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。

Ti-Zr-Nb固溶体合金动态压缩强度的机器学习模型优化

Ti-Zr-Nb固溶体合金具有优异的强塑性匹配和撞击释能活性,在杀爆战斗部毁伤元和聚能战斗部药型罩材料领域极具应用价值.为了实现Ti-Zr-Nb合金及类似固溶体合金的动态力学性能精准预测,并支撑战斗部材料的精准设计与成分优化,采用粉末冶金法制备了56种Ti-Zr-Nb合金,并测试了材料的动态压缩强度,在此基础上开展了Ti-Zr-Nb合金动态压缩强度预测的机器学习模型优化、主控参量筛选研究,优化后的模型实现了合金动态压缩强度的预测误差<8%,并揭示了影响合金动态压缩强度的3个关键主控参量及权重排序:Δχ>G>δG.采用优化后的模型成功设计了具有更高动态压缩强度的合金成分,经试验验证,所设计的材料动态压缩强度达到3100 MPa,高于同类固溶体合金.

钎焊温度对TA1/Ti-Zr-Cu-Ni-Ag/TA1接头界面组织性能的影响

采用Ti-Zr-Cu-Ni-Ag钎料进行TA1钛合金的连接,并使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析测试手段对不同钎焊温度下获得的接头界面组织和断口形貌进行了分析。研究表明,TA1/Ti-Zr-Cu-Ni-Ag/TA1接头典型界面微观组织为α-Ti/α-Ti+β-Ti+(α-Ti+γ)/α-Ti。随着钎焊温度的升高,钎缝宽度呈先增加后减小的趋势,共析组织更加分散,α-Ti组织逐渐增多,α-Ti和(α-Ti+γ)的片层状结构也逐渐明显;剪切试验表明当钎焊温度为900℃,保温时间为20 min时,钎焊接头的抗剪强度达到172.04 MPa的峰值,接头的断裂模式为韧脆混合断裂;接头平均抗拉强度为260.04 MPa,达到了母材的65%。

氢化辅助Ti-Zr-Ta合金的制备及其性能

Ti-Zr-Ta难熔合金具有优良的力学性能和冲击释能特性,在含能结构材料领域展现出良好的应用前景。Ti-Zr-Ta合金目前主要通过熔炼工艺制备,但其组元均为高熔点金属,熔铸成形的方法难以制备出组织结构均匀的大尺寸部件。基于此,本工作采用氢化脱氢法预先制备Ti-Zr-Ta难熔合金粉末,并利用真空热压工艺烧结成型,在此基础上,对烧结态Ti-Zr-Ta合金的组织结构、力学性能和冲击释能特性进行了研究。结果表明:氢化脱氢法制得的Ti-Zr-Ta合金粉末平均粒径为9.4μm,由BCC1,BCC2,HCP三相组成;在1300℃的烧结温度下制备得到的Ti-Zr-Ta合金密度为7.34 g/cm^(3),基本实现了全致密化,合金主要由BCC1和BCC2两相组成,准静态压缩强度和断裂应变分别为1637 MPa和6.4%,呈脆性断裂特征。在弹道枪实验中,5.6 g烧结态Ti-Zr-Ta合金以1493 m/s的速度击穿靶板后,在27 L密闭靶箱内产生的峰值超压达到0.195 MPa,显示出较为优异的冲击释能特性,其释能主要来源于合金弹丸高速撞击产生细小碎片的氧化反应。

牙科用Ti-Zr合金的生物安全性评价

采用细胞毒性实验 ,溶血实验及口腔粘膜刺激试验对 Ti- Zr合金的生物安全性进行了初步的评价。结果显示 :Ti- Zr合金细胞毒性实验评级为 0级 ,溶血程度为 0 .15 % ,口腔粘膜刺激试验未见异常组织学反应。由以上结果可以初步认为 Ti-

