稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展

综述了国内外对稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展,分析了四类元素稀有难熔金属、稀土、稀贵金属和稀散金属对硬质合金微观组织与性能的影响,并展望了稀有金属元素在硬质合金中的应用前景。

耐磨球阀密封副寿命可靠性分析

密封副是影响耐磨球阀稳定运行关键组件之一,在温度和压力耦合载荷作用下产生的应力易造成密封失效或启闭扭矩过大等问题。当密封副材料在低于其屈服强度的循环应力下长期工作时,容易发生疲劳断裂现象,影响阀门正常使用。长期运行时,交变载荷产生的疲劳断裂,易降低密封副寿命,阀门使用周期变短。以四川苏克流体控制设备股份有限公司生产的耐磨球阀为载体,借助软件SolidWorks计算得到密封副的最小应力值为6.678 MPa,满足密封要求;以计算应力值为交变载荷,选取适合的疲劳曲线,得到密封副最小生命周期为134069次循环,满足阀门服役寿命1×105次循环要求。

SiC添加量对WC-Co硬质合金微观结构和性能的影响

SiC作为陶瓷复合材料增韧相能够大大提高陶瓷复合材料的机械性能,使得SiC在陶瓷刀具的应用得到了充分的研究与长足的发展。为了研究纳米SiC添加量对WC-Co合金微观结构、力学性能和切削加工性能的影响,本研究根据控制变量法,设置SiC添加量为0%、0.5%、1.0%、1.5%和2%(质量分数,下同)5个试验组,通过粉末烧结将其烧结成块并进行SEM测试以及机械性能测试,再将5个试验组的粉末制成同一型号的刀具进行切削试验。结果表明,SiC对合金中WC硬质相晶粒生长具有一定的抑制效果,但过量的SiC易导致硬质合金中Co池的出现。当SiC添加量为1.0%时,硬质合金的硬度和断裂韧性均达到最高值,分别为92.1HRA、1576HV30和10.2MPa·m^(1/2)。使用含SiC硬质合金刀具对GH4169高温合金进行切削试验,结果表明,当SiC添加量为1.0%时,后刀面磨损量最小,约为0.16mm,当SiC添加量为2.0%时,后刀面磨损加大,为0.37mm。

青年肝癌患者术前中性粒细胞与淋巴细胞比值与预后的相关性

背景与目的:中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)作为炎症反应评价指标,已被认为是肝癌的预后因素。本研究探讨接受根治性手术的青年肝癌患者术前NLR与预后的相关性。方法:回顾性分析91例2000-2005年间诊断为原发性肝细胞肝癌,年龄小于35周岁,并接受根治性切除术的患者临床资料,根据患者术前外周静脉血NLR大小分为低NLR组(NLR≤2)和高NLR组(NLR>2),分析两组患者NLR与各自的无瘤生存时间、总生存时间之间的关系。结果:低NLR组患者1年、3年无瘤生存率为85.3%和80.0%,总生存率为92.9%和85.6%;高NLR组患者1年、3年无瘤生存率为69.1%和43.5%,总生存率为89.8%和57.1%,组间差异有统计学意义(P<0.01)。Cox回归模型提示术前NLR>2和肿瘤大小是青年肝癌患者无瘤生存和总生存的危险因素。结论:NLR>2是达到Ⅲ级根治切除标准青年肝癌患者的预后危险因素。

非均匀结构硬质合金制备及无损检测综合实验

制备了不同碳平衡程度和ɑ相晶粒度的非均匀结构硬质合金,通过分析相对饱和磁化强度-碳饱和度,以及矫顽磁力与ɑ相晶粒度之间的关系,实现了基于磁学性能指标的硬质合金化学成分与微观组织的无损检测。实验将材料设计、粉末冶金技术和材料表征等方面的知识相贯穿,有利于培养学生创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。

基于CDIO模式的复合材料实验教学方法

针对复合材料实验教学中存在的不足,提出基于CDIO模式的实验教学方法。构建了具有工程性、先进性、课程性、综合性的项目库,学生通过构思、设计、实施、运行等环节完成项目。以电子封装用高热导率导热环氧树脂复合材料设计与制造的项目为例,介绍了添加金属、陶瓷和碳系材料颗粒进行填充的思路,填料成分与粒度设计,环氧树脂复合材料制备与检测,导热复合材料封装应用等实验环节。基于CDIO的项目实现过程可提高学生的工程实践能力和创新思维,为工科实验教学改革提供了参考。

WC-Ni硬质合金的研究与应用

作为传统硬质合金主要粘结剂的Co资源稀缺且价格昂贵,因此寻找Co的代用品具有重要意义。本文综述了以Ni代Co的WCNi系硬质合金的研究现状,包括其发展变革、制备方法、性能特点和应用领域,并指出了目前存在的问题。

