退火对钛合金钽涂层力学及生物性能的影响

目的 针对钛合金(TC4)在骨植入、骨替换方面因受体液腐蚀及骨骼之间的相互摩擦使改性涂层容易遭受破坏导致有毒金属离子的释放,通过退火提高TC4表面钽涂层的力学性能和生物相容性能。方法 采用磁控溅射技术在TC4基体上沉积钽涂层,并在不同的热处理温度650、750、850℃下退火5 h,使用扫描电子显微镜、能谱仪、XRD、划痕仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站和生物毒性实验对Ta涂层的组织形貌、力学性能及生物性能进行测试与表征。结果 所制备的Ta涂层组织较致密,在一定的退火温度下,组织结构变得更加致密。在退火温度650℃时的硬度值(16.68 GPa)和弹性模量值(208.90 GPa)最高,这是由于产生较强的β-Ta峰,使硬度值显著提高。经750℃退火后,涂层具有最大的结合强度(20.82N),优异的耐腐蚀性,摩擦曲线波动最小、最平稳且平均摩擦系数值(COF)最小。这是由于涂层与基体之间的元素相互扩散,降低了界面应力,促进了结合强度的提高。这有利于提高涂层的致密度,可降低涂层表面的微孔缺陷,阻碍腐蚀溶液通过涂层的路径作用,从而提高基体的耐腐蚀性。同时有效避免了涂层大面积脱落,减少了摩擦表面积,也提高了涂层的摩擦性能。在750℃和850℃退火温度下钽涂层的KRGR>80%,表现出良好的生物相容性。结论 经退火后的钽涂层组织更加致密,结合强度更高,耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性更好。

冷轧变形对CuNiCoSi合金组织和性能的影响

为通过形变热处理进一步提高CuNiCoSi合金的力学性能,对去应力热处理后1.0 mm厚的Cu-1.6Ni-1.2Co-0.6Si(质量比)合金带材分别进行了不同变形量的冷轧、固溶、时效和进一步冷轧,研究了固溶前和时效后冷轧对合金组织和性能的影响。结果显示:固溶前的冷轧变形量越大,固溶后晶粒组织越细,且这种晶粒组织可在时效后、时效+轻度冷轧后保留,从而提高合金强度,但韧化效果不明显。时效后冷轧可进一步提高CuNiCoSi带材的强度,对电导率影响不大,但塑性明显降低。通过冷轧-短时固溶-时效-冷变形组合处理,预期可获得屈服强度≥850 MPa、电导率≥40%IACS(国际退火铜标准)的CuNiCoSi合金带材。

铝熔体泡沫化过程体积变化与胞状组织的演变

采用实时测量铝熔体发泡过程中体积变化的方法 ,对不同发泡时期形成的泡沫铝样品孔的结构分布进行了分析 ,研究了铝熔体泡沫化过程中熔体体积变化的规律以及胞状组织演变 .

铝熔体泡沫化过程中孔结构的控制

在大量试验研究的基础上，探索了在铝熔体泡沫化过程中控制泡沫铝孔径、孔隙率等结构参数的工艺方法，研究了发泡剂加入量、搅拌及保温时间等对孔结构的影响。

铝熔体泡沫形成过程中粘度对孔结构影响

采用简便有效的测量搅拌电机功率的方法控制铝熔体泡沫化过程的粘度.研究了粘度、温度与孔结构的关系.随熔体表观粘度提高泡沫孔径变小.合适的表观粘度有利于提高泡沫孔径分布的均匀性、获得高的孔隙率.泡沫孔径随温度提高而增大．

钕铁硼永磁材料表面防护技术:特点·应用·问题

烧结钕铁硼(NdFeB)磁体耐蚀性差,须对其表面进行防护处理。国内钕铁硼表面防护技术面临的问题主要有:工业规模生产质量的一致性和稳定性差,新镀层、新镀种的研发速度无法跟上稀土磁体应用技术的发展,原材料上涨,镀层环保要求,污染治理,等。对现有技术进行改进优化,同时根据应用的需求开展新镀种的研发具有重要意义。对钕铁硼磁体表面防护技术的现状和问题作了一定程度的分析,在此基础上提出研究开发所应关注的问题。

