钛表面处理对增强钛/瓷结合强度的影响

为了提高钛/瓷结合强度,通过不同方法对钛表面进行处理,研究了钛表面处理后钛/瓷界面组织及结合强度。试验结果表明,烤瓷前进行钛表面喷砂处理,对增强钛/瓷结合强度的影响并不显著,但对抑制钛/瓷界面裂纹的扩展起到积极作用;钛表面预氧化处理能够在钛表面形成一层均匀的氧化膜,使参与界面反应的TiO2增多,反应层增厚,但预氧化温度对钛/瓷结合强度有重要影响;钛表面磁控溅射Zr中间层能够抑制钛表面生成过厚氧化层,而中间层厚度对钛/瓷结合强度也有较大影响。     

预氧化处理对钛瓷冠界面结合影响的研究

分析研究了预氧化处理工艺对钛瓷冠修复体钛－瓷界面结合强度的影响．研究发现：与传统烤瓷修复工艺不同,预氧化处理对钛瓷结合强度无增强作用,且预氧化温度高于５００℃时对钛－瓷结合还会产生不利的影响．同时对我们研制的钛瓷材料进行了评价．     

Ni-Cr合金烤瓷材料界面组织结构和力学性能

应用扫描电镜、能谱、X射线衍射及电子拉伸试验机对Ni-Cr合金与烤瓷材料的界面组织结构与力学性能进行了分析。结果表明:Ni-Cr合金烤瓷制作过程中产生残余应力和缺陷将导致瓷崩、瓷裂、剥离或脱落。烤瓷温度T对金-瓷界面剪切结合强度影响较大,T=990℃、保温时间t=1.0 min时,金-瓷界面剪切结合强度可达到37.52 MPa。在金-瓷界面处由于Ni-Cr合金与熔融的玻璃相烤瓷材料相互作用,形成新的化合物型界面,对提高金-瓷界面结合强度将起到非常重要的作用。     

氧化时间对钛合金微弧氧化膜层的影响

为增强钛合金的生物活性,选用磷酸盐为电解液的主配方,对钛合金进行微弧氧化表面处理,研究氧化时间对微弧氧化膜层的影响,其中包括氧化过程中电解液中钛离子浓度的变化,并借助XRD,SEM等手段对膜层进行物相及表面形貌的分析。结果表明:在微弧氧化过程中,钛合金基体中的钛离子溶解到电解液中;随着氧化时间的增加,电解液中的钛离子浓度也随之增加,氧化膜层为金红石和锐钛矿的混合晶相;但随着氧化时间的增加,氧化膜层中的金红石型晶相逐渐减少直至消失,表面形貌出现孔径不均匀,粗糙度变大等现象。     

纯钛切削过程氧化膜特性研究

切削纯钛时加工表面产生的氧化膜会影响其物理性质。为探究纯钛在切削过程中的氧化膜特性,对纯钛进行单因素切削试验,观察氧化膜的形貌特征,检测其物相组成,并基于密度泛函理论的第一性原理分析氧化膜的形成机理。研究结果表明：切削表面生成一层氧化膜,其主要由TiO₂构成,随着进给量增加,TiO₂的含量逐渐增多;氧化膜表面凸凹不平,波形图上相邻波峰和波谷之间的距离及高度差均随着进给量的增加而增大;切削表面产生严重塑性变形,塑性变形厚度随进给量增加而增大;纯钛发生高温氧化时,氧原子被钛原子吸附至加工表面,并与钛原子间发生电荷转移生成O—Ti共价键,其与钛原子的结合能力由表及里逐渐减弱。     

铸造纯钛表面微弧氧化工艺研究

微弧氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能.实验以Na3PO4.12H2O为电解质对铸造纯钛进行微弧氧化.结果表明,不同电压的微弧氧化效果不同,铸造纯钛的微弧氧化的最佳工艺参数为电压275V,电解质浓度15g/L,时间15min.纯钛微弧氧化后表面为一层为致密和一层带有微孔的双层TiO2氧化膜,氧化膜是由于火花放电和排出气体形成的.     

紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响

纯钛在空气中和氧化或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜,而具有优良耐腐蚀性能.采用椭偏仪研究了纯钛在大气中的氧化吸附行为以及紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响,结果表明:纯钛表面氧化吸附层厚度随着在大气中放置时间的延长而增加,tanΨ和cos△随膜层厚度增加而增大,而总折射率和总消光系数随膜层厚度增加而减小.紫外线照射2 h可以完全去除钛氧化膜表面所吸附的碳水化合物,起初tanΨ和cos△随着照射时间的延长而减小,总折射率和总消光系数随着照射时间的延长而增大,在2 h内并分别达到最小值和最大值.随着紫外线照射时间的进一步延长,tanΨ和cos△基本保持不变,而总折射率和总消光系数略有所降低.     

