相场法模拟强迫流场对Mg-Gd系合金中海藻晶及其晶型转变的影响

利用相场法模拟了强迫流场作用下Mg-15Gd(质量分数,%)合金中海藻晶生长机制及其晶型转变过程,并定量分析了流速变化对定向凝固过程中海藻晶向树枝晶转变的影响。结果表明:无流场作用下,在抽拉速度为50μm/s时枝晶尖端容易分裂形成海藻晶,而在抽拉速度为90μm/s时发生了海藻晶向树枝晶的转变;引入x方向强迫流场时,流速越大,枝晶向上游方向的生长倾角越大,枝晶尖端继续分裂未发生海藻晶向树枝晶的转变;而引入y方向强迫流场后,流速越大,枝晶生长速度越快、组织越细密,海藻晶向树枝晶的转变提前。

可降解镁合金气管支架在兔气管狭窄模型中初步应用

目的探讨可降解镁合金气管支架制备及其在气管狭窄动物模型中应用的安全性及可行性。方法采用气管软骨环间横行切开气管,并用毛刷环形破坏气管黏膜方法制备兔气管狭窄模型30例。镁锌钇钕(Mg-Zn-Y-Nd)合金经热挤压和冷拉拔工艺制备出直径0.24 mm和0.28 mm两种丝材,通过单根丝一体化整体编织技术将两种合金丝编织成8 mm×20 mm气管裸支架各15枚,并检测其物理性能。透视下将两种支架分别植入气管狭窄模型兔气管内,并于术后3、7、15、30、60 d各处死两种支架3只兔,评价支架金属丝断裂、支架压缩、支架降解及气管黏膜肉芽组织增生情况。结果两种镁合金支架支撑力均略大于镍钛(Ni-Ti)合金支架,丝材直径0.28 mm支架支撑力大于直径0.24 mm支架;丝材直径0.24 mm、0.28 mm支架平均扩张率分别为76.46%、84.66%;镁合金支架完全自膨性能略低于Ni-Ti合金支架。术后3 d支架结构完整,无坍塌;术后7 d支架结构基本完整,有部分丝材断裂,未见组织增生;术后15 d支架基本坍塌,大部分丝材断裂,未见组织增生;术后30 d支架完全降解,气管内壁光滑,未见组织增生;术后60 d气管内壁光滑,未见组织增生。结论镁合金支架径向支撑力稍强于Ni-Ti合金支架,金属丝易断裂,但生物相容性良好,可降低肉芽组织增生。

骨植入镁合金表面缓蚀剂覆载的微弧氧化/PLGA 复合涂层的制备与表征

目的在可降解镁合金表面制备缓蚀剂覆载的微弧氧化/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)复合涂层,提高其耐蚀性。方法首先利用微弧氧化技术在镁合金表面制备出适合复合缓蚀剂涂层的微弧氧化(Micro-Arc Oxidation,MAO)涂层,之后在微弧氧化多孔涂层上浸涂PLGA-缓蚀剂涂层,得到复合涂层,缓蚀剂选择天然植物提取物姜黄素(Curcumin,Cur)。利用SEM&EDS、FTIR和AFM等实验对涂层形貌、成分及结构进行分析,通过电化学测试、体外浸泡实验评价涂层的耐蚀性能。结果FTIR结果表明Cur可成功覆载在涂层中,且不与PLGA发生反应。电化学测试和体外浸泡实验表明MAO/PLGA-Cur涂层能有效提高镁合金的耐蚀性。动电位极化曲线显示MAO/PLGA-Cur涂覆样品的腐蚀电流密度比基体下降了3个数量级,浸泡14 d的质量损失比基体下降62.04%,比未覆载的样品减少26.63%。结论MAO时间为10 min为最合适复合缓蚀剂涂层的参数。Cur作为缓蚀剂的最佳添加量为0.12%,PLGA的最佳添加量为12%,最佳浸涂角度为0°。

搅拌摩擦加工对Mg-Zn-Y-Nd合金厚板组织与性能的影响

为了获得组织分布均匀且综合性能好的较大改性区,对Mg-Zn-Y-Nd合金厚板进行单面和双面搅拌摩擦加工,并对其组织和性能进行研究。结果表明:经搅拌摩擦加工后合金的微观组织均得到了显著细化,单面和双面搅拌摩擦加工后合金搅拌区的上部、中部和下部样品的平均晶粒尺寸依次分别为4.45μm、5.08μm、5.30μm和3.93μm、3.20μm、3.19μm;相比于均匀化退火态合金和单面搅拌摩擦加工态合金,双面搅拌摩擦加工态合金的组织分布更加均匀和细小,其下层搅拌区的抗拉强度和伸长率最高,分别为283.3 MPa和23.9%,且耐腐蚀性能最好,腐蚀方式由点蚀变为均匀腐蚀。

