多孔NiTi合金种植材料的细胞毒性实验研究

目的:检验多孔NiTi合金与灌注羟基磷灰石多孔NiTi合金牙种植材料的生物相容性,为进一步进行动物实验及临床应用提供实验依据。方法:通过细胞毒性实验(MTT法),评价多孔NiTi合金牙种植材料的生物安全性。结果:MTT实验显示L929细胞在多孔NiTi合金牙种植材料浸提液中生长良好,细胞毒性为0级。结论:多孔NiTi合金与灌注羟基磷灰石多孔NiTi合金牙种植材料具有良好的生物安全性。

Co-W磁性薄膜应变对其有效磁晶各向异性能的影响

利用磁控溅射在250℃的MgO(220)单晶基片上先后沉积Cr(100 nm)下底层和不同厚度(9~80 nm)的Co-11%W(原子分数)磁性层,二者取向附生生长关系为Cr(112)[111]∥Co-W(1010)[1210]和Cr(112)[110]∥Co-W(1010)[0001].随着膜厚的增加,Co-W在薄膜面内的压应变(ε<0)由-0.388 4%减小到-0.271 1%,Co-W在薄膜法线方向拉应变(ε>0)从0.781 3%减小到0.544 5%,相应地其有效磁晶各向异性能一级常数Ke1ff由3.82×106减小到2.58×106erg/cc.该结果表明通过设计磁性层和下底层之间的应变状态,可以达到调节磁记录介质有效磁晶各向异性能的作用.

NdFeCoBZrGa合金各向异性磁粉的制备

HDDR(氢化-歧化-脱氢-再结合)工艺是一种用于生产各向异性Nd2Fe14B基磁粉的有效方法.主要研究了真空HDDR工艺(即合金在真空中以较快速率加热到820℃左右,然后在一定的氢气压力下吸氢歧化)及添加合金元素Ga对Nd13Fe64.4-yCo16B6.5Zr0.1Gay(y=0.1,0.3,0.5,1.0)合金磁性能的影响规律.结果表明,真空HDDR工艺的吸氢歧化阶段是促使材料产生磁各向异性的关键,脱氢阶段采用低真空高温制度是材料获得高各向异性的保证;合金元素Ga有助于细化主相晶粒,提高材料的综合磁性能,其最佳原子分数添加量为0.5%;成分为Nd13Fe63.9Co16B6.5Zr0.1Ga0.5的合金经真空HDDR工艺处理,其最佳磁性能为:iHc=1 018 kA.m-1,Br=1.32 T,(BH)max=118.6 kJ.m-3,DOA=0.787.

歧化氢压对Nd12．5Fe80．4-xCoxGa0.5Zr0.1B6．5各向异性HDDR磁粉性能的影响

主要研究了d—HDDR工艺及添加合金元素Co对Nd12．5Fe80.4--xCoxGa0.5Zr0.1B6．5（x=0、4、8、12、15）合金磁性能的影响规律。结果表明，氢压是HD—DR磁粉吸氢歧化产生磁各向异性的重要敏感因素，0．025MPa的歧化氢压对提高磁粉的各向异性具有最好的效果，磁能积达到：Br=1．252T，jHc=768．7kA／m，（BH）max=253．4kJ／m^3，DOA=0．58。（合金元素Co的添加有益于HDDR磁粉磁性能改善，在0～15％（原子分数），随着Co含量增加d—HDDR磁粉的磁能积逐渐增大。

SiCp粒径级配对55%SiCp/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用真空热压法制备了55%SiCp/6061Al(55%为体积分数)复合材料,研究SiCp粒径级配对复合材料SiCp分布均匀度、致密度和抗弯强度的影响.研究结果表明:粒径级配复合材料组织致密、SiCp分布均匀且SiCp与6061Al合金基体界面结合强度高.双粒径(60+25)μm、质量比4∶1复合材料热处理后抗弯强度由395 MPa提高为548 MPa;三粒径级配为(120+60+25)μm、质量比为1∶1∶1的复合材料热处理前抗弯强度最高,为397 MPa;双粒径级配(106+25)μm、质量比4∶1的复合材料致密度>99.0%、均匀度>90.00%、热处理后抗弯强度>400MPa,具有优异的综合性能.

