TC4 表面等离子 Ni 改性层摩擦磨损研究

目的研究TC4表面等离子Ni改性层摩擦磨损情况,以提高航空用钛合金的使用寿命。方法以近等原子比Ti Ni二元合金作为源极靶材,利用等离子表面合金化技术在TC4表面制备Ni改性层,考察合金层的组织、成分、相结构以及硬度分布,分析Ni改性层和基体的摩擦学性能。结果 Ni改性层主要由Ti2Ni,Ti Ni,Ti等相组成,Ni原子数分数最高为18%;表面硬度高达625HV;改性后的摩擦系数与基体相近,磨痕宽度是基材的1/3。结论 TC4表面等离子Ni改性层耐磨性增加。     

Ni-Ti形状记忆合金性能及表面活化研究进展

近等原子比的Ni—Ti合金由于其超弹性及形状记忆效应已成为广泛应用于医学领域的牛物材料。表面修饰能够进一步改善Ni—Ti合金的表面状态，提高其抗腐蚀性、生物相容性和生物活性。本文简要论述了Ni—Ti合金的表面特性、抗腐蚀性以及生物相容性，并对Ni—Ti合金表面改性技术进行了分类讨论。     

TC4合金表面TiNi/Ti2Ni改性层不同载荷滑动干摩擦性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了TiNi/Ti2Ni合金层,考察了合金层的表面形貌、成分分布、截面组织形貌、相结构。采用球盘磨损试验机分析了TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷下的滑动干摩擦学性能,并与基体进行对比。结果表明,基体和TiNi/Ti2Ni合金层磨损机制主要表现为磨粒磨损。在同一磨损条件下,TiNi/Ti2Ni合金层的摩擦系数略低于基体,耐磨性优于基体。TiNi/Ti2Ni合金层在不同载荷的摩擦系数接近,在0.29~0.32之间波动。随着载荷的增加,磨损率增加。     

Ni—Ti合金在650—850℃空气中的氧化行为研究

研究了Ni,Ni－5Ti,Ni－10Ti及Ni-15Ti(质量分数,％,下同）合金在650－850℃空气中的氧化行为。结果表明,在650℃氧化时,Ni-Ti合金的氧化速率明显优于纯Ni,合金表面形成连续的TiO2为主的氧化膜;随着氧化温度的升高,Ni-Ti合金的氧化速率逐渐增加至接近或大于纯Ni,合金表面形成由NiO,NiTiO3和TiO3组成的外氧化层,同时沿合金基体发生Ti的内氧化。在Ni-10Ti和Ni－15Ti合金（内）氧化前沿,原始合金的二相组织已退化成单相组织。进一步讨论了合金氧化机制。     

球磨制备Ti_(0.8)Zr_(0.2)V_(2.7)Mn_(0.5)Cr_(0.7)Ni_(1.75)-15wt%A_2B_7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3。研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构固溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300.1mA/g,经100次循环后的电化学容量保持率为97.2%,球磨5h后试样的循环稳定性高达99%。     

Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金的热稳定性及腐蚀行为

采用熔体旋淬法制备了Ni76Ti5P19和Ni73Ti5Zr3P19(at%)非晶合金,对其热稳定性及腐蚀行为进行了研究,并讨论了Zr元素的添加对Ni-Ti-P非晶合金性能的影响。结果表明,Zr元素的添加提高了Ni76Ti5P19非晶合金的玻璃转变温度(Tg)和晶化温度(Tx),但使得过冷液体温度区间(ΔTx)有所降低。电化学实验表明,在NaCl、HCl和H2SO4溶液中,Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金发生自钝化,具有良好的耐腐蚀性能,这可能归因于合金表面Ti/Zr和P元素的富集。在同一溶液中,与Ni76Ti5P19非晶合金相比,Ni73Ti5Zr3P19非晶合金具有较高的开路电位和较低的钝化电流密度。在Ni-Ti-P合金中添加元素Zr以替代部分Ni能够在钝化膜中引入ZrO2,从而提高合金表面氧化膜的保护性,改善合金的耐腐蚀能力。     

Surface Modification of Ti6Al4V by Plasma Copper and Nickel Alloying Process

利用等离子表面合金化技术对Ti6Al4V表面进行Cu/Ni合金化处理,采用SEM研究了温度对合金层微观结构的影响,采用GDS和XRD对合金层的成分和相组成进行测试。结果表明,850℃制备的合金层与基体冶金结合,厚度约7μm,主要由Ti,Ti2Ni,TiNi,Cu0.81Ni0.19和CuTi相组成。抗菌结果表明,合金化试样在12 h内展现了优良的抗菌性能。表面合金层也显著提高了钛合金的耐磨性能。     

