Ti、Zr对纯铝组织和性能的复合影响

通过向工业纯铝中复合添加微量Ti、Zr元素,研究了Ti、Zr合金化对纯铝微观组织、力学性能的影响。结果表明,Ti、Zr元素复合作用下晶粒具有良好的细化效果,力学性能得到提高。当添加0.5%Ti+0.3%Zr时,组织细化效果最佳,材料的抗拉强度达到78.87 MPa,伸长率达到52.2%。

Ti、Zr加入形式对TZM合金组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了TZM合金,研究了不同Ti、Zr加入形式对TZM合金组织形貌、维氏硬度和高温变形抗力的影响。结果表明:加入Ti、Zr元素的TZM合金中存在大量Ti、Zr氧化物及单质,可有效阻碍位错运动,提高合金强度;以TiH2-Zr形式加入的TZM合金,第二相分布均匀弥散,且高温变形抗力最大。

Ti、Zr、Bi、Mn氧化物掺杂对PbCrO_4可逆热色性的影响

本文研究了以 Ｐｂ Ｃｒ Ｏ４ 为基质材料，利用固相反应掺入 Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｂｉ、 Ｍｎ 的氧化物，通过热色性检测和可见反射光谱测定发现产物具有明显的可逆热色性、稳定的化学性质和较低的变色温度，并对热色性机理进行了探讨．

微量合金元素Ti、Zr对Mo金性能和显微组织的影响

采用粉末冶金法制备Mo-Zr、Mo-Ti合金,研究了Zr、Ti的添加方式及添加量对Mo的拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,添加合金元素Zr、Ti大大提高了Mo的力学性能。合金元素Zr以纯Zr形式加入较以ZrH2形式为佳,其添加量在0.1%(质量分数,下同)时,合金性能最高。元素Zr仅有极少部分固溶到Mo基体中,大部分与合金中少量氧结合以ZrO2粒子相存在。合金元素Ti则以TiH2的方式添加为佳,添加量为0.8%时合金性能最高。元素Ti一部分固溶到Mo基体中,另一部分与Mo及合金中的少量氧结合以MoxTiyOz复合氧化物粒子相存在。

Ti、Zr对铝铜合金组织和力学性能的影响

采用力学性能试验和组织观察的方法,研究了不同成分配比的复合孕育剂Ti、Zr对铸造铝铜合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:元素Ti和Zr的复合添加能够明显促进铝铜合金晶粒细化,增加合金的抗拉强度和塑性。当复合添加0.1%Zr+0.5%Ti时,试样组织晶粒细化作用最明显,平均晶粒尺寸仅为28μm,使粗大的等轴枝晶细化为细小的等轴晶;当复合添加0.5%Zr+0.1%Ti时,试样抗拉强度达到了最大值110.38 MPa,断后伸长率达到了5.67%,综合力学性能较好。

Ti、Zr对铸态Al-Cu合金组织和性能影响

采用SEM、EDS、XRD考察了Ti、Zr元素单独或复合添加以及Cu含量对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与未添加的Al-Cu合金相比,单独添加Ti、Zr元素的合金铸态组织得到了一定细化,且等量Ti的细化效果优于Zr。复合添加Ti、Zr时,Ti显著改善了Zr元素的晶粒细化效果。在添加孕育剂的合金中,增加Cu含量的合金强度均有所降低。

退火处理对富Zr型Ti-Zr-Nb-Sn合金显微组织及性能的影响

为了研究退火工艺对冷轧后Ti-49Zr-21Nb-1Sn合金显微组织及性能的影响,对其在850℃分别进行了10、20和40 min的退火处理。借助光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、电化学工作站及X射线光电子能谱(XPS)等研究了不同时间退火后合金的显微组织、力学性能及腐蚀性能。结果表明:随着退火时间的增加,合金的晶粒明显长大,相组成没有发生变化,为单一的β相,合金的弹性恢复轻微升高,塑性指数轻微降低。退火处理后合金的弹性模量、H/E_(r)和H~(3)/E_(r)~(2)值分别在88.4~94 GPa、0.0463~0.0479和0.0088~0.0103 GPa之间变化。极化曲线和阻抗图谱的分析结果表明,随着退火时间的增加,合金的自腐蚀电流密度逐渐增大,容抗弧半径减小,退火10 min时,合金的自腐蚀电流密度最小,容抗弧半径最大,表现出良好的耐蚀性。

