基于骨架结构设计的高性能W10Cu材料制备及表征

用商用不规则W粉和球形W粉压制W骨架坯,经1800~2000℃真空烧结制备W骨架,在H_(2)气氛1350℃下熔渗Cu获得高致密W10Cu复合材料。结果表明:等离子球化W粉团聚消失,流动性更好,松装密度提升82%,相同压力下压坯密度提升15%。用球形W粉制备的W骨架可保持低的W-W连接度及良好的通孔率,为熔渗提供高品质骨架材料。W骨架经熔渗4h后获得W10Cu块体材料,其室温拉伸强度为680MPa,电导率为1.856S/m,比商用W10Cu的拉伸强度、电导率分别提升了41%、28%,可归因于低W-W连接度、Cu相良好的网状结构、Cu对W颗粒的包覆协同作用结果。本研究中新型低W-W连接度骨架结构设计可为高比重W、高通孔率W-Cu材料设计与开发提供思路。

hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白的制备、穿膜效应及其抗氧化、抗炎症功效

目的 探究人源性细胞膜穿透肽hPP10携带人源性抗氧化蛋白Cu,Zn-SOD的穿膜效应并观察其抗氧化、抗炎功效。方法利用RT-PCR技术扩增人源性SOD基因片段、酶切连接法构建重组质粒pET15b-Cu,Zn-SOD,pET15b-hPP10-Cu,Zn-SOD;利用镍柱亲和层析法、分子筛方法纯化Cu,Zn-SOD、hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白并利用Western blotting法鉴定其正确性;利用免疫荧光法、荧光共定位实验、Western blotting法鉴定hPP10-Cu,Zn-SOD在细胞中的穿膜效应;利用Western blotting法鉴定hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白穿膜时间梯度和浓度梯度效应;利用SOD酶活性测定试剂盒检测hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后的SOD酶活性;利用MTT法检测hPP10对细胞活性的影响。利用H2O2建立HEK293氧化应激细胞模型,通过流式细胞分析术(FCM)分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后细胞凋亡情况;并RT-qPCR分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后凋亡相关因子的表达情况;通过ROS检测分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后抗氧化能力。TPA诱导建立小鼠耳部炎症模型(5只/组,共4组),然后RT-qPCR分析hPP10-Cu,Zn-SOD穿膜后,NFκB,IL-1β、IL-6、TNFα因子的转录情况;Western blotting检测NFκB p65、p-NFκB p65、IL-1β、TNFα基因的表达;免疫组化分析炎性因子p-NFκB p65、TNFα基因的表达。结果 成功构建了重组质粒pET15b-Cu,Zn-SOD,pET15b-hPP10-Cu,Zn-SOD,并获得Cu,Zn-SOD蛋白和hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白;免疫荧光试验结果表明5μmol/L浓度的hPP10-Cu,Zn-SOD转导HEK293细胞具有明显的穿膜效应;荧光共定位实验显示融合蛋白hPP10-Cu,Zn-SOD入胞后定位在细胞膜内,部分蛋白定位在细胞核内;Western blotting实验结果表明hPP10-Cu,Zn-SOD转导Hela(P<0.05),HEK293(P<0.01)细胞具有浓度依赖性,细胞内hPP10-Cu,Zn-SOD存在可持续24 h;5μmol/L的hPP10-Cu,Zn-SOD转导细胞具有较好的抗氧化活性(P<0.01);MTT结果显示高达10μmol/L浓度的hPP10-Cu,Zn-SOD对于细胞活力的影响小。在氧化应激模型中,FCM结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞降低了细胞的早期凋亡(P<0.01)和晚期凋亡(P<0.05);RT-qPCR结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞使Bcl2、Mcl1、Deptor等抗凋亡因子升高(P<0.05),降低了Bad、P21、P27等促凋亡因子的表达(P<0.05);ROS结果显示hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白孵育细胞显著降低了细胞内的活性氧含量(P<0.01)。在炎症模型中,hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白可显著降低IL-1β、IL-6、TNFα因子的转录(P<0.05);p-NFκB p65、IL-1β及TNFα的表达都呈现了抑制作用(P<0.05);hPP10-Cu,Zn-SOD融合蛋白处理组较Cu,Zn-SOD蛋白处理组,降低了炎性因子p-NFκB p65及TNFα基因的表达(P<0.05)。结论 融合蛋白hPP10-Cu,Zn-SOD具有明显的穿膜入胞、抗氧化、抗炎功效,且对细胞毒副作用很小。这些结果为hPP10作为新的递送载体奠定基础,也为hPP10-Cu,Zn-SOD应用于护肤品等提供了理论依据。

