SDS/LA混合的PLGA负载于基体表面。所制备的PLGA−SDS/LA涂层具有良好的耐腐蚀能力,其腐蚀速率低至0.005 mm/a,并且可通过改变涂层厚度对其进行调控。该涂层除具有良好的成骨细胞相容性外,还具有优良的抗菌性能,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到98.9%和99.8%。