三维网络SiC陶瓷/金属复合材料摩擦性能的研究

以三维网络SiC陶瓷／Fe—Cu合金复合材料作为静片、三维网络SiC陶瓷／40Cr复合材料作为动片，研究了法向载荷、摩擦时间和pv值对该材料体系摩擦因数的影响以及摩擦次数对静片磨损量的影响，并采用金相显微镜观察了复合材料的显微结构和磨损表面形貌，分析了材料的摩擦磨损性能和磨损机理．结果表明：该摩擦副的稳定摩擦因数在0．33～0．35之间，摩擦过程中材料的磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主，材料表面摩擦形成的氧化层硬度较高，是该材料耐磨性能优良的主要原因．

国内外铍及含铍材料的研究进展

综述近20年来国外铍及含铍材料的研究进展,主要包括铍的冶金制备、铍合金、铍和氧化镀金属基复合材料、铍金属间化合物等。概括我国在铍材料方面取得的研究与生产技术进展,以及与国外研发水平的差距。并展望未来10年我国铍及含铍材料需要重点发展的新材料以及突破的关键技术。

电流直加热动态热压烧结制备SiC_p/Fe复合材料

用电流直加热动态热压烧结法制备SiC_p/Fe复合材料,研究了工艺参数对其性能的影响．结果表明,材料的性能随着热压压力、加载电压、烧结时间和间歇电流循环次数的增大而明显提高．该工艺热效率高,升温速率快,制备时间短,放电点的弥散分布,能实现均匀加热并使颗粒表面活化,使材料组织细小均匀．用此工艺可快速制备出均质、高致密和高质量的SiC_p/Fe复合材料,其最好性能为致密度99．9%,布氏硬度416HB,抗拉强度838 MPa．

SiC_p/Al-2618复合材料的应力-应变曲线和增强颗粒受力的模拟

对体积分数为15%的SiC颗粒增强Al-2618复合材料,采用不同的热处理条件得到硬基体和软基体两种不同性能的合金.建立了一个基于Eshelby等效夹杂方法的颗粒复合体力学模型,通过引入基体割线模量和切线模量的方法模拟了上述两种复合材料的应力-应变曲线,计算增强粒子的受力情况.采用基于单胞模型的有限元方法,利用ANSYS商品软件进行了同样的模拟工作并进行对比.通过与实验曲线的对照表明,Eshelby颗粒复合体力学模型可以更准确的预测出硬基体和软基体两种复合材料的应力-应变曲线,而有限元单胞模型不适用于预测软基体复合材料.预测出的粒子中的受力远高于基体中的受力,表明载荷传递是颗粒增强金属基复合材料强度提高的主要机理.

B_4C粒度配比对B_4C-Al复合材料显微组织与力学性能的影响

在B4C预烧体中真空熔渗铝制备B4C-Al复合材料,研究不同粒度配比对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:B4C-Al复合材料主要由B4C、Al、AlB2和Al3BC等相组成;随着细颗粒B4C(d50=1μm)含量的增加,复合材料的HRA硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大,断裂韧性先增大后稍微降低,当细颗粒B4C含量为40%(质量分数)时,复合材料的气孔率、硬度HRA、抗弯强度和断裂韧性分别为1.08%、71.7、505.8MPa和6.41MPa.m1/2;延性铝的加入和细颗粒B4C的增加是造成材料断裂韧性提高的主要原因;随着Al渗入量的增加,复合材料断口中金属撕裂棱及韧窝的比例增加。

退火时间对IF深冲钢板再结晶织构的影响

借助于三维取向分布函数(ODF)分析,研究了IF深冲钢板在750℃和800℃退火时不同保温时间对其再结晶织构的影响.实验结果表明,750℃和800℃退火试样的再结晶γ纤维织构({111}〈uvw〉)的强度随退火时间的延长而逐渐增强,再结晶α纤维织构中从{001}〈110〉至{112}〈110〉的强度随着退火保温时间的延长而下降然后再回升.同时800℃退火试样的γ纤维织构的强度明显高于750℃退火试样的γ纤维织构的强度,与之对应800℃退火试样的α纤维织构的强度显著低于750℃退火试样的α纤维织构的强度.