难熔过渡金属碳化物晶格缺陷演化研究型实验

设计了关于WC粉体晶格缺陷演化的研究型实验,对XRD衍射数据进行分析,利用Nelson-Riley外推法和Williamson-Hall方法对经过不同时间球磨处理的微米级WC粉体的晶格畸变、亚晶尺寸、晶格应变等晶格缺陷进行了研究。设计的研究型实验将粉末冶金技术、晶体学、材料表征、数值分析等方面的知识贯穿起来,可培养材料工程类专业本科生创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。

TUBB3在体外化疗药物敏感试验肝细胞癌标本中的表达及意义

目的探讨体外药敏试验在肝细胞癌(HCC)个体化化疗的应用以及TUBB3在HCC中的表达及意义。方法应用组织培养药敏试验检测100例手术切除HCC组织的化疗药物敏感性,并通过免疫组化法检测100例HCC组织、配对癌旁组织和10例正常肝组织中TUBB3的表达。结果 HCC组织对化疗药物敏感率由高到低为紫杉醇、伊立替康、丝裂霉素、亚砷酸、卡铂、氟脲苷、表柔比星、奥沙利铂和吉西他滨;TUBB3在HCC组织中的表达水平明显高于癌旁组织和正常肝组织,在肿瘤直径>6 cm(P=0.025)、多发肿瘤(P=0.042)和TNMⅢ期(P=0.012)中表达较高,是术后总生存的危险因素(P=0.032);TUBB3表达与紫杉醇耐药(r=0.321,P=0.001)和丝裂霉素耐药(r=0.215,P=0.033)呈正相关。结论组织培养药敏试验法可作为HCC患者个体化化疗药物筛选的手段,TUBB3可作为化疗药物疗效评价和肿瘤侵袭性的生物标记。

基于液相烧结扩散连接技术的材料成型综合实验设计

基于扩散连接存在的问题和工业中各种材料加工技术融合的趋势,提出了将粉末冶金工艺与扩散连接相结合,利用金属陶瓷粉末冶金过程中致密化收缩过程产生内生压力,在不加中间层的情况下实现了金属陶瓷与钢的扩散连接,不仅工艺简单而且适用于难以施加压力的场合。实验研究了包括扩散连接温度与时间、母材间隙、母材化学成分对接头形成的影响,接头界面的微观组织、成分分布、力学性能和残余应力状态的表征等。培养了材料成型及控制工程类专业本科生综合运用知识和系统研究科学问题的能力。

基于科研实践的“聚晶金刚石/硬质合金复合片的制备与表征”综合实验

提高聚晶金刚石/硬质合金界面结合强度是高性能复合片制备中值得研究的问题。设计了聚晶金刚石/硬质合金复合片的制备与表征综合实验,利用微喷砂优化基体表面残余应力状态改善复合片的界面结合强度,并对聚晶金刚石复合片的微观组织和力学性能进行表征。实验将高温高压合成、粉末冶金、表面工程以及材料表征等方面的知识贯穿起来,培养材料工程类专业本科生创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。

超高强度钢表面HVOF金属陶瓷涂层制备与表征综合实验

本实验采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在300M超高强度钢表面制备了WC-17Co、WC-10Co-4Cr、Cr3C2-25NiCr等3种金属陶瓷涂层,并对涂层的微观组织、物理力学性能及摩擦磨损性能进行了研究。实验将粉末冶金、表面工程及摩擦学等方面的知识贯穿起来,可培养材料工程类专业学生的创新思维和综合运用知识进行科学研究的能力。

基于OBE的“材料科学基础实验”教学改革

针对目前“材料科学基础实验”教学中存在的问题,提出基于OBE理念的教学改革。从知识、技能和能力三个层次定义了预期学习成果,对教学策略进行反向设计并采用阶梯型实验教学、团队教学和开放教学等方式确保学习目标实现,进行了基于过程的多元化能力评价,并利用评价结果进行持续改进。基于OBE理念的教学改革可提高学生的工程实践能力,为工科实验教学改革提供了参考。

纳米TiC粉末的分散与表征综合实验设计

纳米TiC粉末具有高强度、高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、低热膨胀率、优良的导热导电能力和抗热震性,被广泛用作复合材料的增强体。纳米粉末粒度小、表面能和表面活性大,在储存和使用过程中极易产生团聚。采用胶体分散技术分散纳米TiC粉末;利用TEM、激光粒度分析和Zeta电位测试等手段对纳米TiC的分散效果进行表征。实验研究了分散介质、超声时间、分散剂种类和加量、溶液pH值等因素的影响。有利于培养材料科学与工程类专业本科生综合运用知识、研究科学问题的能力。

基于CDIO理念的表面工程项目制实验教学研究

针对表面工程实验教学中存在的不足,提出进行基于CDIO理念的项目制教学改革。以Inconel 718镍基高温合金加工用涂层数控刀片的制备及切削性能研究为例,介绍了以金属陶瓷为基体,进行PVD TiAlN和MTCVD Al_2O_3涂层的项目构思,基体材料、涂层工艺、涂层成分与厚度的匹配方案,涂层刀片的制造和组织性能检测,涂层数控刀片的切削服役实验,学习效果评价等环节。提高学生的工程实践能力和创新思维,为工科实验教学改革提供了参考。