阳极氧化法制备铝合金表面梯度搪瓷涂层

采用阳极氧化和低温快烧技术制备高性能的铝合金表面梯度搪瓷涂层。将铝合金板材放入硫酸溶液中进行阳极氧化,用磷酸溶液阳极氧化膜进行扩孔,用搪瓷釉料进行涂搪和烧制,通过扫描电子显微镜、金相显微镜和机械性能测试将该试样与直接涂搪烧制的试样进行对比分析。结果表明:直接涂搪烧制的试样的瓷层表面出现了裂纹和气泡等内部缺陷,而通过阳极氧化过渡处理后,瓷层的致密度和光洁度较好,瓷层与基体的结合强度显著提高。       

激光选区熔覆牙科用钴铬钼合金的金瓷结合性研究

为解决传统铸造的钴铬钼烤瓷修复体在临床应用中存在的崩瓷、瓷剥落等问题,对激光选区熔覆（Selective Laser Melting, SLM）技术制作的牙科钴铬钼合金进行了金瓷结合性研究,以探求SLM技术在临床应用的可行性。使用SLM成型机制备金瓷结合、热膨胀系数试样,以铸造钴铬钼合金为对比,借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热膨胀仪等分析测试方法,通过对其显微结构、相组成、热膨胀系数、金瓷结合强度及其结合界面的研究来综合评价SLM制作的钴铬钼合金的金瓷结合性。研究结果表明：SLM制作的钴铬钼合金的相组成主要包含FCC结构的α相和HCP结构的ε相,不含针状有害相σ相,且α相的含量达到84%;SLM制作的钴铬钼合金在25℃~500℃的平均线膨胀系数为13.874×10-6 /K,低于同类铸造钴铬钼合金试样,金属基体与陶瓷的热匹配性更好;SLM钴铬钼合金的金瓷结合强度为（36.55±1.78）MPa,明显高于铸造合金（P<0.01）,且数值稳定性更好;钴铬钼合金与陶瓷的断裂模式是粘附开裂,与结合界面处金属与陶瓷润湿性和内生氧化膜形态有关;SEM分析发现SLM制作的烤瓷件合金与陶瓷的润湿情况较好,无微孔等缺陷,内生氧化膜厚度较厚;铸造烤瓷件合金与陶瓷的润湿性较差,存在微孔等缺陷,内生氧化膜的厚度较薄。通过与铸造钴铬钼合金性能对比发现,SLM制作的钴铬钼合金具有更好的金瓷结合性,这为SLM技术在牙科修复临床应用提供参考。     

偏铝酸盐溶液纯铝阳极微弧氧化膜的影响因素

利用阳极微弧氧化技术在纯铝表面制备了陶瓷膜,研究了偏铝酸盐体系下,影响氧化陶瓷层生长的因素,并分析了电解液浓度、氧化电压、电流密度及氧化时间对阳极微弧氧化陶瓷层生长的影响.得到了电解液浓度、电压、电流密度及氧化时间对氧化膜成膜的关系曲线.利用SEM分析了铝合金阳极微弧氧化陶瓷层的表面微观形貌.实验结果表明:陶瓷层表面宏观粗糙度及膜层表面微观形貌受电参数和氧化时间的影响较大.最佳的工艺参数为:电解液浓度为30g/L、电压350V、电流密度1.5A/cm2、氧化时间控制在25min以内.     

Microstructure Model of the Interfacial Zone Between Fresh and Old Concrete

A new model of repaired concrete which divedes the bonding interface into a penetrating layer,a stongly-affected layer and a weakly-affected layer was put forward,The model is mainly based on the observation of the microstructure of interface between fresh and old (3 months to 60 years) concretes by using scanning electron microsocpy,Then ,the mechanism of the microstruture formed was anlyzed,Finally ,The relationship between the nicro-structure and macro-mechanical perfomance of the interface was discussed.     