轧制态TiZrNbSn合金的再结晶行为

首先对冷轧态Ti-49Zr-21Nb-1.0Sn(TZNS1.0)合金分别在600、650、700、750、800和850℃进行再结晶退火处理10、20、30、60、90和120 min,随后采用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了热处理后合金的组织演变,计算了合金的再结晶激活能,建立了其再结晶动力学模型。结果表明:随着退火温度的升高,TZNS1.0合金的再结晶形核孕育时间缩短,β晶粒经历了回复、再结晶形核和长大阶段。随着退火时间的增加,合金的晶粒尺寸增大,但长大速度逐渐减小。TZNS1.0合金在750℃再结晶退火后,仅少数区域发生再结晶,大部分区域仍为变形组织,并存在许多小角度晶界、高密度位错和轧制织构。在800℃退火后,再结晶区域呈现大角度晶界,轧制织构和高密度位错被消除。退火温度进一步升高到850℃时,再结晶过程全部完成,合金晶粒明显长大。TZNS1.0合金的再结晶激活能为67.45 kJ/mol,850℃退火处理时,合金的再结晶动力学方程为x=1-e^(-0.05t 0.9)。

形变热处理对Ti-Nb-Zr合金组织及超弹性行为的影响

Ti-Nb-Zr合金具有低弹性模量、高强度以及优异的生物相容性,在生物医用材料领域备受关注。Ti-Nb-Zr合金的超弹性归因于β↔α″相变。综述了Ti-Nb-Zr合金的弹性模量和超弹性的影响因素及变化规律。通过添加合金元素来调整相变温度和滑移临界应力,应力诱发马氏体相变更易发生,β相塑性变形延迟出现,获得更大的相变应变和恢复应变。总结了Ti-Nb-Zr合金的形变热处理与超弹性效应之间的关系和作用机制。冷轧后短时间热处理可以增加位错滑移的临界应力、避免其他相(ω或α相)的生长,保持β相的稳定性、提高合金的恢复应变和超弹性。

锡含量对富Zr型Ti-Zr-Nb合金显微组织及性能的影响

采用非自耗真空电弧炉制备了Ti-49Zr-21Nb-xSn(x=0、0.5、1.0、2.0和4.0 mass%)合金。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能试验机、电化学工作站及X射线光电子能谱(XPS)等研究了不同含量Sn元素对合金显微组织、力学性能及腐蚀性能的影响。结果表明:随着Sn元素含量的增加,合金的晶粒明显细化,相组成主要为β相,当Sn元素含量超过2%时,在晶界析出(Ti+Zr)_(5)(Nb+Sn)_(3)相。合金的强度随Sn元素含量的增加先升高后降低,当Sn元素含量为1%时,合金的抗拉强度和屈服强度达到最大,分别为1121和1085 MPa,且伸长率为23.9%。未添加Sn元素时,合金的耐蚀性最佳,添加Sn元素后,合金的耐蚀性逐渐降低,当Sn含量为1%时,合金的自腐蚀电流密度较低,耐蚀性较好。因此,Ti-49Zr-21Nb-1Sn合金具有高的力学性能和较好的腐蚀性能,作为生物医用材料表现出了良好的综合性能。

氧含量及晶粒尺寸对Ti-Zr二元合金拉伸屈服行为的影响

对不同氧含量的温轧态Ti-Zr二元合金进行不同温度的退火及二次时效处理,发现氧含量与晶粒尺寸影响Ti-Zr合金表现出的拉伸屈服行为。通过拉伸试验、金相分析、透射电镜观察及应变时效和EDS元素分布研究了不同锆、氧含量钛合金的屈服延伸与微观组织的联系。研究结果表明:Ti-12Zr-0.25O合金在晶粒尺度处于1~15μm区间时,表现出典型的屈服延伸现象,随着晶粒尺寸增大,屈服延伸逐渐减弱;氧含量从0.1wt%增加至0.3wt%,Ti-12Zr合金表现出最大的上下屈服点应力差值及最大屈服点延伸率,分别为47MPa,5.2%;仅当锆、氧原子共同存在时,屈服延伸得到明显增强,以Ti-12Zr-0.25O尤甚。

