荸荠组培苗在间歇浸没式生物反应器(TIBs)中的高效增殖技术

【目的】探讨间歇浸没式生物反应器(TIBs)对荸荠(Eleocharis dulcis)组培苗快速繁殖的效果,为提高荸荠组培苗繁殖效率及其工厂化生产提供技术支撑。【方法】以初代诱导培养获得的桂蹄2号荸荠组培苗为外植体,利用TIBs系统进行组培快繁,研究荸荠组培苗不同继代代数、接种密度、激素组合及反应器间歇浸没频率等因子对荸荠组培增殖的影响。【结果】经初代诱导培养的第4、5、6代继代材料增殖倍数较高,其中第6代继代苗增殖倍数最高,达31.1倍,到第7代后随继代代数的增加增殖倍数逐渐降低。当接种密度大于15丛/瓶时,外植体污染率达16.0%;当接种密度低于10丛/瓶时,外植体的污染率为0。低于10 min/6 h的间歇浸没频率有利于降低污染率,在6 h内低于15 min的浸没时间有利于降低玻璃化苗率;当激素组合为3.0 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA时,组培苗增殖倍数达38.5倍,且组培苗生长正常。【结论】在TIBs系统中,采用经初代诱导培养的第5代荸荠继代组培苗,增殖培养基为MS+3.0 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA+30.0 g/L蔗糖,pH 6.0,接种密度10丛/瓶,反应器间歇浸没频率为10min/6 h,可获得较好的培养效果。

TiB增强钛基复合材料的热腐蚀行为

钛基复合材料因其优异的高温力学性能,在航空航天和海洋工程领域具有广泛的应用前景。但在高温含盐环境下服役时,会遭受热腐蚀,限制其应用。在钛基复合材料中添加TiB增强相,可进一步提高其高温强度和使用温度,在此基础上,研究其在高温盐环境下的热腐蚀行为和机制。研究了TiB增强钛基复合材料在973 K条件下热腐蚀30 h的腐蚀行为,测定了材料的热腐蚀质量变化,并采用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对材料热腐蚀后表面腐蚀产物、形貌以及截面结构进行分析。热腐蚀过程中,材料表面形成细丝状TiO2晶体、微裂纹以及颗粒状腐蚀产物等形貌。结果表明,随着TiB增强相体积分数的增加,材料表面氧化物膜层致密度增加,膜层中缺陷减少,表面腐蚀行为减轻,材料耐热腐蚀性提高。

多步法原位制备TiB2颗粒增强点焊电极用铜基复合材料及其应用

为提高点焊电极的使用寿命,采用多步法制备TiB2增强的铜基复合材料。采用X射线衍射(XRD)、金相显微技术、扫描电镜(SEM)等表征手段对多步法制备的TiB2增强的铜基复合材料物相、微观形貌进行分析。通过对复合材料力学性能指标测量发现,多步法制备所制备的铜基复合材料具有较好的综合力学性能,将多步法制备的铜基复合材料加工成点焊电极,其寿命测试结果相较于其它对比样最高,寿命达到1500个焊点,是普通铬锆铜点焊电极寿命的2.6倍。

不同种类铝合金晶粒细化剂中TiB2的对比研究

采用金相显微镜、激光共聚焦显微镜和扫描电镜对MJD-AlTi5B1A、MJD-AlTi5B1B、MJD-AlTi5B1C和SH-AlTi5B1A铝合金晶粒细化剂中TiB2的分布进行了对比研究。研究表明:MJD-AlTi5B1A和SH-AlTi5B1A晶粒细化剂中TiB2粒子分布较为分散,粒子细小;MJD-AlTi5B1B晶粒细化剂局部组织不均匀;MJD-AlTi5B1C晶粒细化剂TiB2粒子分布轻微团聚。