B_4C陶瓷材料的无压烧结与性能

以碳化硼微粉作为原料,选用SiC和C为烧结助剂,研究了SiC和C对无压烧结B4C材料的体积密度、硬度、抗折强度和断裂韧性等性能的影响.结果表明,最佳烧结温度为1975℃,保温时间是30min.SiC和C的质量分数对材料密度、硬度和抗折强度的影响都是先增大后减小.烧结助剂SiC和C的最佳添加量分别为6%和5%(质量分数)时,得到相应的无压烧结B4C陶瓷材料的最佳力学性能:体积密度为2.45g/cm3,维氏硬度为35GPa,抗折强度为240MPa,断裂韧性为3.0MPa.

新型铜基自润滑材料的制备

实验设计以Cu—Ni—sn—Pb雾化合金粉末为基体，添加钨、纳米Al2O3强化相，以二硫化钼和1．5％，2．0％，2．5％，3％，4％不同质量分数石墨作为固体润滑相组成新的复合材料体系，利用粉末冶金技术制备一种新型铜基自润滑材料．应用数码显微镜、x射线衍射和显微硬度仪等分析技术，对实验样品的制备工艺、组织结构和性能进行了研究．结果表明：优化的烧结工艺为温度880～900℃，烧结时间3h；随着石墨增加使得样品的硬度和强度降低；2％石墨铜基自润滑材料的密度为6．41g／cm^3，硬度为38HV，可以初步满足低速运转条件下机械自润滑零件的应用．

羟基磷灰石/钛网状复合材料的制备及其性能

以Ca(OH)2和H3PO4为反应物,通过溶胶-凝胶法制备了羟基磷灰石(HA)粉体;用机械混合法制备了TiH2包覆HA的粉体;用热压法制备了纯HA陶瓷材料及HA/Ti复合材料.XRD相分析结果表明:通过溶胶-凝胶法制备的HA粉体,经过900℃煅烧2 h后,粉体的主晶相为HA,有少量的CaO;HA/TiH2包覆粉末经1 050℃热压后,复合材料中的主要相是HA和Ti,同时出现了Ca2P2O7和Ca3(PO4)2相.1 050℃热压的HA/25%Ti(体积分数)复合材料的断裂韧性为2.4 MPa.m-1/2,抗弯强度为54 MPa,均高于纯HA材料.显微组织的观察表明金属钛在材料中呈网状分布,网状分布的金属相能够通过裂纹桥接机制阻止HA基体中的裂纹的扩展.

颗粒形状对铝基复合材料力学行为影响的模拟

采用有限元分析的方法,用平面应变和轴对称两种单胞模型,分析了形状不同的SiC增强颗粒对经T6处理的铝基复合材料力学行为的影响.两种单胞模型的模拟结果均显示,对于颗粒是多边形状的铝基复合材料,随着颗粒边数的逐渐增大,颗粒的平均受力逐渐减小,复合材料的屈服强度也逐渐降低.平面应变单胞模型模拟的结果显示,三角形颗粒对于提高复合材料的屈服强度贡献最大;而用轴对称单胞模型模拟时,矩形颗粒对提高材料的屈服强度贡献最大.