Cu-2Ti-0.3Zr合金的热变形行为及组织演变

通过真空熔炼技术制备了Cu-2Ti-0.3Zr合金,在变形温度为750~900℃及应变速率为0.001~1 s^(-1)的条件下,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-2Ti-0.3Zr合金进行了热变形试验。通过分析合金的热变形行为,构建了其本构方程和热加工图,并分析了其在不同变形条件下的微观组织演变。结果表明:合金的流变应力随变形温度的降低而增加,随应变速率增加而上升。通过绘制热加工图,得到了Cu-2Ti-0.3Zr合金的最佳热加工工艺:变形温度为825~900℃和应变速率为0.010~0.050 s^(-1)。在较优的工艺条件下,合金的组织主要由变形晶粒和等轴亚晶组织组成。

Zr-Ti-B-N刀具涂层在600℃恒温过程的演变研究

评估Zr-Ti-B-N刀具涂层在600℃下的耐热能力,研究不同热处理时间对涂层结构和性能的影响规律。采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术制备Zr-Ti-B-N涂层,利用高温马弗炉对涂层进行热处理,借助纳米压痕仪、高温摩擦磨损试验机测试热处理后Zr-Ti-B-N涂层的力学性能、摩擦学性能。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对热处理前后Zr-Ti-B-N涂层的微观结构进行表征,在高温环境下,不同热处理时间对涂层的力学性能、摩擦学性能和微观结构有显著影响。结果证明,在600℃的大气环境下,经1h热处理后,涂层的综合性能稳定,涂层硬度为23.7GPa,临界载荷为31.7N;经2h热处理后,晶粒尺寸逐渐增大,柱状晶结构变得明显,涂层硬度开始下降;经3h热处理后,涂层表面出现明显的氧化膜,晶粒尺寸增大了27.0%,摩擦系数降到最低,为0.66,临界载荷未发生明显变化。

新型Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的构筑及高效降解亚甲基蓝

该文采用热分解法先制备Zr-SnO_(2)中间层,再电沉积β-PbO_(2)层,成功制备了Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极。利用扫描电镜(SEM)、能量散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)技术对电极形貌、晶体结构、元素组成等进行了分析。通过循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)、加速寿命实验等测试其电化学性能,考察其电催化降解亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)活性,优化电流密度和初始MB浓度。结果表明:Ti/Zr-SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的表面为致密四棱锥结构,形成了非化学计量比的β-PbO_(2);与传统的Ti/β-PbO_(2)电极相比,Zr-SnO_(2)中间层可有效提高钛基涂层电极的析氧过电位;修饰电极阻抗为87.64Ω/cm2,电极加速寿命为439 min,是Ti/β-PbO_(2)电极的219.5倍,是Ti/SnO_(2)/β-PbO_(2)电极的1.71倍;在50 mA/cm2的电流密度下降解初始浓度为50.00 mg/L的MB时,180 min内MB去除率可达97%。

热处理对富锆α型TiZrAl合金组织和性能的影响

针对2种富锆α型钛合金(Ti_(60)Zr_(40))_(97)Al_(3)(质量分数/%,下同)和(Ti_(50))Zr_(50)_(97)Al_(3),利用光学显微镜(OM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及室温拉伸等实验手段,分析研究了不同热处理工艺下2种合金的组织和性能。结果表明,经850℃/40 min退火后,合金为α网篮组织,并在α相间留有少量网状β相;经850℃/40 min水冷淬火,形成细针状α'马氏体;经850℃/40 min淬火+600℃/4h时效后,在淬火中形成的细小针状α'马氏体转变成α相,然而马氏体转变不完全,形成α+α'_(remain)组织。T40Z3A合金的拉伸屈服强度可达1100 MPa,并具有7%良好的伸长率;T50Z3A合金虽然具有更高的强度,但其塑性较差。分析表明,由于更高的Zr含量,T50Z3A合金在退火后具有更多的网状β相、淬火时效后具有更多残留α'马氏体相,导致其抗拉强度较高、塑性较差。

