低弹性模量钛合金的研究进展

钛合金作为一种具有良好生物相容性、抗腐蚀性和力学性能的生物医用金属材料已经得到了实际应用。发展新型低弹性模量钛合金是该领域的研究热点之一。从理论设计和实验研究2个方面对低弹性模量钛合金的研究和发展现状进行了评述。以d电子合金设计方法和第一原理计算为代表的理论方法已经成为低弹性模量Ti合金设计的有效手段。多元合金化设计和优化的热机械处理工艺对发展新型多功能、高性能生物医用Ti合金十分重要。

γ-TiAl合金在高温熔盐环境下的腐蚀机理

在800℃、75%Na2SO4和25%NaCl的熔融盐环境中,对名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的γ-TiAl合金进行高温腐蚀实验。通过氧化动力学分析、扫描电镜观察及X射线衍射分析,研究全片层γ-TiAl合金的氧化腐蚀行为,以及高温腐蚀性环境对合金内部微观组织的选择性腐蚀机理。结果表明:在高温熔融盐腐蚀环境下,γ-TiAl合金主要形成由TiO2和Al2O3组成的氧化膜层,且高温熔融盐环境对合金内部微观组织存在明显的选择性腐蚀,即腐蚀路径沿α2与γ两相界面进入合金内部,并优先腐蚀α2相片层及γ相片层中的某些亚结构。合金片层组织中α2相与γ相间的抗氧化性能差异,以及熔融盐腐蚀性环境参与氧化中间反应并加速合金氧化过程是发生选择性腐蚀的主要原因。

等离子喷涂LaTi_2Al_9O_(19)热障涂层的微观组织结构及热物理性能

第一代热障涂层(TBCs)由氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)陶瓷隔热层和金属粘结层组成,该涂层长期使用温度低于1 200℃。随着先进航空发动机向着高推重比发展,迫切要求发展新一代超高温、高隔热热障涂层材料。LaTi2Al9O19(LTA)在1 500℃长期保持相稳定,是一种非常有前景的超高温热障涂层候选材料。本文采用大气等离子喷涂(APS)制备了LTA涂层,研究了喷涂工艺对涂层微观组织结构和热物理性能的影响。结果表明沉积态涂层中含少量的非晶态,在860℃和1 130℃出现晶化峰。等离子喷涂过程中La2O3挥发量较多,导致沉积态涂层中La元素与原始粉末相比含量偏低,而其他组分的化学成分随喷涂功率变化不大。LTA涂层的热扩散系数在1 400℃下为0.3～0.4mm2.s-1,热导率为1.1～1.6W.m-1.K-1。1 050℃经过20小时热处理后,得到晶化的涂层在晶化温度范围内的热扩散系数和热导率值均增大。随着喷涂功率减小,涂层孔隙率增加,热导率减小。

Al-5Nb-RE-B新型细化剂组织和细化效果研究（英文）

采用熔体反应方法制备了一种新型Al-5Nb-RE-B新型细化剂,研究了Al-5Nb-RE-B细化剂对A356铝合金的细化效果的影响。结果表明,Al-5Nb-RE-B细化剂主要包含α-Al基体相、Al3RE、Nb2A120RE和NbB2 4种相;当Al-5Nb-RE-B新型细化剂添加量为1.0%(质量分数)时,A356铝合金的晶粒尺寸从800μm降到200μm;Al-5Nb-RE-B新型细化剂的添加可以增大冷却速度范围,即新型细化剂具有较低的冷速敏感性。

氧化钇坩埚对Ni_3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响（英文）

研究了Y_2O_3坩埚对Ni_3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响,并对使用Y_2O_3坩埚和MgO坩埚进行真空感应熔炼的结果进行了对比。结果表明:使用Y_2O_3坩埚对N_3Al基高温合金IC21返回料进行纯净化熔炼有利于降低返回料中的H、N和O含量,和使用MgO坩埚相比分别降低了50%、80%和80%,最低可以达到0.5、1和2μg/g的数值。当精炼温度高于1550℃或精炼时间超过5min时,精炼参数对纯净化熔炼的效果影响很小。

NiTi合金表面改性研究进展

近等原子比NiTi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应、超弹性以及良好的耐腐蚀性。NiTi合金制备的多种生物医学植入体已经实现了临床应用。但是,NiTi合金在体液的长期腐蚀下析出的Ni离子,可能对人体造成过敏、发炎和致癌等风险。介绍了近几年来采用氧化、等离子体和涂层方法对NiTi形状记忆合金进行表面改性的研究进展情况,这些表面处理主要是对NiTi合金表面自然形成的氧化层进行改造,形成更加稳定、耐腐蚀性能更高的新表层,以抑制或者隔绝Ni离子的溶出,从而提高合金在长期使用情况下的生物相容性。分别对这几种改性方法的优缺点进行了总结,最后指出了表面改性研究的未来发展方向。