钛合金表面GO/纳米ZnO复合涂层的制备及性能

为了有效解决生物医用钛合金长期植入人体后,易发生细菌感染和面临有害金属离子释放的问题,采用水热反应和涂覆方法,分别在聚多巴胺(PDA)预处理的Ti6Al4V合金表面制备了氧化石墨烯涂层(GP/T)和氧化石墨烯/纳米氧化锌复合涂层(GZP/T)。系统分析了2种涂层的物相结构、微观形貌及其在林格氏液中的耐腐蚀性能和在大肠杆菌环境中的抗菌性能。结果表明:聚多巴胺发挥“双面胶”桥接作用,有效增强了涂层与基底间的化学键合;GP/T涂层抗菌率随着GO浓度增大而增大;GZP/T纳米复合涂层相较Ti6Al4V基材具有优异的耐蚀性,该复合涂层中ZnO起主要抗菌作用。     

成分与冷却速率对高硅不锈钢凝固模式的影响

 高硅奥氏体不锈钢因其较高的Si元素含量所表现出的优异耐蚀性能而成为制酸行业普遍应用的一种特殊钢种。然而,高含量Si元素的加入会引发铸造缺陷和成分偏析加剧以及钢中析出相增多,热加工过程中易产生热裂纹等问题。高硅奥氏体不锈钢凝固过程中δ铁素体的含量、形态和分布与合金化学成分和热加工历史紧密相关,其室温组织取决于析出相的析出顺序和随后的固态相变,因此,奥氏体不锈钢的凝固模式势必会影响合金的热塑性。为此通过调整高硅奥氏体不锈钢中Si元素与Cr元素的含量,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,探究了合金成分变化与冷却速率对高硅奥氏体不锈钢凝固模式的影响,并对经典铬镍当量算法进行了评估。结果表明,Schneider铬镍当量算法相较于Rajasekhar铬镍当量算法对大多数合金的凝固模式预测较为准确;随着合金中Si元素与Cr元素含量的提高,合金凝固模式由AF模式转变为FA模式,合金凝固过程中经历更多的“δ→γ”固态相变,其中质量分数为6.0%Si成分的合金对应的δ铁素体增幅减缓;随着质量分数为5.0%的Si铸锭冷却速率的提高,合金凝固模式由AF模式转变为A模式;Hammar and Svensson凝固路线判据可以准确预测高硅奥氏体不锈钢的初始析出相。研究为合理制定高硅奥氏体不锈钢的合金成分与成形工艺提供理论依据。     

选区激光熔化IN738LC合金成形温度场的数值模拟及实验研究

通过数值模拟根据熔池热行为变化规律对选区激光熔化工艺参数进行优化,是提高成形件质量的有效手段。为此,本论文采用ANSYS的APDL语言建立了全参数化的IN738LC合金选区激光熔化过程温度场有限元分析模型,并通过单熔道成形实验对热源模型进行校核。结果表明：随着激光功率的增加或者扫描速度的减小,粉末吸收的线性能量密度不断增加,熔池中心最高温度升高,熔融金属量增加,熔道形态由不规则断续状向规则连续长条状演化;随着扫描速度的增加或者激光功率的减小,粉末吸收的线性能量密度不断下降,熔体流动能力减弱,熔池宽度与熔化穿透深度也随之减小;有限元模拟与实验结果吻合较好,当激光功率为270 W,扫描速度为1150 mm/s时,单熔道具有连续少缺陷、规则良好的成形形貌。     

Zr含量对选区激光熔化IN738LC合金裂纹形成及力学性能的影响

选用工业用IN738LC合金粉末在相同打印工艺参数下,系统研究两批次不同Zr含量粉末(分别为0.024％和0.12％,质量分数)打印件在选区激光熔化成形过程中的裂纹密度、分布、形成机理及其对力学性能的影响.结果表明:当原始粉末中Zr含量从0.024％增加到0.12％时,裂纹密度(面积占比)在XOY面由0.15％增加到0...     

不同粒径粉末搭配对激光选区熔化IN738合金成形件表面粗糙度及内部缺陷的影响

不同粒径粉末搭配对激光选区熔化成形件的质量起着至关重要的作用.为此,系统研究了IN738合金不同粒径粉末搭配对粉末特性和成形件质量的影响,结果表明,成形粉末流动性随着粗粒径粉末体积分数的增加而增加,当粗细粉末(50％粒径为31?53 pm的粗粉和50％粒径为15?30 μm的细粉)相互搭配时,其粒径分布为D10为15....     

聚多巴胺接枝纳米氧化锌复合涂层对TC4合金表面修饰的影响研究

为改善Ti6Al4V(TC4)作为骨科硬组织植入物长期在人体内服役时发生细菌感染及体液腐蚀后有害离子释放的弊端,采用溶胶-凝胶法梯度动态升温处理氧化锌(ZnO)溶胶,分别在TC4表面成功制备了纳米ZnO涂层和ZnO/PDA(聚多巴胺)复合涂层。系统分析了两种涂层的物相结构、微观形貌、涂层结合力、润湿性以及在模拟体液中的腐蚀性能。研究结果表明：TC4基材上所制备的ZnO/PDA复合涂层相较于单一ZnO涂层具有更为均匀的纳米ZnO颗粒分布,PDA对金属离子的螯合作用通过Ti-O-Zn键促进了基底与ZnO间的结合力,同时PDA的引入进一步提升了ZnO涂层的润湿性、降低其表面粗糙度、改善了TC4的耐腐蚀性能。