添加明胶优化仿贝壳TiB2/Al-Cu复合材料的组织和力学性能

采用冷冻铸造及压力浸渗制备了TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料。研究了明胶含量对复合材料组织和力学性能的影响。同时,分析了其组织、断裂和磨损机理。结果表明,随着明胶添加量的增加,TiB_(2)/Al-Cu复合材料的抗压、抗弯强度和韧性均有所提高。当明胶含量为1.0 wt%时,复合材料具有最佳的力学性能,其抗压强度、抗弯强度、裂纹萌生韧性(KIC)和裂纹扩展韧性(KJC)分别为(625±13)MPa,(626±4)MPa,(22.23±0.2)MPa·m^(1/2)和(54.43±2.4)MPa·m^(1/2)。此外,明胶的加入提高了TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料的耐磨性能。力学性能和耐磨性能提高均归因于添加明胶后,陶瓷片层开始弯曲且桥接增多,TiB_(2)/Al-Cu层状复合材料微观结构得到优化。当复合材料受到外部载荷时,增加了形成多裂纹可能性,同时弯曲的陶瓷片层和陶瓷桥接有效地阻碍了金属片层间的剪切流动并抑制了金属的塑性变形,最终提高了复合材料的性能。

原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料的制备及其摩擦学性能

以Ti、Al、B和凹凸棒石矿物粉体为原料,利用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料,借助扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、显微硬度计和纳米压痕仪等研究了凹凸棒石矿物对原位Ti基复合材料微观组织、物相结构、增强体形态与分布以及微纳力学性能的影响,采用SRV滑动磨损试验机考察了其在油润滑条件下的摩擦学性能,探讨了凹凸棒石改善原位Ti基复合材料力学及摩擦学性能的作用机制.结果表明,SPS工艺制备的原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料组织致密,原位自生TiB增强体分布均匀,凹凸棒石矿物对复合材料基质相具有明显的细晶强化作用.在摩擦过程中复杂的物理和化学作用下,凹凸棒石矿物与复合材料中的Ti、Al以及对偶钢球的Fe等元素发生摩擦化学反应,在摩擦表面形成了由金属氧化物、二氧化硅、石墨和凹凸棒石矿物等构成的减摩自修复层,从而使钛基复合材料表现出优异的摩擦学性能.

钎焊温度对Ti-Ni-TiB_(2)钎料钎焊连接γ-TiAl接头的影响

在钎焊温度1170~1210℃、钎焊时间1min的工艺参数下,采用真空悬浮熔炼的Ti-Ni-TiB_(2)铸态钎料钎焊连接Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.15B(at%)合金,研究了TiAl合金钎焊接头界面的显微组织,及钎焊温度对接头的组织、抗剪强度的影响,并观察了接头的剪切断口形貌。结果表明,钎焊接头主要由扩散层(Ti_(3)Al)、界面反应层(Ti3Al+Al_(2)NiTi)和中心钎焊层(Al_(2)NiTi+Ti_(2)Ni+TiB_(2)+TiB)3个界面反应层组成。随着钎焊温度的增加,TiAl钎焊接头的扩散层宽度和抗剪强度均先增加后减小,界面显微组织越来越均匀。当钎焊温度为1200℃时,接头抗剪强度最大,达到348 MPa,接头断裂方式为准解理断裂。TiAl钎焊接头中原位自生的TiB晶须使裂纹发生偏转,调节钎缝的热膨胀系数梯度,实现对TiAl钎焊接头的强韧化。

热处理对原位自生TiB/Ti-55531复合材料锻坯的组织和拉伸性能的影响

针对真空自耗电弧熔炼及近等温热塑性变形所获原位自生2vol%TiB/Ti-55531复合材料锻坯,研究了固溶、时效热处理工艺参数对其显微组织和拉伸性能的影响规律。结果表明:2vol%TiB/Ti-55531复合材料及其基体合金锻坯经固溶热处理后,Ti B增强相尺寸形貌变化不大,弥散分布于β相基体的细针状α相回溶,晶界及局部择优取向的细针状α相长大成为条棒状初生α相,导致材料的塑性提高、强度降低。固溶态Ti-55531基体及其复合材料经时效热处理后,条棒状初生α相持续粗化,并有细针状次生α相析出,使得其综合力学性能明显优化。随着固溶温度从α+β两相区增加至β单相区,其固溶时效态组织中条棒状初生α相基本消失,细针状次生α相的数量明显增加,导致材料的强度提高、塑性降低。随时效温度的增加,复合材料及其基体合金显微组织中沿晶界分布的长条棒状初生α相变化不大,分布于β相基体的细针状次生α相粗化,使其强度降低、塑性增加。