熔体凝固结晶模拟实验装置及实验项目开发

基于相似原理,制作了物理模拟实验装置,并采用硫代硫酸钠模拟金属熔体凝固结晶过程。学生可观察凝固结晶过程中的表面细晶区、柱状晶区和中间等轴晶区的形成过程;测量凝固层厚度随时间的变化;检测结晶过程中熔体温度分布;分析凝固系数和凝固速率的变化规律与结晶潜热的影响。模拟实验具有低温可视化的优点,有利于对凝固原理、铸造工艺和传热学等理论知识的掌握,提高学生的参与度和学习热情,并培养工程实践能力和分析问题的能力。

WC和Mo_2C添加对Ti(C,N)基金属陶瓷切削性能的影响

传统的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料广泛采用Mo2C来改善粘结相对硬质相的润湿性,近年来Mo的价格不断上涨,寻找低成本金属代替Mo已成为Ti(C,N)基金属陶瓷的发展趋势。为了探讨WC代替Mo2C添加的可行性及其效果,研究了WC和Mo2C添加对Ti(C,N)基金属陶瓷切削性能的影响,采用电子扫描显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌,通过能谱分析(EDS)分析磨损表面的元素分布,并对刀具的主要磨损机理进行分析。实验结果表明,添加WC的金属陶瓷的切削长度和添加Mo2C的相当,将原始WC粉末粒度细化后,不仅切削长度显著增加,切屑也由带状缠乱型变为螺旋型,并且大大减少积屑瘤的形成,有利于切削的进行。切削磨损机理主要为扩散磨损和氧化磨损,伴有轻微的磨粒磨损。

Ti(C,N)基金属陶瓷与3Cr13不锈钢的真空钎焊

采用AgCuZnNi钎料对Ti(C,N)基金属陶瓷和3Cr13不锈钢进行真空钎焊。研究了钎焊温度和钎焊时间对钎焊接头剪切强度的影响,通过SEM和EDS对Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢接头的显微组织、元素分布及断口形貌进行分析。研究表明:随着钎焊温度和钎焊时间的增加,钎焊接头的剪切强度先增大后减小。在钎焊温度为820℃,钎焊时间为10 min的工艺条件下,钎焊接头的结合强度达到最大,其剪切强度为154 MPa。Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢焊缝由Ag基固溶体和Cu基固溶体构成。Ag基固溶体主要集中在焊缝的中部,而Cu基固溶体大多数分布在焊缝两侧与母材结合。Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢接头断裂主要发生在Ti(C,N)基金属陶瓷侧,其断裂方式为脆性断裂。

生长调节致癌基因GRO-1在肝癌预后中的意义及初步机制

【目的】探讨生长调节致癌基因-1（GRO-1）在肝癌预后中的意义，同时初步研究其作用机制。【方法】收集179例首次行根治性切除的肝癌患者的血清，根据收集病例的顺序，前103个病例进入检测组，后76个病例进入验证组。应用人类细胞因子磁珠面板测定了血清中GRO-1的表达水平。同时检测5株肝癌细胞系MHCC-97H、QGY-7703、SMMC7721、Hep3B及CRl2234中GRO-1的分泌水平，并用MTS及Transwell检测GRO-1中和抗体对肝癌细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用。【结果】GRO-1的分泌水平为23～1553pg／mL，中位数为300pg／mL。在检测组中，应用ROC曲线计算GRO-1对复发的最大临界值。单因素分析发现GRO-1是影响患者术后无瘤生存的危险因素。在验证组中应用检测组的最大临界值发现，GRO-1仍是影响患者术后无瘤生存的危险因素。多因素分析发现肿瘤直径、播散结节和GRO-1可以作为判断肝癌患者无瘤生存的独立预后因素。肝癌细胞中仅Hep3B及CRL2234分泌GRO-1。GRO-1中和抗体能有效抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，其抑制作用呈浓度依赖性。【结论】GRO-1在肝癌增殖、侵袭及转移中发挥着重要的作用，是预测肝癌术后复发的独立风险因素。

钒钛灰铸铁金相组织观察与分析

以钒钛灰铸铁金相组织观察与分析为例,设计了一个研究型的材料制备和组织分析实验,探究灰铸铁中添加钒、钛合金元素对铸铁组织的影响。采用铸造成型方法,通过成分设计、配料、熔炼、浇注等系列工序制备了钒钛灰铸铁材料,并利用金相显微镜及其附带工具软件分析材料的内部组织。结果表明,单独加入钒、钛元素和复合加入钒钛元素均促使铸铁组织中的石墨由A型石墨向其他形态转变,石墨长度变短、数量增加,同时使以珠光体为主的基体组织细化,碳化物数量增加。