应力时效影响Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件组织性能研究

目的研究应力时效条件下Al-10Zn-3Mg-3Cu合金带外纵筋筒形件筋部试样的应力松弛行为,探明基体应力松弛机制以及强韧性协同提升机理。方法针对淬火态筋部试样,设计不同的初始应力值进行应力时效实验,然后采用数据分析与微观组织形貌表征方法研究试样组织性能。结果当施加的初始应力为250MPa时,筋部试样的应力松弛程度可达85.8%,同时,试样抗拉强度为736.40 MPa,屈服强度为697.53 MPa,延伸率为10.96%。结论在250MPa应力时效条件下,应力松弛机制主要为晶界Coble蠕变和位错运动,位错运动促进了亚晶的增殖,Coble蠕变使基体晶粒长大,这些行为促使试样应力耗散。同时,应力时效改变了析出相形态,发展了具有孪生界面的复合析出相。经分子动力学计算可知,该特征微结构有利于基体强韧性的协同提升。

稀土Ce对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、显微硬度计及导电仪等手段分析了稀土Ce元素对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能演变的影响。研究结果表明:稀土Ce元素对半固态挤压铸造合金组织具有很好地细化作用,稀土添加量为0.5%时半固态合金组织细化效果最好,初生α-Al相呈现出等轴晶或球状晶形态,排列有序且分布非常均匀,合金的平均晶粒尺寸和晶粒形状因子分别为48μm与0.75,与不含稀土Ce的合金相比晶粒尺寸降低了51.51%,形状因子提高了53.06%。与此同时,半固态合金的力学性能也达到峰值,其抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为231.98 MPa、7.8%和HV100.15,与不含稀土的合金相比,分别提高了37.81%、59.18%和25.38%。不含稀土Ce及稀土Ce含量为0.5%的合金导电率分别为38.56%IACS和43.27%IACS,稀土Ce的添加也有助于合金导电性能的提高。

选区激光熔化Fe-10Cu合金成形工艺优化研究

为优化选区激光熔化Fe-10Cu合金的工艺参数,在使用ANSYS APDL模拟计算不同激光功率和扫描速度条件下单道单层温度场、分析熔池尺寸的基础上,通过实验考察了不同条件下成形的试样的致密度、硬度和凝固组织。结果表明:在铺粉厚度为40μm、扫描间距为100μm的条件下,选区激光熔化Fe-10Cu合金在激光功率345.6 W、扫描速度1 000 mm/s时成形的试样的致密度和硬度最高,分别达到99.8%和38.3HRC。选区激光熔化Fe-10Cu合金凝固组织为单一α-Fe相,选区激光熔化过程快速凝固导致铜过饱和并固溶在α-Fe中,是Fe-10Cu合金硬度得到提升的主要原因。

Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金晶化相转变的价电子结构分析

基于EET理论,计算了F-Zr_(2)(Ni,Cu)和tI-Zr_(2)Cu及tI-Zr_(2)(Cu,Ni)相的价电子结构,用最强键键合力n1、结构单元总成键能力F和单位成键能力Fv分析了F-Zr_(2)Ni亚稳相向tI-Zr_(2)Cu型稳定相的转变过程。研究发现:F-Zr_(2)Ni的n1F-Zr_(2)Ni值比tI-Zr_(2)Cu的n1tl-Zr_(2)Cu值大115.36%,FF-Zr_(2)Niv值比tI-Zr_(2)Cu的FtI-Zr_(2)Cuv值大34.03%;F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的n1(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值比tI-Zr_(2)Cu的n1tl-Zr_(2)Cu值大0.36%,F(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))v值比tI-Zr_(2)Cu的FF-Zr_(2)Niv值大1.25%;tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4))的n1(tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4)))值比F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的n1(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值大12.95%,F(tI-Zr_(2)(Cu_(0.6),Ni_(0.4)))v值比F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))的Fv(F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7)))值大14.41%;从价电子结构角度看,F-Zr_(2)Ni不能直接转变为tI-Zr_(2)Cu,F-Zr_(2)(Ni,Cu)不易分解重构为tI-Zr_(2)Cu;F-Zr_(2)(Ni_(0.3),Cu_(0.7))可分解并转变为tI-Zr_(2)(Cu0.6,Ni0.4)。