等离子喷涂镍层界面的研究

利用金相显微镜及扫描电镜对在Ａｌ－１２％Ｓｉ合金上等离子喷涂大约厚０１ｍｍ左右的喷涂镍层的组织形态及两相界面做了细致观察。观测表明,在基体铝合金与带状喷涂镍层之间存在由厚氧化膜形成的不规则熔合线,阻碍焊合作用。因此在现有工艺条件下,镍与铝合金尚未达到冶金上的熔合,对两相结合机理也做了进一步探讨。     

Surface analysis of chemical stripping titanium alloy oxide films

The chemical stripping method of titanium alloy oxide films was studied. An environment friendly solution hydrogen peroxide and sodium hydroxide without hydrofluoric acid or fluoride were used to strip the oxide films. The morphologies of the surface and cross-section of the oxide films before and after the films stripping were characterized by using scanning electron microscopy (SEM). The microstructure and chemical compositions of the oxide films before and after the films stripping were investigated by using Raman spectroscopy (Raman) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was shown that the thickness of the oxide film was in the range of 5-6 μm. The oxide films were stripped for 2 to 8 min in the solution. Moreover, the effect of the stripping time on the efficiency of the film stripping was investigated, and the optimum stripping time was between 6-8 min. When the stripping solution completely dissolved the whole film, the α/β microstructure of the titanium alloy Ti-10V-2Fe-3Al was partly revealed. The stripping mechanism was discussed in terms of the dissolution of film delamination. The hydrogen peroxide had a significant effect on the dissolution of the titanium alloy anodic oxide film. The feasibility of the dissolution reaction also was evaluated.     

药芯焊丝双丝高效堆焊技术的研究

为了探索一种新的高效堆焊技术,采用型号为YJ501-1的氧化钛型CO2气体保护药芯焊丝对低碳钢表面进行了双丝堆焊,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱分析仪和显微硬度计等分析方法对堆焊层以及堆焊层与基体之间的界面组织、成分和性能进行分析研究。试验结果表明,利用双丝高效堆焊技术可以在金属表面制备一层结构致密、性能优越、结合牢固、稀释率低的堆焊层。     

高强度铝质电瓷材料显微结构的研究

借助于XRD、SEM等手段,系统地研究了铝质高强度电瓷材料的显微结构、物相组成 及性能与结构之间的差异特征。建立了电瓷材料力学性能与显微结构因素的关系,揭示了电 瓷材料强度和显微结构影响最敏感的因素及其先后顺序是:Al2O3含量>烧成温度T>(K2O +Na2O)含量>SiO2含量。高强度电瓷材料合理的主晶相应以刚玉、莫来石为主,而石英和 玻璃相及气孔相的量较少。     

钛微合金化高强度耐候钢成分设计及熔炼

在普通耐候钢Q450NQR1成分的基础上,通过理论计算,设计出一种钛含量为0.04%～0.10%、屈服强度为520～750 MPa的高强度耐候钢。按照成分设计要求,采用高频真空感应炉在1 873 K条件下熔炼钢样,并对不同钛加入量的钢样进行成分和组织结构分析。结果表明,熔炼的钢样中氧含量为（17～26）×10-6,氮含量为（12～66）×10-6,钛含量为0.006 1%～0.059 0%;钢样组织主要由铁素体和珠光体构成,随着钢中钛含量的增加,晶粒明显细化,钢组织渐趋均匀。SEM分析表明,钢中长方体的TiN夹杂,是以球形的Al2O3、MgO和钛氧化物夹杂为核心生长的,必要时在微合金化处理之前将钢中的氧含量降低到一定程度。     

Microstructure and properties of nitrided layer of titanium plate,produced by simultaneous laser quenching and liquid-nitrogen cryogenics

In the present study, titanium plate was treated by a novel method of laser quenching, simultaneously combined with liquidnitrogen cryogenics(LQLNC). The microstructure and properties of the titanium plate after treatment were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry, Vickers hardness testing, and friction wear testing.The results show that the treated titanium plate is covered by a nitrided layer with a homogeneous thickness of about 60 μm,while the nitrided layer consists of Ti N and α-Ti phases. Compared to general laser quenching, the LQLNC treatment increases the hardness and wear resistance of the surface-modified layer of the titanium plate. As a result of grain refinement in the nitrided layer, the cracking induced by the rapid solidification of the conventional laser-quenching process has also been effectively solved.     

纳米复合材料生物材料及界面微结构的研究进展

综述了纳米复合材料、生物材料及界面微结构的研究进展；特别阐明了本课题组近几年来在原位金属基复合材料及界面、钛基生物医学材料、双相纳米永磁复合材料及微结构等研究领域的主要研究思路、学术动态和研究结果．