不同颗粒增强铁基复合材料磨损性能的对比

采用动态电流直加热制备,提出了分段加热工艺,研究了陶瓷颗粒增强铁基复合材料的磨损性能和磨损机理.结果表明:四种不同颗粒增强铁基复合材料的磨损量均在#45钢磨损量的15%以下;Ti(C,N)对改善材料磨损性能作用最强,表明与基体界面可经受一定变形量的强化粒子最有利于提高耐磨性;复合材料的耐磨性均在强化粒子体积分数为10%时达到最好.铁基复合材料表现出高摩擦系数时耐磨性反而更好的特性,在耐磨材料应用方面显示出巨大优势.

增强颗粒含量和尺寸对SiC_p/Fe复合材料性能的影响

利用电流直加热动态热压烧结工艺,分别制备了增强颗粒体积含量从5%到15%,尺寸从3μm到45μm的SiCp/Fe复合材料,研究了粒子含量与尺寸对复合材料硬度、强度、延伸率和耐磨性能的影响.研究表明:增强颗粒的体积含量从5%提高到10%,可以明显提高材料的性能;随着增强颗粒含量进一步提高,颗粒团聚将导致材料性能降低;增大颗粒尺寸,可以改善复合材料中的粒子分布均匀性,提高材料性能;但当粒子尺寸大于临界尺寸时,较低的粒子强度将使复合材料性能降低.增强颗粒含量为10%,尺寸为13μm的SiC颗粒强化的铁基复合材料,可获得高达949 MPa的屈服强度和501HV5的硬度.

铁基复合材料碳化硅粒子混合尺寸增强作用机理

采用粉末冶金电流直加热动态热压烧结工艺,制备了混合尺寸粒子增强SiCp/Fe复合材料,研究了四种不同尺寸增强粒子的混合对铁基复合材料力学性能的影响。结果表明,合理地设计混合尺寸强化粒子利于提高铁基复合材料的力学性能,标称粒度为13μm与23μm的粒子组合,增强粒子体积含量10%时,小粒子与大粒子的最佳质量混合比为2∶1,而含量为20%时最佳为1:1。与13μm单尺寸颗粒增强SiCp/Fe复合材料相比,采用最佳比例混合尺寸粒子增强,10%SiCp/Fe复合材料的抗拉强度提高了9.7%,而与23μm单尺寸颗粒增强复合材料相比,其抗拉强度提高了38.3%。混合尺寸粒子优良的增强作用是由于提高了复合材料的相对密度,减少增强粒子间的直接接触,有利于载荷从基体向强化粒子传递。

热压温度对C-SiC-B_4C复合材料性能的影响

用热压烧结法制备C-SiC-B_4C复合材料,研究了热压温度对其显微组织和力学性能的影响.结果表明,材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而提高.在2000℃烧结的复合材料综合力学性能最佳,其体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2.81 g/cm^3、2.4%、236.7 MPa和5.4 MPa·m^(1/2).随着热压温度的提高,材料的组织经历了陶瓷相长大、C相变薄、C相和SiC逐渐致密化等过程.利用鳞片石墨C_(fg)易在压力下滑动在陶瓷基体上形成C_(fg)条状组织的特性,实现了材料的显微组织设计.碳陶复合材料的界面结合状态改善、C_(fg)条状结构和C_(fg)与陶瓷相的热膨胀不匹配是材料力学性能提高的主要原因.

不同类型陶瓷颗粒对铁基复合材料力学性能的影响

采用电流直加热动态热压制备,研究了不同类型陶瓷颗粒(SiC、Cr3C2、TiC和Ti(C,N))增强铁基复合材料的力学性能,并应用Eshelby等效夹杂方法来考察不同类型增强粒子载荷传递的贡献,用以解释实验现象和揭示强化机理。结果表明,SiC颗粒对改善复合材料抗拉强度的作用最好,Cr3C2粒子次之;TiC/Fe和Ti(C,N)/Fe复合材料的强化机理以增加粒子承担载荷的方式为主,而SiC/Fe和Cr3C2/Fe复合材料的增强机理除载荷传递外,还存在增强铁基体本身强度的作用。