C_(5)F_(10)O分解气体在Cu修饰NiS_(2)表面的吸附机理研究

文中利用第一性原理研究了Cu修饰单层NiS_(2)(Cu-NiS_(2))对5种C_(5)F_(10)O分解组分的吸附和传感性能,以探索其在C_(5)F_(10)O绝缘装置运行状态评估领域的应用潜力。通过对各吸附体系的吸附参数研究发现:Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)O_(3)分子表现为化学吸附,吸附能为-1.05 eV,而对C_(3)F_(6)、CF_(2)O、C_(2)F_(6)和CF_(4)分子表现为物理吸附。通过对各吸附体系的电子性能以及气敏恢复特性分析发现:Cu-NiS_(2)对C_(3)F_(6)或CF_(2)O气体的传感性能较好,且在室温下恢复性能较佳,因此具备开发为C_(3)F_(6)或CF_(2)O气体传感器的巨大潜力;相反的,由于Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)和CF_(4)的传感性能较差,因此无法实现这两种气体的高灵敏检测。此外,尽管Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)O_(3)的传感性能极佳,但其较长的恢复特性决定了只能实现对该气体的单次检测,无法实现长期稳定使用。依据仿真研究结果提出了一种用于电力系统故障诊断的新型气敏传感材料,即Cu-NiS_(2),该传感材料对于评估C_(5)F_(10)O绝缘装置的运行状态具有重要意义。

Al_(10)Zn_(2.9)Mg_(1.7)Cu超高强铝合金的喷射成形制备研究

采用喷射成形技术制备了Al1 0 Zn2 .9Mg1 .7Cu高强高韧铝合金沉积坯件 ,研究了喷射成形制备过程中各工艺参数对沉积坯件的成形性、显微组织、致密度的影响 ,确定了适当的工艺参数 ,研究了沉积坯件的热挤压及热处理工艺 ,对材料的组织进行了分析并对不同状态的材料性能进行了比较。研究结果表明 :当喷射成形工艺参数合理时 ,沉积坯件具有良好的成形性与致密度 ,在随后的热挤压过程中 ,通过较低的挤压比即可使材料达到全致密 ;通过对合金进行适当的热处理 ,材料的极限抗拉强度达到 810MPa ,同时延伸率保持在 8%～ 11% ,该材料是一种理想的轻质高强结构材料。

Zr_(55)Al_(10)Cu_(30)Ni_5非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

利用极化曲线方法、电化学阻抗技术和扫描电子显微镜研究了非晶合金Zr_(55)Al_(10)Cu_(30)Ni_5,在NaOH溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试表明,非晶合金Zr_(55)Al_(10)Cu_(30)Ni_5在NaOH溶液中具有很好的耐蚀性能,阴极过程由电化学反应所控制,而阳极过程表现出钝化特征,在所研究的浓度范围内,钝化电流密度非常低,为1μA/cm^2～2μA/cm^2。电化学阻抗测试表明,电荷转移电阻随浓度的增大而增大,而后又有所降低。在阴极极化、开路电位和钝化电位下,非晶合金的Nyquist图由单容抗弧构成,具有很高的电荷转移电阻,表现出优良的耐蚀性。SEM和EDAX表明非晶合金在NaOH溶液中腐蚀轻微,各合金元素的溶解程度不同,腐蚀后表面出现了少量的氧元素。