Ti6Al4V表面等离子Cu/Ni合金化（英文）

利用等离子表面合金化技术对Ti6Al4V表面进行Cu/Ni合金化处理,采用SEM研究了温度对合金层微观结构的影响,采用GDS和XRD对合金层的成分和相组成进行测试。结果表明,850℃制备的合金层与基体冶金结合,厚度约7μm,主要由Ti,Ti2Ni,TiNi,Cu0.81Ni0.19和CuTi相组成。抗菌结果表明,合金化试样在12 h内展现了优良的抗菌性能。表面合金层也显著提高了钛合金的耐磨性能。     

医用Ti6Al4V合金表面改性研究进展

Ti6Al4V合金因具有优异的力学性能和良好的生物相容性而被广泛应用于人体硬组织替代物和修复物领域。由于合金本身耐摩擦磨损性差,不具备生物活性等缺点,因此对Ti6Al4V合金进行表面改性具有重要意义。本文介绍对Ti6Al4V合金进行改性的有效方法,综述了其表面改性的研究进展,展望了表面改性的发展趋势。     

球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75—15wt％A2B7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3.研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构同溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.55Ni0.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.3Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300．1mA／g,经100次循环后的电化学容量保持率为97．2％,球磨5h后试样的循环稳定性高达99％。     

多孔NiTi合金直流-脉冲阳极氧化表面改性研究

采用低温直流-脉冲阳极氧化技术对多孔NiTi合金表面进行改性,分析直流-脉冲阳极氧化过程,利用XPS、SEM、动电位极化对阳极氧化膜的组成、形貌以及耐腐蚀性进行研究,观察阳极氧化前后多孔NiTi合金在模拟人工体液中Ni离子释放行为。研究结果表明在直流3 A、脉冲6 A下阳极氧化的多孔NiTi合金表面形成了一层均匀的多孔氧化膜,其厚度在190 nm左右,主要成分为Ti的氧化物,阳极氧化后多孔NiTi合金的耐腐蚀性显著提高,其Ni离子释放速率大幅度降低。     

AZ31镁合金薄壁管分流挤压速度影响规律仿真研究

采用粉末烧结法制备了Ti2.8C0.2Ni2,Ti3Ni1.8C0.2和Ti3Ni2合金,并对其电化学性能进行了研究.结果表明:Ti2.8C0.2Ni2及Ti3Ni1.8C0.2合金在碱性电解液中具有较低腐蚀速率和较好抗粉化性能.因此,Ti2.8C0.2Ni2及Ti3Ni1.8C0.2合金的循环寿命相比Ti3Ni2合金有明显的改善,其容量保持率分别为66.4％和63％,远高于原Ti3Ni2合金(53.4％).此外,Ti3Ni1.8C0.2合金还具有较高的最大放电容量316.8 mAh/g (Ti3Ni2合金为305.3 mA/g).3种合金都具有优异的HRD性能,它们在电流密度为1100mA/g时仍能保持62％以上的HRD.用C取代后合金的HRD得到进一步提高,尤其是Ti3Ni1.8C0.2合金的HRD提升较多.     

Ni含量和热处理对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变行为的影响

用示差扫描量热仪和拉伸试验对比研究了不同温度退火态Ti50.5，Ni49.5、Ti49.8Ni50.2和Ti49.4Ni50.6合金的相变特性和形变行为。中温退火态Ti50.5Ni49.5和Ti49.8Ni50.2合金冷却／加热时的相变类型为A→R→M／M→A（A—母相，R—R相，M—马氏体），Ti49.4Ni50.6合金的相变类型为A→R→M／M→R→A。随Ni含量增加，Ti—Ni合金的相变温度降低，相变热滞增加。随退火温度Tn升高，这3种合金的马氏体相变温度升高，热滞减小；Ti50.5Ni49.5合金的R相相变温度TR恒定不变；Ti49.8Ni50.2和Ti49.4Ni50.6合金的TR先升高后降低。室温下，Ti50.5Ni49.5合金呈现形状记忆效应，Ti49.4Ni50.6合金呈现超弹性，Ti49.8Ni50.2合金呈现形状记忆效应＋超弹性。近等原子比和富镍Ti—Ni合金的形状记忆特性优于贫镍合金。随Ta升高，三合金拉伸曲线的平台应力减小；Ti49.4Ni50.6超弹性合金的滞弹性面积增大，阻尼性增强，能量储存密度和储存效率减小。Ta=673～773K时，Ti—Ni合金的形状记忆特性良好，Ta超过823K后，该特性变差。     

TA2表面电火花沉积NiCr涂层的界面行为

以Ni Cr合金为电极,在TA2表面通过电火花沉积技术制备了Ni Cr合金强化涂层,用显微硬度计考察了涂层的断面显微硬度,并通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征了涂层的微观结构。结果表明:涂层主要由Ni Ti2,Cr4Ni15Ti,Cr1.75Ni0.25Ti及Ni Ti等相组成,涂层厚度约为40~70μm,涂层与基体形成了良好的冶金结合。涂层显微硬度高达HV620,涂层具有较好的耐磨性。     