用低频内耗研究Cu-Al-Be合金的相变过程

通过测量Ｃｕ－Ａｌ－Ｂｅ合金在相变范围内的低频内耗，研究了在变温和等温条件下样品内耗与频率、温度变化率等关系．在低于逆马氏体相变温度范围内，实验观测到一内耗峰，可能和相变前亚结构的变化有关．

NdFeB永磁材料腐蚀与防护研究进展

NdFeB永磁材料的应用范围不断拓广,对表面防护技术提出更多新要求。介绍了NdFeB永磁材料腐蚀过程以及NdFeB磁体因表面处理过程产生损伤的机理的最新研究进展,同时也介绍了我们在复合电镀、复合化学镀、磷化、物理气相沉积铝镀等技术研究及产业化方面的进展。

Cu-Al-Be合金逆马氏体相变过程中内耗的等温变化研究

本文研究了Cu-Al-Be合金等温逆马氏体相变过程中内耗的变化规律。研究发现,在相变温区,样品内耗值随等温时间的延长而有规律地下降。我们认为,这一现象是由于晶体内部缺陷运动引起的。在等温过程中,点缺陷向界面偏聚,逐渐限制界面移动,引起内耗的下降。

氮分压对钕铁硼表面直流磁控溅射沉积AlN/Al防护涂层结构和性能的影响

采用直流磁控溅射在钕铁硼表面沉积AlN/Al双层防护薄膜来提高磁体的耐腐蚀性能。先在基体表面沉积纯Al薄膜,然后沉积外层AlN薄膜。沉积AlN薄膜时,改变氮气分压,研究氮分压对薄膜结构和耐腐蚀性能的影响。结果显示,AlN纳米颗粒形成于内层Al结晶体表面。氮氩分压比为1:1时,钕铁硼表面形成了更致密的AlN/Al薄膜。膜基界面存在元素的互扩散和冶金结合。氮氩分压为1:1的AlN/Al防护薄膜具有最好的耐腐蚀性能。

柠檬酸钠含量和pH对锌合金表面镀镍的影响

采用柠檬酸钠作为镍配位剂,在ZAT10锌合金表面电沉积镍,利用扫描电镜、阴极极化等方法分析了镀层表面形貌和孔隙状况,研究了柠檬酸钠含量和镀液pH对镀镍层形貌的影响。结果表明,在柠檬酸钠含量为70～180g/L、镀液pH为4.7～7.0的条件下,所得镀镍层平整致密,无条纹、孔隙和裂纹产生。

变形锌合金在柠檬酸盐镀镍液中的腐蚀行为

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了变形锌合金在柠檬酸盐电镀镍溶液中的腐蚀行为,通过场发射扫描电镜(SEM–EDS)表征了腐蚀表面形貌和成分。结果表明,锌合金在镀液中呈活性溶解状态,柠檬酸钠对锌合金有缓蚀作用;提高镀液温度不仅加剧锌合金腐蚀,还会加快镍置换反应发生。

pH和柠檬酸钠含量对变形锌合金镀镍层质量的影响

固定其它工艺参数,改变镀液pH值和柠檬酸钠含量对ZAT10变形锌合金进行电镀镍,通过金相显微镜、场发射扫描电镜(SEM-EDS)和超景深三维显微镜记录镀镍层的形貌,以镀液稳定性、镀层表观合格性和出现裂纹与否为依据,对整个实验区进行划分,获得了关于镀液pH值-镀液柠檬酸钠含量与镀液稳定性和镀层性能的关系示意图,并结合EDS分析镀层成分和涂膏法、热震试验分析镀层性能的结果,最终确定了示意图上镀液稳定、镀层质量好的区域。

Ni_(47)Ti_(43)Hf_(10)高温形状记忆合金的相变内耗

用内耗（Ｑ－１）、电阻法研究了 Ｎｉ４７Ｔｉ４３Ｈｆ１０高温形状记忆合金的相变．结果表明：该合金在相变温区内出现的两个内耗峰是由于合金经历了马氏体相变、孪晶粗化这两个过程形成的．报道了热循环使这二个内耗峰的变化规律，提出了变化的机理。

