长周期有序堆积Mg基合金力学和腐蚀行为及机理研究进展EI北大核心CSCD

目前机械强度低和降解速率快是制约镁合金广泛应用的两大缺陷。长周期有序(LPSO)相的引入,可在不牺牲合金伸长率的情况下,有效提升其拉伸强度与屈服强度,并调控合金耐蚀性能。但是,LPSO相结构与其对力学性能的贡献未建立明确定量关系,对腐蚀失效的微观机制尚存在争议,且LPSO相对力学和腐蚀性能强化效果不匹配的核心问题尚未解决。因此,本文从LPSO相形成微观机制出发,阐述形变过程中LPSO相对再结晶及强韧化的影响规律,针对LPSO相的腐蚀屏障与电偶腐蚀间的竞争机制,揭示腐蚀失效的微观机制。同时,本文全面总结LPSO相强化机制,并展望LPSO相在镁合金中的应用前景及发展方向。     

预拉伸形变对Mg-Zn-Sr-Zr-Mn合金降解行为的影响

镁合金具有优异的生物相容性和独特降解性,但其在生理环境中的耐蚀性能较差,严重制约了其在临床应用中的发展。使用预拉伸工艺制备Mg-Zn-Sr-Zr-Mn新型镁合金,通过XRD、OM和SEM探究预拉伸形变量与显微组织、腐蚀速率和膜层形貌间的关系。结果表明：随预拉伸形变量的增大(2%、4%、6%),合金晶粒尺寸被逐渐拉长,孪晶数目逐渐增多,析出相离散程度逐渐增大。4%预拉伸合金由于适量孪晶的出现及析出相离散程度的增大,增加了电偶腐蚀形核点位,加速了合金表面均匀氧化产物的快速产生,增大了合金极化电阻阻值;3种预拉伸合金电化学(0.38、0.25、0.74 mm·a^-1)及失重速率(2.85、1.83、5.88 mm·a^-1)均呈现先降低后升高的趋势。4%预拉伸合金具有较高的耐蚀性证明适当的预拉伸变形能提高界面析出相的连续性,阻碍腐蚀进程,对合金耐腐蚀性能起到积极作用。而当预拉伸形变量继续增加,产生大量位错,创造氢扩散路径,有利于氢富集,导致合金耐蚀性下降。此外,适当的预拉伸形变通过改变残余应力的重新分布,提高腐蚀均匀性,同时提高膜层致密性与连续性,延...     

医用可降解镁合金腐蚀疲劳行为研究进展

镁合金由于良好的生物安全性和力学承载性,同时兼具可控的体内外降解速率,被誉为新一代的"革命性医用金属材料"。然而,在湿润气氛条件下镁合金的耐蚀性能较差,尤其是在复杂载荷和腐蚀疲劳作用下(经历动态交变载荷及腐蚀介质协同作用)镁合金的力学固定/支撑功能急剧骤减,导致植入物过早/提前失效。因此,本文从医用镁合金疲劳失效的施加载荷、频率与腐蚀因素的耦合机理出发,针对医用镁合金体内外腐蚀疲劳寿命、断口微区特征和腐蚀速率间定量关系,阐述交变载荷下腐蚀疲劳失效微观机制。同时,深入解析了疲劳微裂纹萌生/扩展机理,全面总结了提升镁合金腐蚀疲劳性能的举措,以及展望了生物医用可降解镁合金的应用前景和发展方向。     

微波加热效应的多物理场仿真与实验

微波对物质的加热涉及电磁、热、加热物的物理参数随温度变化等多种物理过程的综合作用。研究耦合电磁场、热传导和被加热物质物理参数方程构建多物理场方程组,数值求解获得微波加热过程的温度变化。给出多物理场算法公式和计算流程,以2.45 GHz微波加热水为例,多物理场仿真了该加热过程的微波功率分布、热量累积和温度上升,设计和加工制作了微波加热实验装置。在工作频点2.45 GHz处,测试装置的回波损耗为16.2 dB,同时测试了输入功率40 W时4个指定点处60 s内的温升,多物理场仿真结果与测试结果吻合良好,验证了多物理场仿真的正确性。