硼掺杂梯度对硬质合金金刚石涂层的影响

为提高硬质合金刀具上金刚石涂层的结合性能,采用热丝化学气相沉积法在YG 8硬质合金基体上沉积高、低梯度硼掺杂微米金刚石（high gradient boron-doped micron crystal diamond, HGBMCD;low gradient boron-doped micron crystal diamond, LGBMCD）涂层和无硼掺杂的微米金刚石（micrometer crystal diamond, MCD）涂层,探究沉积过程中硼掺杂浓度的梯度大小对金刚石涂层的形核和生长性能的影响。结果表明:随着硼的掺入,金刚石的形核密度增大,生长6 h后的金刚石晶粒更均匀细小,其中LGBMCD的晶粒尺寸大部分在2～3 μm;而石墨相在梯度硼掺杂金刚石涂层中的生长会被抑制,HGBMCD中I_Dia/I_G高达14.65,残余应力仅为–0.255 GPa,且Co₂B、CoB等硼钴化合物含量随硼掺杂梯度的减小而增大;金刚石涂层的残余应力因硼的掺入逐渐从压应力转变成拉应力,残余应力大小先减小后增大;洛氏压痕显示,随着硼的掺入,金刚石涂层的结合性能提高,LGBMCD的结合性能最好,在1 470 N下可达到HF2级。因此,适当的硼掺杂梯度有利于提高金刚石涂层的质量和结合性能。      

电磁场辅助HFCVD制备高场发射性能薄膜

目的提高碳素薄膜的场发射性能。方法在热丝化学气相沉积(HFCVD)技术的基础上,针对不同的甲烷浓度(体积分数,全文同)1%和5%,通过施加外场(电场、磁场以及电磁耦合场)分别调控出不同组织结构的薄膜。采用SEM观察薄膜的表面形貌,用Raman检测薄膜的成分,用场发射测试装置来表征薄膜的场发射性能。结果外场作为革新传统工艺的手段,可以影响HFCVD沉积过程。磁场的主要作用是降低晶粒尺寸,电场能够有效促进sp~3相向sp~2相转变,电磁耦合场在此基础上,还可以有效调控出高长径比的表面形貌。甲烷浓度为1%时,制备了金刚石薄膜,开启电场为11.2 V/μm,加入电场或电磁耦合场后,薄膜表面被刻蚀,发生金刚石向石墨的转变,开启电场降低到6.75 V/μm,场发射性能提高。甲烷浓度为5%时,加入磁场、电场制备的薄膜,开启电场由12.75 V/μm依次下降为11.5、9 V/μm,电磁耦合场的刻蚀作用可以获得尖锥状的形貌,且石墨相含量高,开启电场最低(5.65 V/μm),场发射性能最好。结论采用外场(电场、磁场以及电磁耦合场)辅助HFCVD的方式可以制备出多种薄膜,电磁耦合场在较高甲烷浓度时,不但可以提高石墨相含量,还可以获得高长径比的表面形貌,可有效提高薄膜的场发射性能。     

Biocompatibility and preliminary clinical application of HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicle

The biocompatibility of the hydroxyapatite/high density polyethtlene（HA/HDPE） nanocomposites synthetic auditory ossicle was evaluated, the percentage of S-period cells was detected by flow cytometry after L929 incubated with extraction of the HA/HDPE nanocomposites, titanium materials of clinical application as the control. Both of them were implanted in the animals and the histopathological evaluations were carried out, and the preliminary clinical trials about HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicles were also carried out. The statistical analysis show that there are no statistically significant differences between HA/HDPE test groups and control groups （P〉0.05）, which demonstrates that the HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicle has a good biocompatibility and clinical application outlook.     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Ultra-fine Grained Ti-55511 Near β Titanium Alloy

采用热轧制备晶粒尺寸为0.1~0.5μm超细晶Ti-55511近β钛合金,利用SEM、TEM等手段研究热处理工艺对超细晶合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在350~650℃的温度条件下,合金强度和硬度随温度的增加呈现先增高后降低的趋势,在450℃达到峰值1486 MPa;在450℃温度退火时,随着退火时间的延长,合金强度首先急剧上升至1536 MPa后趋于稳定,延伸率呈现先增加后下降的趋势。显微组织分析表明,合金在退火过程中主要发生回复现象,未发生明显的粗化长大现象,晶粒尺寸均<1μm。回复过程在消除加工硬化的同时促进了晶界/相界的稳定化,提高细晶强化作用;退火过程中发生的α→α2和β→ω→α相变过程,第二相粒子弥散强化效应增强。但是当第二相粒子尺寸增加至一定尺寸时,会显著降低合金的塑性。退火过程中合金力学性能的变化与强化机制的作用有关。     