高性能医用钴基合金强化机理的研究进展

MP35N合金是一种高性能医用钴基合金,具有优良力学性能、耐腐蚀和良好的生物相容性等优点,在医疗器械和航天航空具有广阔的应用前景。综述MP35N合金的力学性能和两种强化工艺冷变形和时效处理对其性能的影响,将MP35N合金强化机理分为4类并加以详细阐述,描述不同强化机理的发展历程和现状。分析MP35N合金不同强化机理的优缺点和未来关于MP35N合金的研究思路。

高强高导铜铬锆合金的最新研究进展

随着社会发展,对在电机制造、交通运输、电力、电子等领域应用的铜合金的导电性和强度提出了更高要求,铜铬锆合金是满足这些要求的理想材料之一。针对近年来铜铬锆合金的研究热点,综述了铜铬锆合金合金化设计以及加工工艺方面的研究进展,详细总结了目前对铜铬锆合金研究最多的几种加工工艺及其对合金组织和性能的影响,并在此基础上对高强高导铜铬锆合金的热点研究方向进行了分析和展望。

Pt缓冲层厚度对FePt薄膜合金相转变和磁性能的影响

利用磁控溅射法制备了具有Pt缓冲层的[FePt]50多层膜。通过X射线衍射(XRD)分析和磁性测量研究了不同缓冲层厚度对样品微结构演变和磁性能的影响。结果表明,随着Pt缓冲层厚度(t≤8.6nm)的增加,薄膜合金的有序化温度明显降低,晶粒尺寸逐渐减小;FePt薄膜样品点阵常数c/a的比值逐渐减小,有序度参数S逐渐增大;同时样品的矫顽力也随着缓冲层厚度的增加而增大,在425℃退火的样品,其矫顽力由缓冲层厚度t=0时的398kA/m增加到t=8.6nm时的523kA/m(接近无缓冲层样品在500℃退火的值),平均变化率为14.53kA·m-1/nm,有效地降低了样品的退火温度;与此同时,剩磁比逐渐减小,从0.68减少到0.56。

NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al层的组织结构及耐蚀性能

NdFeB磁体表面电沉积铝可提高其耐蚀性,但无法在水溶液中进行。为此,在BMIC(1-丁基-3-甲基氯化咪唑)-AlCl3型离子液体中添加甲苯添加剂对NdFeB磁体恒流电沉积Al层。探讨了甲苯含量对电沉积Al层显微形貌及表面粗糙度的影响,研究了最佳甲苯含量离子液体电沉积Al层的耐蚀性。结果表明:在BMIC-AlCl3离子液体中添加20%甲苯,Al沉积层致密、平整,结合良好,甲苯的加入使Al沉积层的晶粒取向产生了变化,细化了晶粒,整平了沉积层;相对于纯离子液体电沉积Al层,添加20%甲苯所得Al沉积层的耐蚀性明显提高。

Zn-22Al合金ECAP变形行为及对显微组织的影响

研究了挤压速率和温度对Zn-22wt%Al合金等通道挤压(ECAP)可加工性的影响及合金ECAP 1道次挤压变形行为和组织演变规律。实验结果表明,在合金ECAP挤压过程中,随加工温度下降和挤压速率提高形成锯齿形裂纹断口;随着温度的升高,合金由断裂向均匀流变转变,晶粒细化区域增大;合金在较低和较高速率下ECAP最佳挤压温度分别为75℃和125℃。有限元模拟结果表明,经1道次挤压变形后,合金应力应变分布不均匀,形成应力应变梯度,这与实验结果吻合。

TiAlN/SiO_2太阳能选择性吸收薄膜的制备与研究

采用直流磁控溅射法在铜基底上制备了TiAlN/SiO2选择性吸收薄膜。通过调整制备过程中的工艺参数,得到优化后的组合薄膜(铜基底),其吸收率可达0.92、发射率为0.06。在此组合膜系中,TiAlN为吸收层,SiO2为减反层。对基底为铜片的样品在550℃退火2h,其性质保持稳定,表明TiAlN/SiO2组合薄膜在高温太阳能选择性吸收领域具有一定的应用前景。