钛基合金中氩的分析探讨及应用

应用脉冲熔融-质谱/热导法定量分析钛基合金样中氩含量,同时分析了氩释放和氩的宏观偏析。结果表明:不同的制备工艺控制,氩含量差异较大;氩含量的增高未影响氧、氮、氢含量的明显变化,可用于指导工艺;样品中氩在低温释放,以非化合态形式存在。采用飞行时间二次离子质谱仪观察了样品中氩的微观状态,利用力学仪器对比考察了含氩1 000μg/g和1μg/g以下样品在室温、650℃及800℃下的拉伸性能。结果表明:钛基粉末冶金材料中氩质量分数可以高达0.0X%,氩在试验样中宏观偏析不严重,100μm×100μm区域的微观偏析严重。氩以非化合态单质存在于钛基合金内部,形成孔隙类缺陷,对该材料的力学性能产生不良影响。

ICP-AES法测定钛基合金中Cu、Ni和Zr的含量

建立了ICP-AES法测定钛基合金中高含量Cu、Ni和Zr的方法。通过优化试验,确定了仪器的最佳测量条件。研究了样品溶解方法,酸度,内标元素及其用量,基体及共存元素对测定的影响。该方法快速、准确,相对标准偏差RSD<2%,回收率为99%～101%,可以满足钛基合金的测定要求。

不同成分及热处理态无镍钛基合金的物相组成

采用真空电弧炉熔炼不同成分的Ti-Mo、Ti-Nb系合金,研究了铝、铁、锡、铌、钼等元素对淬火态和退火态合金物相组成的影响。结果表明:随钼含量增加,退火态Ti-Mo合金中α相含量减少,β相含量增加,淬火态Ti-Mo合金中依次形成α′、α″和βM相;铝和锡元素使淬火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中α″相增加,为α稳定剂;在退火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中,锡能够抑制β相向ω相的转变,表现出β稳定剂倾向;铝可以使退火态Ti-12Mo合金中α相增加,但在退火态Ti-33Nb合金中却表现出β稳定剂倾向;铁为强β稳定剂,可使Ti-33Nb合金及淬火态Ti-12Mo合金组织中β或βM相增加,但由于退火态Ti-12Mo-2Fe合金中的β相易发生共析分解,其α相有所增加;铌、钼同样为β稳定剂,作用效果比铁的作用效果弱。

钛基合金离子注入表面的俄歇能谱分析

选用４种不同的Ｎ＋注入剂量，即３×１０１７、６×１０１７、９×１０１７和２×１０１８ｃｍ－２，对Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金进行离子注氮，使其表面形成一层改性层。通过俄歇电子能谱，分析了在钛基合金上注入不同剂量的氮离子后，其表面原子的分布情况。结果表明：最大浓度时的深度ＲＰ和最大相对浓度Ｃｍａｘ并不随注入剂量的增加而无限增大，注入剂量超过９×１０１７ｃｍ－２后，最大浓度时的深度ＲＰ将向试样表面移动；注入剂量超过６×１０１７ｃｍ－２后，最大相对浓度Ｃｍａｘ将保持平稳状态。

钛基合金离子注入表面改性层的研究

应用电子能谱、Ｘ射线衍射及透射电镜等对四种不同注氮工艺下的Ｔｉ－６Ａ１－４Ｖ 合金表面改性层的化学成分、显微组织及合金结构等进行了分析研究。结果表明：注 层中的氮离子分布随注入剂量的不同而异；在注层中形成了ＴｉＮ，Ｔｉ２Ａ２Ｎ 等新的 合金相，同时形成了层错、孪晶等缺陷．并从理论方面对改性层的强化机制进行了初 步探讨。

浅述钛基合金制备、成形和加工过程中的晶粒细化方法

目前国内外对钛基合金晶粒细化研究的报道很多,主要是从细晶钛基合金的制备角度研究和介绍了细化方法,对钛基合金成形和加工过程中存在的晶粒细化方法缺乏较系统、完整的总结,这对于材料研究的协调发展是非常不利的。因此本课题以钛基合金晶粒细化机理为线索,构造了以合金成分设计、铸造成形、焊接成形、塑性成形、粉末成形、喷射成形、激光成形、半固态成形及热处理等制备、成形和加工方法为框架的钛基合金晶粒细化体系,希望能为钛基合金的工艺创新和理论创新带来一定的参考和启示。

医用钛基合金植入体表面微纳结构的研究进展

针对医用钛基合金植入体表面微纳结构的国内外研究现状进行综述,介绍微纳结构的制备方法及其对生物相容性的影响,探讨医用钛基合金植入体表面微纳结构的研究存在的一些问题,指出植入体表面微纳结构的制备方法的研究趋势。分析表明:目前国内外学者对植入体表面微纳结构的制备方法可以分为表面增材法和表面减材法;植入体表面的微纳结构越规则,对人体细胞的粘附、增殖、分化等越具有积极的作用。