非等温凝固下Mg-Gd合金多枝晶生长的相场法模拟

建立耦合温度场的多晶相场模型,对非等温凝固下多枝晶的生长进行定量研究。发现热扩散系数越大,凝固潜热释放越快,枝晶生长速度越快,枝晶尺寸就越大;增大过冷度会导致凝固驱动力增强,凝固潜热释放速度和枝晶生长速度加快,枝晶转变的固相体积分数增大,大量溶质在液固界面处或枝晶间富集。

DH590及其镀锌钢板电阻点焊工艺和性能研究

双相钢是目前汽车工业中应用最为广泛的高强钢之一,研究双相钢及镀锌双相钢电阻点焊工艺及性能的区别,对汽车生产具有参考价值。通过正交试验优化参数,测量电阻点焊接头熔核的外观尺寸,检测点焊接头的剪切力、硬度,观察焊点的显微组织,研究了DH590及其镀锌钢板的电阻点焊工艺及性能差异。结果表明:DH590点焊工艺最优参数为焊接电流11.5 kA,焊接时间15 cycle,电极压力2.5 kN;相同焊接参数下镀锌钢熔核直径比非镀锌钢小15%~20%;电阻点焊后,镀锌钢中残留的锌元素主要分布在熔合线的末端位置;熔核直径相当情况下锌层对点焊接头的硬度、拉伸性能无显著影响。

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应。综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借助材料基因组技术开发高活性低排放的低银无镉钎料,持续创新复合钎料加工制备技术如搅拌摩擦加工、电磁致塑技术;加强质量监控、控形提性开发表面质量优良的连续型盘装、桶装药芯复合钎料以替代传统手工条状钎料,加速我国钎焊自动化进程。

添加C10H10Cl2Ti对6LiBH4-CaH2-3MgH2体系储氢性能的影响

C10H10Cl2Ti的添加可以有效改善6LiBH4-CaH2-3MgH2样品吸放氢性能,添加的质量分数为5%时具有较好的催化效果。样品的起始和终止放氢温度比原始样品分别降低约30和25℃,可逆储氢量(质量分数)约为8.1%。添加C10H10Cl2Ti催化剂的样品在360℃下等温放氢速率比原始样品提高了178%。两步放氢反应的表观活化能分别为131.4和138.8 kJ·mol^-1,相比原始样品降低了约18.6%和15.8%。利用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对样品进行分析发现,热分解过程中C10H10Cl2Ti生成了多价态的Ti化合物,催化了LiBH4与CaH2的反应,从而改善了复合体系的储氢性能。

一次镁空气电池阳极材料研究进展

金属空气电池是一种安全高效无污染的新型电池,其广泛的应用前景得到了全球研究者的关注。镁空气电池是金属空气电池的代表之一,也是继锂电池之后电池发展的新方向,然而现有的镁空气电池利用率远未达到期望,而且电压不够稳定,所以提升其利用率及稳定性对于充分发挥镁空气电池的潜力至关重要。本研究从一次镁空气电池的结构出发,全面介绍了镁空气电池系统的相关概念,从阳极开发的角度全面介绍了镁空气电池最新的相关研究进展。同时基于近年来发表的结果,讨论了阳极开发所需要关注的因素,总结了一次镁空气电池阳极材料的设计方法,展望了未来镁空气电池的研究方向。

钎剂复合4047钎料组织及钎焊性能分析

采用粉末锻造法制备了钎剂复合型铝硅共晶4047复合钎料,并对比研究了自制钎剂复合4047钎料与市售药芯钎料、进口钎剂复合钎料的组织与钎焊性能。结果表明:钎剂复合4047钎料存在2个吸热峰,钎剂熔点略低于钎料合金熔点。钎剂复合4047钎料的润湿铺展面积为363 mm^(2),与进口钎料(353 mm^(2))接近,二者均优于药芯钎料(311 mm^(2))。在85%湿度、35℃环境条件下,钎剂复合4047钎料与进口钎料的抗吸潮性优良,药芯钎料放置72、144、216 h的吸潮率分别为3.88%、4.02%、4.27%,钎剂吸潮增重明显。钎剂复合4047钎料组织分析结果表明,钎剂颗粒被钎料合金包裹、固定在基体组织内,钎剂尺寸细小、分布均匀,压实系数高。钎剂复合4047钎料钎焊性能较好,钎缝区组织致密,钎着率高,6061/3003搭接接头断裂强度平均达107.5 MPa,断裂发生在3003侧热影响区。