10% Cr/Cu复合材料的热变形行为及再结晶动力学模型

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度为650-950℃、应变速率为0.001-1 s^-1、变形量为60%的条件下对10%Cr/Cu复合材料进行热模拟压缩试验。依据热模拟实验数据,绘制出10%Cr/Cu复合材料的流变应力曲线,分析变形温度、应变速率对流变应力的影响。用线性回归法确定出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能（Q）和高温变形本构关系模型,并引入应变对模型进行修正,最后通过误差分析验证了方程的可靠性。结果表明：10%Cr/Cu复合材料的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减少;计算得出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能为260.7 kJ/mol;建立了复合材料的本构方程,对构建的本构方程模型进行误差验证得出平均相对误差为7.39%;利用Avrami模型求出了复合材料的动态再结晶分数模型,该模型表明在高温和较低应变速率条件下有利于该材料发生动态再结晶。

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_30块状非晶合金的高温压缩断裂

利用Gleeble 1500热模拟试验机研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂.在室温情况下,在块状非晶合金断面的脉纹壁上出现了带有锯齿形边缘的裂口.在高温情况下,Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的宏观断面变得粗糙不平并出现了台阶.随着实验温度的不断上升,断面粘性流动特性变得更加明显,断面出现了大面积类似流动熔体凝固后的特征结构.塑性形变产生的最大剪切面的绝热温升或熔化是块状非晶合金局部粘性流动的原因.

Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的摩擦焊焊接

采用摩擦焊对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃进行了焊接,当焊机主轴转速为4.0×10^3—5.0×10^3r/min,摩擦压力为80—100 MPa,摩擦时间为0.2—0.4 s,顶锻压力和保压时间分别为200 MPa和2 s时,能够成功实施Zr55Al10Ni5Cu30金属玻璃的焊接.用SEM,XRD和TEM观察分析未检测到晶化相,焊缝处金属仍保持非晶状态.金属玻璃的塑性在玻璃转变点Tg附近随温度变化很大,在Tg以上具有良好的塑性变形能力,这是实施摩擦焊焊接的重要基础.

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)合金熔体与金属W的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W基片在连续升温和不同温度下保温20 min的润湿动力学.结果表明:随着温度的升高, Zr55Al10Ni5Cu30与W基片的接触角不断减小,润湿半径不断增大,润湿过程大约在6 min内完成.在连续升温过程中,润湿动力学分为孕育、准稳态和稳态三个阶段.在1173-1223 K温度范围内等温润湿动力学分为准稳态和稳态两个阶段. Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W之间的润湿为反应性润湿,在界面处发生了W的溶解和扩散现象.在制备Zr55Al10Ni5Cu30/W非晶复合材料时,必须合理选择制备工艺,严格控制界面反应.

用渗流铸造法制备Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶复合材料

用渗流铸造法制备出以Zr55Al10Ni5Cu30合金为基体,以W丝束为增强相的大块非晶复合材料.采用X-射线衍射分析了基体的相组成,在扫描电镜（SEM）下观察了反应界面的形貌,利用电子探针研究了元素的迁移情况.通过改变渗流温度和时间,研究了W丝和基体间界面的作用过程.选择适当的渗流温度和时间,可以制备出长65mm直径4.3 mm的大块W丝束增强Zr55Al10Ni5Cu30非晶复合材料.在一定范围内提高渗流温度降低渗流时间或降低渗流温度延长渗流时间能得到同样的效果在渗流铸造前,液态金属的过热有利于提高基体的非晶形成能力,降低渗流铸造时产生的缺陷.

快速凝固Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)金属玻璃的晶化行为

采用单辊快速凝固法制备了Mg80Cu10Y10合金薄带,并对合金薄带进行热处理,利用XRD、DSC和HRTEM分析研究了该合金薄带的晶化过程及其晶化后的微观结构。结果表明:快速凝固Mg80Cu10Y10合金薄带为单一的非晶态结构,其约化玻璃转变温度Trg为0.62,具有较强的非晶形成能力;非晶合金具有三阶段晶化行为;在热处理温度为423 K时合金仍为非晶态;当温度达到473 K时,合金发生明显晶化,在非晶基体上弥散析出Mg2Cu、Cu2Y和hcp-Mg纳米晶粒;随着温度由523 K升高至623 K时,析出晶粒尺寸增大、数目减少,合金中的晶体相为hcp-Mg、Mg2Cu和Mg24Y5。