应用电子微探针-扫描电镜-拉曼光谱-电子背散射衍射研究一种未知Ti-Zr-U氧化物的矿物学特征

本文应用电子微探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)在阿尔金地区的榴闪岩中发现了一种微米级含铀氧化物矿物,结合光学显微镜、拉曼光谱和电子背散射衍射(EBSD)技术对该矿物的化学成分、赋存状态、物理及光学性质、晶体结构等矿物学特征进行了研究。结果表明,该矿物在空间上与钛铁矿关系密切且主要产于其边部,为一种不透明矿物;主要化学组成为TiO2、ZrO2和UO2,实验化学式为(Zr,U)Ti2O6,其中U与Zr互为类质同象替代;具独特的拉曼光谱特征,初步确定为斜方晶系且具有序的铌钙矿结构。通过电子微探针U-Th-Pb定年获得等时线年龄为451±49Ma,可能代表了寄主岩石的退变质年龄。将该矿物与化学成分类似的晶体进行对比,发现与斯里兰卡石等已知天然矿物存在差异,而与一种人工合成晶体Zr5Ti7O24在化学成分和晶体结构上较为相似,可以初步推断Ti-Zr-U氧化物为一种未被人们发现的新矿物。

铸模温度对牙科用Ti-Zr合金铸流率影响的研究

目的 :通过对Ti_Zr合金铸流率的研究 ,为Ti_Zr合金临床应用提供合理的铸造参数。方法 :采用网状试样法 ,测量Ti_Zr合金、纯钛及Ti_6Al_4V合金在 3种铸模温度 (室温、30 0℃、6 0 0℃ )下的铸流率。结果 :Ti_Zr合金在室温铸造时其铸流率明显低于纯钛及Ti_6Al_4V合金 ,并且Ti_Zr合金的铸流率也明显低于 30 0℃及 6 0 0℃组。结论 :为保证临床义齿铸造的完整性 ,Ti_Zr合金铸造时铸模温度应在 30

Ti-Zr-Ni系三元准晶的成分特征研究

系统研究了两个等电子浓度线(e/a=1.20,1.25)上Ti-Zr-Ni铸态合金的组织与结构,发现吸铸法可在很宽的成分区间(TixZr100-x)100-yNiy,43.75％≤x≤81.25％,17％≤y≤20％)内获得Ti-Zr-Ni准晶,其中,Ti40Zr40Ni20为理想准晶成分,能形成长15 mm、直径6 mm的单相准晶棒.准晶成分特征研究表明: Ti-Zr-Ni准晶系也具有与Al基三元准晶系相似的相图特征.一方面, Ti-Zr-Ni准晶与其类似相一起构成准晶“等电子浓度线”现象;同时,三元准晶成分满足准晶“变电子浓度线”特征,形成准晶的理想成分Ti40Zr40Ni20位于准晶等电子浓度线与变电子浓度线交点处.

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。

牙科用Ti-Zr合金铸造后挠度的研究

目的 :研究Ti_Zr合金铸造后的挠度 ,为选择Ti_Zr合金临床应用的合理厚度提供依据。方法 :参照美国ADA关于义齿基托树脂材料挠度的标准 ,测量不同厚度的Ti_Zr合金的挠度 ,并对Ti及Ti_6Al_4V合金以及临床常用的Co_Cr合金进行对比研究。结果 :Ti_Zr合金、纯钛及Ti_6Al_4V合金在厚度为 0 6 5mm左右时能够达到义齿基托挠度的标准。钴铬合金在 0 5 7mm左右即可达到标准要求。结论 :临床制做Ti_Zr合金基托时 ,厚度应选择 0 6

常温下添加剂对有色Ti-Zr转化膜形貌与性能的影响

为揭示有机物、钒盐两种添加剂对Ti-Zr转化膜膜层生长与耐蚀性能的影响,通过涡流测厚仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、点滴腐蚀法等研究了转化膜的厚度、微观形貌、化学成分及耐蚀性能等.结果表明:同时添加钒盐和有机物,在30 s内即可获得有色的Ti-Zr转化膜,该膜层致密、均匀,表面平整,膜层中氧化物含量明显增加,且相较于无添加剂的Ti-Zr转化膜,膜厚增加了4倍以上,耐点滴腐蚀时间延长了3倍多,腐蚀电流密度降低至原来的1/6、极化电阻提高了3倍以上,耐蚀性能得到显著提高.