(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热变形行为与组织演变

以放电等离子烧结(TiB_(2)+TiB)增强Ti_(2)AlNb基复合材料为初始材料,在Gleeble-3800热模拟实验机上开展了(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热压缩变形实验,研究了变形温度1060~1150℃、应变速率0.05~5 s^(-1)范围内复合材料的热变形行为。通过对流变应力-应变数据分析,构建了复合材料在B2单相区内的本构方程,分析了不同Zener-Hollomon(Z)参数下复合材料的组织演变规律。结果表明:(Ti B_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,压缩曲线存在不连续屈服现象。Z值对复合材料的组织演变和变形机制均有重要影响。当ln Z值处于较高水平(35.88)时,复合材料出现局部塑性流动变形失稳区,动态再结晶程度较低,再结晶晶粒平均尺寸为3.82μm,增强颗粒粒径平均尺寸为6.93μm。当ln Z值处于较低水平(29.11~31.28)时,复合材料心部区域均发生完全动态再结晶。随着Z值降低,当ln Z为29.11时,动态再结晶晶粒长大,其平均尺寸增至9.16μm,并且由于B元素扩散的加快,促进了烧结残余TiB_(2)颗粒向Ti B晶须(Ti Bw)转变,原位反应更加充分,增强颗粒平均尺寸减小至2.77μm,TiBw的团簇现象明显减弱。

粉末冶金TC4-B_(4)C原位反应制备TiC+TiB增强TC4基复合材料的显微组织和力学性能

以TC4和B_(4)C粉末为原料,通过放电等离子烧结法(SPS)并结合热挤压制备不同含量TiB和TiC增强TC4基复合材料,研究以TC4-B_(4)C为原位反应体系生成不同含量TiB和TiC对TMCs的微观组织和力学性能的影响规律及其高温力学性能。结果表明:原位生成的TiC和TiB与基体结合牢固,TiC呈类球形颗粒状,TiB呈晶须状;增强相在基体中呈现出沿一次颗粒边界分布的三维网络状形貌;与未增强TC4合金相比较,复合材料基体晶粒显著细化,并存在较高的位错密度,TC4基复合材料的室温和高温性能得到显著提升;在室温拉伸下,当B_(4)C的含量(质量分数)为0.5%时,基体的连通性较好,表现出较高的强度(抗拉强度1246 MPa)和较好的伸长率(12.4%);在400℃下进行拉伸时,当B_(4)C的含量为1.64%时,TC4基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为1112 MPa和6.9%。

一种双相增强2024Al复合材料的制备及其力学性能研究

为了提高2024Al基复合材料的强度和塑性,通过球磨和放电等离子烧结技术(SPS)制备了TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al复合材料。使用SEM对所制备材料的微观组织进行表征;使用XRD对材料的物相组成进行表征;使用维氏硬度计对复合材料的硬度进行测试;使用拉伸试验机对所制备材料的拉伸力学性能进行测试,并且通过拉伸断口的SEM形貌分析了所制备材料的断裂机理。结果表明:在TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al中,碳纤维和TiB_(2)均匀分布在铝基体中,其析出相Al_(2)Cu、Al_(2)CuMg的尺寸比2024Al、TiB_(2)/2024Al、C_(f)(Ni)/2024Al析出相的尺寸更加细小。TiB_(2)-C_(f)(Ni)/2024Al的硬度达到115.8 HV,抗拉强度为345.0 MPa,断裂伸长率为8.5%,相比于2024Al的分别提高27.5%、33.9%和129.7%。

TiB含量对真空热压烧结制备汽车用钛基材料性能的影响

为了获取钛基材料中TiB优选含量,研究和分析了TiB含量对汽车钛基材料性能的影响。在钛基材料试样中添加不同含量的TiB增强体颗粒,采用真空热压烧结制备了不同TiB含量的汽车钛基材料试样,并进行了试样室温拉伸性能和高温氧化性能的测试与分析。结果表明:当TiB含量由0.5vol%增至13vol%,试样拉伸性能和高温氧化性能均先提高后下降。当TiB含量为0.5vol%~8vol%时,试样拉伸断口为准韧性断裂;当TiB含量为10.5vol%和13vol%时,试样的拉伸断口均为准解理断裂。TiB含量优选为8vol%时,此时,试样的抗拉强度为1103 MPa、断后伸长率为19.36%,经600℃×24 h高温氧化后,单位面积氧化增重为6.3 g/cm^(2)。