非晶合金Mg_(65)Y_(10)Cu_(25)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗 (EIS)技术和扫描电子显微镜 (SEM )研究了Mg65Y10 Cu2 5非晶及相应的晶化合金在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明 ,非晶合金Mg65Y10 Cu2 5在NaCl溶液中为活性溶解 ,腐蚀反应由阴极反应和阳极反应共同控制。EIS测试表明 ,随着浸泡时间延长 ,非晶合金耐蚀性下降 ,EIS由 3个时间常数变为 2个时间常数。SEM测试表明 ,非晶合金经过 2 4h浸泡后 ,表面发生了极为不均匀的腐蚀 ;EDAX能谱表明 ,非晶合金经过浸泡后 ,表面成分发生了较大变化 ,含镁量减少 ,表面出现了浓度分布不均匀的氧元素。晶化后Mg65Y10 Cu2 5合金的耐蚀性略有提高。探讨了非晶合金在 3 5

大变形Ag-10Cu原位纤维复合材料的应变强化效应(英文)

利用热挤压加冷拉拔制备Ag-10Cu原位纤维复合材料。Ag-10Cu合金铸态及挤压态结构由Ag基体、(Ag+Cu)共晶体和Cu沉淀组成。经大变形后变成Ag基体加Cu纤维的两相组织,合金中的Cu相转变成Cu纤维,其尺寸d随拉拔应变η呈幂指数关系变化,且可拟合为d=d0exp(-0.144η),其中d0是与Cu沉淀初始尺寸有关的系数。讨论了材料强度的两个阶段变化及其强化机制。所制备的材料可以达到抗拉强度接近1GPa及电导率大于60%IACS的较优性能组合。还讨论了中间热处理的影响。

合金元素对Cu_(60)Zr_(30)Ti_(10)合金的非晶形成能力与显微硬度的影响

用铜模吸铸法制备直径2～3mm的Cu60-xZr30Ti10M2（M=Mg、Al、Sn）系列非晶合金。用X射线衍射、差式扫描量热仪和硬度实验等研究它们的非晶形成能力、热稳定性与显微硬度。该系列非晶合金均表现出两级晶化行为。Cu60Zr30Ti10的玻璃转变温度为426．5℃，晶化起始温度为467．7℃，过冷液相区为41．2℃。添加Mg、Mo、Al对过冷液相区影响比较小，而添加Sn则使过冷液相区明显增大，达到51．6℃，合金的非晶形成能力有较明显提高，热稳定性增强。Cu60Zr30Ti10非晶合金的显微硬度为HV594．3，添加2％（摩尔分数）的Mg、Mo和Al对显微硬度影响不大，而添加2％Sn（摩尔分数）却使显微硬度达到HV755．7，提高27％。

横向静磁场对Cu-10%Ag合金定向凝固组织的影响

在有无横向静磁场条件下进行了Cu-10%Ag(质量分数)合金定向凝固实验,研究了横向磁场对Cu-10%Ag合金的宏观组织和微观组织及硬度的影响。发现无磁场条件下,合金晶粒较长,尺寸粗大,初生Cu枝晶臂直径和间距较粗大,取向较好,共晶组织粗大;1T横向磁场条件下,晶粒细化、增多,枝晶臂直径和间距较小,取向消失,共晶组织细化,硬度提高。通过对比有无横向磁场条件下初生Cu枝晶以及共晶组织变化,讨论了横向磁场对初生Cu枝晶及共晶组织的影响机理。

Mg_(60)Cu_(30)Y_(10)块体非晶合金的变温晶化行为

采用示差扫描量热仪(DSC)得到Mg60Cu30Y10块体非晶合金在不同加热速率下的DSC曲线。利用Losocka、Kissinger以及Doyle方法研究了Mg60Cu30Y10块体非晶合金的非等温晶化动力学。结果表明:Mg60Cu30Y10块体非晶合金具有良好的热稳定性。通过Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能(Eg)、晶化激活能(Ex)以及晶化峰值激活能(Ep)分别为160.07 kJ/mol、136.11和145.19 kJ/mol。随着加热速率的提高,各特征温度值向高温端移动。局域晶化激活能随着复合材料晶化体积分数的增加先增大后减小。