类金刚石膜Ti,Zr掺杂对DLC性能的影响

主要针对类金刚石膜存在的内应力大、热稳定性差等缺点,通过反应磁控溅射技术制备了掺杂Ti,Zr金属元素的DLC薄膜,将掺杂Ti,Zr金属元素的DLC薄膜与未掺杂DLC薄膜进行了比较,结果表明掺杂金属的DLC膜能够明显降低薄膜内应力,提高薄膜热稳定性,对于含氢DLC膜,金属的掺杂还提高了薄膜的硬度,但掺杂后的摩擦系数变大。

Ti元素对工业级Zr-Ti合金板材组织及力学性能的影响

通过真空自耗电弧熔炼得到了不同Ti含量(质量分数0~15%)的Zr-Ti合金,并制备成板材样品。借助光学显微镜(OM)分析了不同合金板材的金相组织,利用维氏硬度计及万能电子拉伸试验机研究了不同合金板材的力学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了不同合金板材的断口形貌。结果表明:Ti元素对Zr-Ti合金的组织有明显细化作用;随着Ti含量的增加,Zr-Ti合金板材的硬度和强度明显提高,但伸长率明显降低;合金板材的断口形貌均由韧窝组成,皆为韧性断裂,且随着Ti含量的增加,合金板材断口的韧窝变浅,说明合金的韧性断裂特征减弱,加工性能变差。

Al对Ti_(70)Zr_(20)Ta_(10)合金力学性能的影响

为了研究Al对固溶处理态Ti_(70)Zr_(20)Ta_(10)合金力学性能的影响,本文利用光学显微镜、扫描电镜和万能试验机研究了Ti_(70)Zr_(20)Ta_(10)-xAlx合金的显微组织和室温拉伸性能。结果表明,Al元素固溶到马氏体基体中形成固溶体,几乎不改变固溶态Ti-Zr-Ta合金的晶粒尺寸,Ti-Zr-Ta-Al合金室温下均处于马氏体状态。Al的加入改善了Ti-Zr-Ta合金的力学性能,Ti-Zr-Ta-Al合金室温抗拉强度随Al含量增加而升高,断裂延伸率随Al含量的增加呈先增加后减少的趋势,当Al含量为1.0at%时,Ti-Zr-Ta-Al合金断裂延伸率最大(13.92%)。

(Zr,Ti)O_(4)基微波薄膜介质基片制备关键工艺研究

素坯成型工艺对微波陶瓷材料在微波薄膜介质基片产品中的工程化应用具有关键影响。目前关于(Zr,Ti)O_(4)主晶相系统微波介质陶瓷材料的研究主要集中在降低(Zr,Ti)O_(4)陶瓷烧结温度、掺杂改性优化其介电性能、Q×f值(品质因数与频率的乘积)等配方优化方面。本文以(Zr,Ti)-O4基微波陶瓷材料为原材料,通过研究中介微波薄膜介质基片关键成型工艺对其物相结构、微观形貌和介电性能的影响,发现不同素坯成型工艺方式对(Zr,Ti)O_(4)基陶瓷的致密度、介质损耗值、Q×f值等影响显著。采用方式四进行薄膜介质基片的制备,获得的(Zr,Ti)O_(4)基薄膜介质基片致密度较高,气孔率低,陶瓷材料的介质损耗低至1.1×10^(-4),15 GHz下Q×f值高达50000。本文通过对不同素坯成型方式的研究,以期为(Zr,Ti)O_(4)基微波陶瓷材料薄膜介质基片的工程化应用提供理论支撑。

牙科用Ti-Zr合金的研制及性能特点

目的:研制适合口腔修复用的新型钛合金。方法:参考目前临床常用Co-Cr合金及型金合金的力学性能指标合成牙科用Ti-Zr合金,并且对Ti-Zr合金的力学性能及显微组织结构进行观察。结果:Ti-Zr合金抗拉强度795MPa,屈服强度657MPa,延伸率22%,弹性模量100GPa,硬度249(HK);金相显微组织为细化的晶粒结构。结论:Ti-Zr合金是一种有发展前景的口腔修复用钛合金。