醇类添加剂对冷冻浇注陶瓷的多孔结构及形貌的影响（英文）

采用冷冻浇注法制备具有层状多孔结构的氧化铝陶瓷。通过添加乙醇和正丙醇两种类型的醇类来改变水的凝固点,研究醇类的添加量及浆料的固态含量对水基氧化铝浆料的黏度、多孔陶瓷的微观结构、孔隙率和力学性能的影响。结果表明:随着浆料中乙醇和正丙醇含量的增加,浆料的黏度增加,氧化铝陶瓷的孔隙度降低;醇类的加入会使片层之间具有较好的连接从而增加多孔氧化铝陶瓷的抗压强度;当乙醇或正丙醇的添加量为30%(质量分数)时,对应的孔隙度最低,分别为68.52%和73.72%,而抗压强度最高,分别为18.2 MPa和15.0 MPa。     

Yb2O3或Y2O3掺杂Cu-(NiFe2O4-10NiO)惰性阳极的导电性和耐蚀性

在氧分压约为100 Pa的氮气氛下烧结制备了掺杂Y2O3、Yb2O3的10Cu-(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷,并对其进行导电性能测试和10h(Na3A1F6-Al2O3体系中)铝电解实验.采用XRD、SEM和EDS分析稀土氧化物以及其与陶瓷基体反应产物的分布,考查电解实验后材料表层显微结构变化尤其是金属相的流失情况,评价稀土氧化物的添加对金属陶瓷电解初期腐蚀行为的影响.结果表明:掺杂稀土氧化物均使NiO相呈连通迹象,掺杂Yb2O3金属陶瓷晶粒较未掺杂的粗大,其与陶瓷相反应生成物成点线状分布于NiFe2O4相晶界,Y2O3与陶瓷相反应生成物则分布于NiO与NiFe2O4相间;所制备材料具有半导体特征,随着稀土氧化物的掺杂,材料导电性呈下降趋势;掺杂稀土氧化物尤其是Yb2O3有利于提高材料的耐蚀性能.     

水热法制备Cu掺杂可见光催化剂BiVO4及其光催化性能研究

以Bi(NO3)3.5H2O、NH4VO3、Cu(NO3)2.3H2O为原料,采用水热法合成了Cu-BiVO4光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外漫反射(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,提高前驱液pH值,可得到单斜晶系白钨矿型Cu-BiVO4光催化剂,BiVO4的晶型结构并未随着Cu掺入量的增加而改变.光催化剂中的Cu元素以CuO和Cu2O的形式存在.Cu的引入使可见光吸收带发生红移,吸收强度明显提高.可见光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,Cu掺杂有利于提高BiVO4的活性.其中pH值为5.0、Cu掺入量为1.0wt%的BiVO4具有最好的光催化效果,可见光照射60 min后,对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最高降解率由纯BiVO4的57.4%提高到97.8%.并对Cu掺入后光催化活性提高的机理进行了分析.     

TC系列钛合金锻造及组织性能调控工艺研究进展

TC系列钛合金是航空航天飞机关键零部件制造的重要材料.主要综述了近年来笔者团队在TC系列典型钛合金的高温流变行为与本构描述、热变形的微观组织/织构演变规律、热加工工艺窗口的优化及微观组织的调优技术方面的研究进展.结果 表明:初始组织对TC系列钛合金流变行为及变形机制的影响显著;TC系列钛合金的高温流变行为表征模型主要有...     

TC18钛合金盘件等温模锻过程有限元模拟及试验

通过热模拟试验建立TC18合金的Arrhenius型本构关系,采用有限元模拟方法系统研究变形温度、变形速率和摩擦因数等因素对TC18缩比盘件等温模锻过程的影响,从而得到该合金较合理的模锻工艺条件,并用于指导具体试验。结果表明:变形温度840℃、变形速率0.1 mm/s、摩擦因数0.03为该合金较合理的等温模锻变形条件;在有限元模拟工艺的指导下成功锻造出该合金盘件,并验证有限元模拟结果的正确性;同时,为其他钛合金复杂件的等温模锻工艺提供数值依据与技术指导。     

两步热处理制备高延性TiAl基合金机理

研究了两步热处理对锻造Ti 4 7Al 2Cr(摩尔分数 ,% )组织演变和室温拉伸性能的影响。经 12 90℃ ,4h FC12 4 0℃ ,4h ,FC 90 0℃ ,2 4h热处理后 ,锻造TiAl基合金中形成了均匀细小的双态组织 ,其室温伸长率 ,室温抗拉强度和室温屈服强度分别为 3.5 % ,6 77MPa和 5 97MPa。在热处理过程中 ,锻造TiAl基合金发生了复杂的相变 ,其相变过程为 :变形组织→γf αf→γf (αf γs αs)→γf Lf γs Ls。当第二步热处理温度偏低时 ,αs 转变为脆性α2 相颗粒 ,降低了合金的室温拉伸性能