原位自生TiB含量对TiAl钎焊接头的影响

采用TiH_(2)-65Ni(质量分数,%)+TiB_(2)粉末钎料在(1230℃,10 min)条件下钎焊连接Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.15B(摩尔分数,%)合金,研究TiAl钎焊接头的界面组织、形成机制及其随原位自生TiB含量(体积分数0~40%)的演化过程,分析钎焊接头的界面组织与抗剪强度的内在联系,并探究TiB晶须在钎焊接头中的强化机制。结果表明:TiAl钎焊接头均由三个界面反应层组成,其主要物相为Al_(3)NiTi_(2)、Ti_(3)Al和TiB。随着TiB体积分数(0~20%)的增加,TiB晶须细化组织、强韧化作用增强,这有利于TiAl钎焊接头抗剪强度的提高,TiB体积分数为20%时接头抗剪强度达最大值332.54 MPa;当TiB体积分数分别增加至30%和40%时,TiAl钎焊接头脆化,产生孔洞,导致接头抗剪强度分别下降至206.75 MPa和170.43 MPa。TiAl钎焊接头均脆断于以连续块状的脆硬Al_(3)NiTi_(2)为主要物相的等温凝固层Ⅱ中。

Effect of rare earth on morphology and dispersion of TiB2 phase in Al-Ti-B alloy refiner

To investigate the effect of rare earth on size and distribution of TiB2 phase in aluminum alloy refiner,Al-5Ti-1B-RE master alloy was fabricated,and its microstructure and phase constitutions were investigated by the combination of first principles calculations and experimental investigation.The calculated results reveal that Ce has the most effective modification ability due to the most positive adsorption energy and the largest charge transfer value compared with other rare earth elements.Results of experimental investigation indicate that the addition of rare earth in the Al-5Ti-1B alloys can greatly refine the particle size of TiB2,improve the distribution of particles and lead to better refinement effect than that of the Al-5Ti-1B alloys without rare earth.Moreover,Ce has the best optimization effect,which agrees well with the calculated results.

轴瓦用原位TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料的组织和摩擦特性

采用混合盐反应原位合成TiB_(2p)/Al-10Sn轴瓦用复合材料,用XRD、OM、SEM和EDS对其物相组成、凝固组织进行分析。结果表明:复合材料的物相组成为α-Al, β-Sn和TiB_(2),其中α-Al基体晶粒细小,内生TiB_(2)颗粒尺寸小于1.2μm,在α-Al基体晶界出现TiB_(2)颗粒偏聚现象,并形成共晶β-Sn相包裹TiB_(2)颗粒混合组织。在不同载荷下,采用“小止推圈-磨盘”式摩擦试验机,对TiB_(2p)/Al-10Sn复合材料和Al-10Sn基体合金的室温油润滑摩擦特性进行测试,200 N低载荷时,摩擦因数分别为0.017和0.015,摩擦温度分别为34℃和32℃,复合材料和基体合金都有明显的磨合期,且均表现出良好的减摩特性;400 N中载荷时,复合材料和基体合金的摩擦因数分别为0.080和0.170,摩擦温度分别为58℃和75℃,复合材料表现出更好的减摩特性和更高的承载能力;600 N高载荷时,复合材料的摩擦因数为0.118,基体合金出现咬合卡死现象而使试验无法进行。

TiB的添加对ZnAl合金改性的微观影响

采用扫描电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和能量X射线谱,研究TiB的加入对锌铝共晶(ZA27)合金改性的微观作用。铸造一系列Zn−27Al−2Cu−0.02Mg−x(Ti+B)(x=0,0.01,0.02,0.05,0.10,0.20,质量分数,%)合金。研究结果表明,ZA27合金的硬度和强度随(Ti+B)含量的增加而提高,在(Ti+B)含量为0.05%时达到最高值。TiB改性剂可以细化初生α(Al)相晶粒,改变珊瑚状(α(Al)+η-Zn)共析组织的微观结构,这是ZA27合金力学性能提高的原因。改性后的共析组织表现出篮状和条状共析组织微观结构特点。初生α(Al)相晶粒的细化很可能与B在固−液界面上偏析引起的成分过冷有关。B和/或Ti参与共晶和共析反应,改变了共析组织的形态。