Al-V含量对TiH2粉制备钛基合金性能的影响

为了揭示Al-V含量对钛基合金性能的影响,以TiH2粉、Ti粉为原料,制备不同含量铝、钒(质量分数:0,2.5%,5%,7.5%,10%)的钛合金试样,通过对样品的力学性能、物相、显微组织、断口形貌的分析,研究了铝钒含量对合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明:两种原料对应烧结试样的相主要由密排六方结构α-Ti和少量的体心立方结构β-Ti构成,铝钒含量的增加对烧结样品物相的相对含量无明显影响,但XRD衍射峰稍向右偏移;纯TiH2和纯Ti烧结试样为等轴组织,加入铝、钒合金元素后纯TiH2粉对应的组织为片状组织,纯Ti粉对应的组织以等轴为主,随铝、钒的增加,对应组织形貌变化较小;纯TiH2和纯Ti烧结样品的抗拉强度分别为562.88和513.44 MPa,强度较低,但延伸率高,分别为28.15%和29.09%;随铝、钒含量的增加,TiH2和Ti对应样品的强度、硬度增加,延伸率下降,最大强度值分别为914.10和937.23 MPa,对应的延伸率分别为7.60%和10.89%。随铝钒含量的增加两类合金的脆性增加,塑性降低,加入铝钒后纯TiH2粉对应试样断口形貌主要呈条形花样和少量韧窝,纯Ti粉对应试样断口以韧窝为主。

钛基合金阳极表面物相的研究——X射线衍射法

制备了四类Ti 基合金阳极 (Ti-Ni;Ti-C ;Ti-B ;Ti-Mn) ;用X射线衍射法确定了其表面物相的组成 ,该组成分别为 :Ti -Ni (共五相 )Ti3 Ni.TiC .TiB .Ti2 B5 及Mn .Ti-Mn2 等 。

浅析医用钛基合金的表面改性及生物相容性

镍钛形状记忆合金(Ni Ti-SMA)作为一种理想的固定材料在现代医学骨科中得到了很好地应用,而且其发展也是切实符合现代生物学固定的思想。在镍钛形状记忆合金中蕴含着50%左右的镍。加强对其各方面性能的深入研究,从而对于其更好的应用于现代医学领域具有重要意义。基于此,文章对医用钛基合金的表面改性以及生物相容性等问题进行了探讨,希望对后期相关工作提供一定的帮助。

钛基合金的氢脆

钛基合金完美地集高的强度／重量比和优良的耐腐蚀性能于一身,它使这些合金挤身于各种各样的宇航、舰船、工业及商业应用最重要的先进材料之列。虽然钛被认为具有相当好的耐化学腐蚀能力,但是当钛基合金与含氢环境接触时会出现严重的问题,因为合金会吸收大量的氢,尤其在高温下。而氢与钛基合金相互作用的严重性及程度则直接与钛合金的显微组织及成分有关。本文论述了钛基合金的氢脆,研究了氢一钛之间的相互作用,包括氢在钛的α和β相中的溶解度及氢化物形成。另外,文章还归纳了氢在各种不同的钛合金中的有害影响。

钛基合金表面注磷生物医用改性的研究进展

钛基合金由于具有优异的机械性能、耐腐蚀性和生物相容性等优点,是硬组织替代的优选材料.然而,在临床应用中钛基合金常常由于硬度不够、耐磨性较差而产生磨屑致使炎症发生,此外,作为一种生物惰性材料,其往往不能与骨组织形成有效的化学键合,而导致形成较差的骨整合效果.基于此,可以在钛及其合金表面离子注入磷元素,改善钛基合金的性质并扩展其临床应用.综述了磷离子注入钛基合金表面生物医用改性的研究进展,对该方法改善钛基金属生物学性质及其在临床上广泛医用的前景做了展望.

通过优化合金组成和制造工艺控制钛基合金的性能

为了控制钛基合金的性能，尤其是其形状记忆性能，日本学者松木一弘从合金组成及制造工艺两方面进行优化，取得了一定的研究成果。

金属所牵头承担的国家重点研发计划“航空用先进钛基合金集成计算设计与制备”项目正式启动

10月31日，国家重点研发计划“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项“航空用先进钛基合金集成计算设计与制备”项目启动会在中国科学院金属研究所（以下简称“金属所”）召开。

氚化钛、钛基合金氚化物时效过程的晶体结构变化研究-Ⅱ

氚化物部件的主要缺点之一是它们的寿命较短，这是由于随着氚衰变，^3He在氚化物晶体中不断积累，对晶体造成损伤，破坏了氚化物的完整性，最后^3He急剧地释放。这样一来，使用金属氚化物的技术装置的工作能力就被破坏了。

热压烧结制备钛基合金TiAl+Ti及其显微结构

在1473 K,30 MPa,1.5 h的热压条件下直接烧结TiAl金属间化合物和Ti混合粉末,制备了钛基合金(TiAl+Ti)样品,采用XRD、SEM研究了2种不同成分配比对烧结产物相组成及显微结构的影响。结果表明,不同成分配比热压烧结体的显微组织分布相差较大,但相组成基本相同;对于TiAl和Ti体积比7:3的钛基合金样品,Ti粉末中Fe元素易于固溶到Ti_2Al和Ti_3Al中,析出相主要由TiAl、Ti_2Al(Fe)、Ti_3Al(Fe)和富Ti相组成;该比例的混合粉末在热压烧结过程中发生了不同程度的扩散反应,最终形成了组织渐变的Ti/Ti_3Al(Fe)//Ti_2Al(Fe)/TiAl显微结构。

钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究

钛基合金作为现代医学骨科中的理想固定材料,其生物相容性和耐腐性强,已成为骨科临床上替代硬组织的重要材料之一。本文综述了医用钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究进展,探讨了金属表面离子注入改性方法,分析了钛基合金表面离子注入P元素后相关研究成果,分别从耐腐蚀性提升、生物相容性提升、抗氧化能力提升及表面硬度提升几个方面进行了研究。最后对钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质在医学上的应用前景做了展望,希望相关领域的学者能够尝试高能注入、多元素注入等实验,以推动钛基合金在医用领域的发展。