铸态Ti-Zr-Ni准晶的贮氢特性

研究铸态Ti-Zr-Ni准晶体的贮氢特性。Ti40Zr40Ni20合金在吸铸条件下形成了近单一的二十面体准晶相(IQC相),其吸氢坪台压力在170℃时约20 kPa,160℃时只有0.6 kPa,吸氢量为0.8%(质量分数);而Ti45Zr38Ni17合金在同样条件下则形成了IQC、MgZn2结构的C14 Laves相与体心立方结构的β-(Ti,Zr)固溶相,它可实现室温贮氢,150℃时贮氢量达到4%,且具有较好的吸氢动力学。结果表明,合金成分与制备方法对Ti-Zr-Ni准晶的贮氢特性有较大影响。

Ta-W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层组织结构与氧化行为

采用料浆烧结法在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-Zr涂层,利用内热法在大气环境下测试了涂层在1 400℃的抗氧化性能,通过扫描电镜、电子探针和波谱分析等手段分析了Ta-10W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层氧化前后的微观形貌与组织结构。结果表明:原始涂层呈3层结构,从表面到基体的组织依次为(Zr,Cr,Ti)Si_2→(Ta,W)Si_2→(Ta,W)_5Si_3→Ta合金;1 400℃高温下保持10 h,涂层仍可有效防护钽合金基体不失效;涂层高温抗氧化机理在于形成了致密的(Si,Zr,Cr,Ti)O_2复合氧化膜,有效减缓了氧元素向内扩散的速率。

Ti-Zr催化剂对NaH/Al复合物可逆储氢特性的影响

采用机械球磨(NaH/Al+Ti)和(NaH/Al+Ti-Zr)复合物的方法加氢制备了NaAlH4配位氢化物,系统研究了Ti、Ti-Zr催化剂以及不同加氢条件对其可逆储氢行为的影响.结果表明,对于NaH/Al体系的吸放氢性能,共掺金属Ti粉/Zr粉的催化作用比单独掺金属Ti粉的催化作用要好.随着加氢温度从85℃上升到140℃,体系的吸氢容量先增后减,并在120℃时达到最大值;同时,发现共掺Ti-Zr催化剂的复合物具有最佳的储氢性能,在120和85℃时的吸氢量分别为4.61%和3.52%(w),比仅掺Ti催化剂的复合物分别高出0.40%和0.70%(w)的吸氢量.随着加氢压力的增大,(NaH/Al+Ti-Zr)复合物的吸氢性能随之提高.XRD和DSC分析结果表明,NaAlH4体系的放氢过程明显发生两步分解反应,共掺Ti-Zr催化剂的复合物储氢性能优于单独掺Ti催化剂的原因是,共掺催化剂能有效改善NaAlH4体系吸放氢反应的动力学性能,并降低体系的放氢温度.

Ti-Zr-Ni-Cu非晶系的等电子浓度特征

以准晶成分Ti40Zr40Ni20为基准,在Ti-Zr-Ni-Cu系中设计出电子浓度为1．200和原子尺寸为0．1474 nm的系列合金,并用铜模吸铸法制备直径为3 mm的合金棒试样．结果表明, Ti12Zr55Ni13Cu20成分附近可形成块体非晶合金, 而Ti3Zr60Ni12CU25和Zr60Ni10Cu30成分点上形成了单一的四方Zr2Cu型非晶相关相．准晶、块体非晶合金和Zr2Cu相是具有相同电子浓度的电子化合物,它们在成分图上表现出鲜明的等电子浓度特征,表明块体非晶合金的等电子浓度判据适用于 Ti-Zr-Ni-Cu非晶系．二十面体与截角八面体间的结构关联可作为准晶或非晶合金多型性转变成Zr2Cu相的结构模型．

旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为

采用冷等静压、高温烧结和直接高温旋锻的方法制备Mo-Ti-Zr合金棒材,研究不同退火温度对合金力学性能与显微组织的影响以及对断面收缩率为30%的旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为。结果表明:当退火温度低于1000℃时,随着退火温度的升高,Mo-Ti-Zr合金硬度未急剧下降,抗拉强度和伸长率逐渐提高;经900℃退火后,合金抗拉强度达到669MPa,伸长率达到3.1%,获得良好的综合力学性能;当退火温度在800～1000℃范围内时,Mo-Ti-Zr合金晶粒发生再结晶细化;旋锻态Mo-Ti-Zr合金的断口主要为穿晶解理断裂,随着退火温度的提高,出现较多细晶粒的穿晶断裂和沿晶断裂。

Pd替代对Ti-Zr-Ni准晶合金结构的影响

针对Ti_(45)Zr_(38)Ni_(17)与Ti_(40)Zr_(40)Ni_(20)准晶合金用X射线衍射仪、透射电子显微镜与金相等手段研究了不同含量的Pd替代对其结构的影响.在吸铸态下,前一个合金形成了二十面体准晶相(IQC)与少量配位数为8的bccβ-(Ti,Zr)相,用2%Pd(原子分数,下同)对合金的Ti或Zr组元替代,抑制了β-(Ti,Zr)相析出并促使配位数为14的MgZn_2结构的简单六方C14 Laves相生成.而后一个合金中IQC相则与少量简单六方α-(Ti,Zr)共存,在2%Pd替代后α-(Ti,Zr)消失,生成了单一的IQC相,但当Pd替代量增加到6.7%或13.3%时,配位数为12的IQC相急剧减少而C14相大量析出,并在Ti_(40)Zr_(26.7)Ni_(20)Pd_(13.3)合金中生成了单一C14相.结果表明,添加中等尺寸的Pd原子有利于提高Ti-Zr-Ni合金的原子密堆性,使合金趋于生成高配位数的Laves相,这种相的Fermi面与Brillouin区的相互作用不显著,偏离了电子相的稳定机制.

非晶态Ti-Zr-Cu-Ni基钎料性能的研究

利用快速凝固技术制备了Ti-Zr-Cu-Ni基非晶态薄带钎料,厚度为30～40μm,测定了非晶态和相同成分的普晶态钎料的熔化特性。相比之下,非晶态钎料的液相点降低了4.3℃,结晶温度区间缩小近40℃。利用扫描电镜,对普晶态及非晶态钎料金相组织及其在TC4上的扩散性能进行了较为详细的研究,并且测定了TC4钎焊接头的抗拉强度和冲击韧度值。结果表明,当钎料成分相同时,非晶态钎料组织细小密散,熔化温度低,在TC4母材上扩散性能好,接头抗拉强度高、冲击韧度值高,是一种很好的新型钎料。

微量ZrC对Mo-Ti-Zr合金显微组织与性能的影响

采用粉末冶金方法制备出Mo-Ti-Zr-ZrC合金,研究了微量ZrC对Mo-Ti-Zr合金性能和显微组织的影响。结果表明,微量ZrC的添加,使得Mo-Ti-Zr合金的相对密度和抗拉强度均得到提高,并且在ZrC添加量为0.4%(质量分数)时,合金强度达到最高,较Mo-Ti-Zr合金提高了35.1%。添加的ZrC颗粒可以与坯体内的氧发生反应,生成含氧的第二相颗粒,起到减少孔隙、提高强度的效果,并且弥散分布的第二相颗粒对合金具有弥散强化效果,从而使合金强度显著提高。

快速凝固Ti-Zr-Ni合金的电化学贮氢性能

采用铜辊快速凝固方法制备了Ti45Zr30Ni25和Ti50Zr25Ni25合金,并对合金作为镍-氢二次电池负极的动力学和电化学性能进行了研究。结果表明,Ti45Zr30Ni25为非晶相合金,Ti50Zr25Ni25合金由准晶相和非晶相组成。两合金电极的最大放电容量分别为129和132mAh/g。在240mA/g电流密度下,高倍率放电性能(HRD)分别为62.7%和63.3%。合金电极的交换电流密度分别为205.1和375.6mA/g,氢在合金中的扩散系数分别为5.4×10-11和5.8×10-11cm2·s-1。