微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。     

镁合金表面非晶涂层的构筑及其腐蚀行为

目的提高镁合金的耐腐蚀性能。方法采用超音速火焰喷涂技术,在AZ61镁合金表面引入Ni Cr Al作为中间层,最终在镁合金表面构筑一层铁基非晶涂层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差热分析仪、显微硬度测试仪、开路电位测试仪、动电位极化测试仪、X射线光电子能谱仪和接触角测量仪,分别评价了镁合金基体和铁基非晶涂层的形貌特征、微观结构、热稳定性、力学性能、腐蚀行为和表面性质。结果在AZ61镁合金表面成功构筑了一层厚度约200～240μm的铁基非晶涂层,该涂层在XRD有效分辨率内呈单一非晶结构。热分析结果表明,该非晶涂层的起始晶化温度可达657℃,具有极高的热稳定性。铁基非晶涂层和AZ61镁合金的显微硬度分别为892HV和71HV,合金表面显微硬度提高了10倍以上。在模拟海水中,AZ61镁合金和铁基非晶防护涂层的稳态开路电位分别为-0.59V和-1.58V,自腐蚀电流密度分别为80μA/cm~2和4μA/cm~2;在酸雨介质中,镁合金和非晶涂层的稳态开路电位分别为-0.45 V和-1.51 V,自腐蚀电流密度分别为7.27μA/cm~2和1.64μA/cm~2。去离子水在AZ61镁合金的表面润湿角为(59.8±1.5)°,而铁基非晶涂层的接触角为(74.4±0.6)°。结论在镁合金表面构筑铁基非晶涂层,可以显著提高镁合金的耐蚀性,同时非晶涂层高的热稳定性和显微硬度,意味着良好的耐热和耐磨性能。     

合金微结构的调整对铁基块体金属玻璃室温塑性的影响(英文)

报道一种新奇的现象,即随着Fe75Mo5P10C8.3B1.7块体金属玻璃的直径从1.5mm增加到2.0mm,其室温压缩塑性反而从0.5%增加到1.8%。这主要归因于随着铁基块体金属玻璃样品直径的增加,原位形成了零星的α-Fe枝晶相,这种在边缘化的块体金属玻璃中出现的异质结构是提高当前铁基块体金属玻璃室温塑性的主要原因。     

Mg-Cu-Zn-Y快速凝固组织的演化及压缩性能研究

采用快速凝固法制备了Mg65+χ(Cu0.66 Y0.34)30-χ Zn5(χ=0、5、10、15)合金样品,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对制得样品的结构和组织进行了表征.结果表明,χ=0的S-1样品主要由基体相、尺寸较小的块状Mg2Cu相和少量的MgZnY相组成,随着Mg含量的增加,样品中还会出现片状的Mg相及颗粒状的MgZnY相,同时Mg相会有所增加,且其尺寸也增大.通过测试合金的压缩应力应变曲线,发现χ=10的S-3样品具有高的强度和良好的塑性,其最大压缩强度达到1098MPa,断裂时的应变值高达14%.     

合金元素对镁合金阻尼性能影响的研究进展

简介镁合金的阻尼机理,在室温下主要为位错阻尼,在高温下除位错阻尼外还有晶界阻尼的贡献。综述合金元素对镁合金阻尼性能影响的研究现状,并展望阻尼镁合金材料的应用前景。指出通过引入新的阻尼机制或综合发挥多种阻尼机制的优点,获得兼具高强度高阻尼的结构功能一体化材料,将是未来高阻尼镁合金材料研究的重要方向。     

加工工艺对ZK60镁合金力学性能和阻尼性能的影响

采用显微组织观察、拉伸实验和阻尼测试等方法研究了一次挤压、二次挤压及锻造这3种不同塑性加工工艺对ZK60镁合金的显微组织、力学性能及阻尼性能的影响.结果表明:ZK60变形镁合金经3种塑性加工工艺处理后,不同变形态间的抗拉强度、屈服强度及伸长率相差不大,但其阻尼性能却发生显著变化,其中锻造态ZK60镁合金的阻尼性能相对于挤压态的提高2倍多;采用G-L理论分析3种不同变形加工工艺对ZK60镁合金阻尼性能的影响规律.     

球磨法制备Mg基非晶合金及其热稳定性

采用机械合金化法制备了Mg65Cu25Gd10非晶粉末,并研究了球磨的转速、球料比和球磨时间等工艺参数对非晶形成的影响.研究表明当球料比为20∶1,转速为200r/min时较为合适,形成非晶所需的最短时间为40h.采用差示扫描量热仪(DSC)研究了球磨得到的非晶粉末的热稳定性,得到了热力学参数玻璃转化温度Tg、开始晶化温度Tx,过冷液相区宽度ΔTx和晶化焓ΔH等,并将其与熔炼法获得的样品进行对比,发现其热力学参数不受工艺过程的影响,仍然具有很好的热稳定性.同时,用Kissinger方程式对非晶粉末的晶化动力学进行了计算,得到了Tg和Tx的表观激活能.     

自组装单层上选择沉积TiO2薄膜的表征

以硅烷偶联剂作为表面修饰剂,在大气气氛中于普通载玻片上的硅氧烷有机单层上选择沉积制备出纳米级TiO2单层膜.使用原子力显微镜(AFM)对硅氧烷有机单层及TiO2单层进行观察,研究了硅氧烷有机单层及TiO2单层膜的亲水性,使用双光束紫外-可见分光光度计检测了TiO2单层膜的透射率.结果表明,TiO2不是沉积在沟道和空隙中,而是直接沉积在硅氧烷表面,经热处理的硅氧烷有机单层及TiO2单层膜的亲水性较好,且TiO2单层膜具有良好的透射率.     

快速凝固对AZ61组织及性能的影响

通过铜模喷铸的方法制备得到快速凝固态AZ61镁合金,并通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)观察对铸态及快速凝固态AZ61镁合金的组织结构及相的组成进行表征。研究发现快速凝固态AZ61镁合金的组织均匀细小,且样品中弥散分布着颗粒状的Mg17Al12相,除此之外,该合金的α-Mg中还固溶了大量的Al、Zn元素。通过压缩实验发现快速凝固态AZ61镁合金具有极高的强度,其压缩断裂强度达到440 MPa,远高于铸态AZ61镁合金。同时还测试各个样品在3.5%NaCl中性溶液中TAFEL曲线并结合腐蚀表面SEM图研究样品的腐蚀性能。     

高强变形镁合金的研究现状及展望

高强变形镁合金因其优异的力学性能和良好的应用前景,受到国内外广泛的关注和研究。综述高强变形镁合金的强韧化机理与新型合金体系的研究现状,介绍一些新型制备及加工工艺在变形镁合金中的应用,并指出未来高强变形镁合金研究的发展方向。