利用间歇浸没式生物反应器进行果蔗组培快繁

以果蔗(Badila)茎尖脱毒组培苗为材料,利用间歇浸没式生物反应器(Temporary immersion bioreactors TIBs)进行组培快繁的技术体系的研究。结果表明:(1)使用TIBs系统进行甘蔗组织培养一代增殖较传统方法高出10倍以上;(2)TIBs系统以第4代继代材料为宜;(3)接种密度在10～15株/L培养基最有利于甘蔗组培苗的增殖和生长;(4)TIBs系统中6-BA浓度为0.5～1.0mg/L时适合于增殖培养,NAA浓度为4mg/L时有利于根的诱导;(5)浸没间歇频率在1min/3h时增殖和生长表现较为优异,1min/6h时有利于根的诱导和根的生长。

利用间歇浸没式生物反应器进行香蕉(Musa AAA Cavendish var.Williams B6)组培快繁研究(英文)

以香蕉(MusaAAACavendishvar.WilliamsB6)茎尖诱导的组培苗为材料,开展了利用间歇浸没式生物反应器(TIBS)进行组培快繁技术体系的研究。结果表明,(1)TIBS系统可使香蕉组织培养一代增殖14倍以上,比传统方法提高2～3倍;(2)含2.0mg·L-16-BA的TIBS系统适合于增殖培养;(3)TIBS系统中,以第7代继代材料为宜,接种密度在每株100mL培养基最有利于香蕉组培苗的增殖和生长;(4)TIBS系统中浸没间歇频率在4min/3h时增殖和生长表现比较优异,而4min/6h时则有利于根的诱导和根的生长。

何首乌离体快繁技术体系的建立

【目的】建立何首乌离体快繁技术体系,为其种苗生产提供技术支持。【方法】以从广西陆川县采集的何首乌幼嫩单芽茎段为外植体,分析不同灭菌时间、不同植物生长调节剂种类和浓度及不同培养方式对其组织培养快繁技术的影响。【结果】适宜何首乌外植体消毒灭菌的方法为0.1%HgCl2浸泡处理8 min;适宜不定芽诱导的初代培养基为MS+1.0 mg/L 6-氨基腺嘌呤(6-BA)+0.05 mg/L a-萘乙酸(NAA),腋芽萌发率达96.7%;适宜的继代增殖培养基为MS+2.0 mg/L苯基噻二唑脲(TDZ)+0.05 mg/L NAA,增殖系数为5.68,植株健壮;无菌苗的单芽茎段以浸没间歇式培养(TIBs)增殖系统效果最佳;适宜的生根培养基为1/2MS+0.01 mg/L NAA,生根率达91.33%。【结论】建立了以带腋芽茎段为外植体的何首乌离体快繁技术体系,可为其种苗生产提供新途径。

基于间歇浸没式生物反应器的荔浦芋组培快繁体系优化

【目的】优化基于间歇浸没式生物反应器系统(TIBs)的荔浦芋组培快繁体系,为荔浦芋脱毒组培苗的工厂化、自动化生产提供技术支持。【方法】以荔浦芋新品种桂芋2号茎尖分生组织脱毒诱导获得的不定芽为外植体,利用TIBs培养系统筛选出适合组培苗增殖及生根的最佳激素组合,并分析不同继代材料、接种密度及浸没间歇频率对组培苗增殖和生根效果的影响。【结果】利用TIBs培养系统可有效提高荔浦芋组培苗的增殖效果,增殖倍数达28.96倍,约是传统固体培养方法(2.87倍)的10倍,且组培苗的株高和生根数均极显著高于传统固体培养植株(P<0.01)。在TIBs培养系统中,含4.00 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)+0.05 mg/L萘乙酸(NAA)的培养基最适合荔浦芋组培苗增殖和生长,其组培苗增殖倍数为32.04倍。当接种材料为第4代荔浦芋继代材料、接种密度为10株/L、浸没间歇频率为5 min/6 h时,最有利于组培苗增殖和生长,增殖倍数均在30.00倍以上,可缩短萌芽时间,组培苗长势良好,且培养基污染率为0。【结论】利用TIBs培养系统对荔浦芋继代材料进行高效快繁具有可行性,可为实现及推动荔浦芋健康种苗繁育的工厂化生产提供技术支持。