医用多孔NiTi合金的显微组织、力学性能及耐蚀性

采用气氛烧结法制备了生物医用多孔Ni Ti合金,考察了造孔剂碳酸氢铵含量对合金显微结构、抗弯强度、弹性模量和耐蚀性的影响。结果表明,多孔Ni Ti合金主要含有Ni Ti合金相及少量Ti2Ni和Ni3Ti杂质相组成,碳酸氢铵含量对合金的相组成无显著影响。随着碳酸氢铵含量的增加,多孔Ni Ti合金的孔隙率增加、孔径增大,而抗弯强度和弹性模量降低,在模拟体液Hank’s溶液中的耐蚀性变差。多孔Ni Ti合金孔隙率为36%~62%,孔径为50~300μm,抗弯强度为22~220 MPa,弹性模量为0.7~6 GPa,这些参数均与人体骨组织极为接近,说明此多孔Ni Ti合金是非常有前途承重硬组织替代材料。     

Electrochemical Properties of the Amorphous Ti3Ni2 Alloy in Ni/MH Batteries

采用机械球磨晶态Ti3Ni2 (Ti2Ni/TiNi)合金的方法制备非晶态的Ti3Ni2合金,并研究其电化学性能.充放电测试结果显示,非晶态Ti3Ni2合金成功地解决了晶态Ti3Ni2合金在高温下(333 K)循环寿命极短的缺点.在333K循环19次后,相对于晶态Ti3Ni2合金较低的容量保持率(39.47％),其非晶态合金有效的将容量保持率提高到88.83％.通过Tafel极化,线性极化以及交流阻抗测试,发现这种改善源于非晶态Ti3Ni2合金的耐蚀性远优于其晶态合金.     

Ti2Ni3Si/NiTi金属间化合物合金在H2SO4溶液中的腐蚀行为

利用激光熔炼材料制备技术,制得了由三元金属硅化物Ti2Ni3Si初生枝晶和枝晶间Ti2Ni3Si/Ti共晶组成的金属间化合物耐磨耐蚀合金;采用极化曲线、塔菲尔图(Tafel Plot)和交流阻抗(EIS)等技术,研究了合金在1 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为以及Ti含量对合金组织与耐蚀性的影响.结果表明:由于表面形成的稳定钝化膜及Ti2Ni3Si和NiTi的高化学稳定性,使合金在1 mol/L H2SO4溶液中具有优异的耐蚀性,且随着Ti含量的升高,合金的耐蚀性略有提高.     

含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能

采用水淬法制备了Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co块状非晶合金(BMGs)。使用XRD进行相分析，采用热分析仪进行玻璃转变温度、晶化温度和热稳定性等的测定，用SEM观察试样压缩后的外表面和断口形貌。研究了Co对Zr—Ti—Cu—Ni—Be合金非晶形成能力(GFA)、热稳定性及力学性能的影响。结果表明：含Co的所有Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs都有1个明显的玻璃转变点和宽的过冷液相区(△T）。Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5合金具有和Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金相当的△T；Co的添加明显提高Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的力学性能，含Co量大于10at％的Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的压缩断裂强度（σf）超过2000MPa，Zr38Ti17Co22.5Be22.5合金的σf达到2230MPa，比Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金的σf提高23％。     

钛合金圆环工件表面合金化及其滚动摩擦性能研究

采用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金圆环工件表面制备Mo渗镀改性层,将其与未渗Mo处理的Ti6Al4V合金在模拟实际工况条件下进行油润滑的滚动摩擦对比试验,比较二者的磨损情况,并分析磨损机理。结果表明,Ti6Al4V合金表面进行渗Mo处理后,形成了均匀、致密且高硬度的Mo基改性层。Ti6Al4V合金表面渗Mo后,硬度由渗层到基体呈梯度分布。滚动摩擦试验表明,渗Mo处理后表面无减摩效果,但磨损量大大减小,耐磨性得到有效改进。通过对磨损形貌的分析可知,表面渗Mo处理后磨损机理主要以磨粒磨损为主,而基材是磨粒磨损和粘着磨损。     

原位激光沉积NiTi涂层提高Ti-6Al-4V合金的耐腐蚀性能（英文）

采用激光金属沉积工艺通过熔化Ni、Ti粉末在Ti-6Al-4V合金表面沉积NiTi涂层。研究NiTi涂层含量对合金显微组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,涂层由NiTi、NiTi2和NiTi3相组成。含NiTi涂层的Ti-6Al-4V合金的耐腐蚀性能均得到一定程度的提高,且涂层成分为Ti55N45的Ti-6Al-4V合金的耐腐性能最好,其次为含Ti50Ni50和Ti45Ni55涂层的合金。在实验条件下,所有含NiTi涂层的材料具有良好的耐蚀性能,且NiTi中Ti元素的影响更加显著。