Mg67Zn28Ca5合金激光表面非晶化处理及其生物腐蚀性能研究

Mg-Zn-Ca合金因其较好的力学性能、良好的生物相容性和优异的可降解性，有望在人体骨组织植入材料得到推广应用，但由于镁合金耐生物腐蚀性能较差，限制了其临床的进一步应用。通过激光表面非晶化处理对共晶成分的Mg67Zn28Ca5合金进行了表面改性，研究了激光扫描速度对Mg67Zn28Ca5 合金表面非晶复合涂层的显微组织和相组成的影响；测试了合金表面改性前后在人工模拟体液中的生物腐蚀行为。研究结果表明，经激光表面非晶化处理后样品表面主要由大量的非晶和极少量的晶态物质组成。随着激光扫描速度的增大，合金表面形成的非晶相越多。晶相的形成主要是受到后续激光加工的热影响而产生热激活，部分非晶相发生了形核长大。与铸态镁合金相比，非晶复合涂层在人工模拟体液中的腐蚀电位正向偏移了0.16 V，腐蚀电流密度下降了约13倍。合金表面少量晶相的存在，使之成为表面腐蚀的活性通道，对合金表面的腐蚀性能产生轻微的影响。通过激光表面改性处理，可有效改善Mg67Zn28Ca5合金的耐生物腐蚀性能，在生物医用植入方面展现出良好的应用前景。     

Ba(Mg1/3Ta2/3)O3热障涂层的制备及抗热震性能研究

本文以BaCO₃、MgO、Ta₂O₅为原料,采用固相反应法合成了Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃(简称BMT)陶瓷粉末,利用大气等离子喷涂技术制备了BMT/YSZ双层陶瓷涂层。利用XRD、SEM和金相显微镜检测了BMT粉体及涂层的物相组成和显微结构。采用水淬法考核了涂层的抗热震性能。结果表明：1450℃下煅烧4h可合成出具有复合钙钛矿结构的BMT粉末,粉末具有良好的高温相结构稳定性。等离子喷涂制备的BMT/YSZ涂层组织致密,涂层系统中各界面结合紧密。涂层在室温至1150℃间热震9次后发生片状剥落,剥落位置位于BMT层间,BMT材料低的断裂韧性和第二相Ba₃Ta₅O₁₅的存在是导致涂层失效的主要原因。     

Ar/N2-Ar共溅射Ti掺杂对Ta2O5 涂层光学和力学性能的影响

为了探索Ar/N₂-Ar共溅射Ti掺杂对Ta₂O₅涂层光学性能和力学性能的影响,采用射频和直流磁控共溅射技术在玻璃基底表面制备了Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征了Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层的微观结构和表面形貌;通过紫外可见分光光度计测试了涂层的光学参数;采用纳米压痕仪测试了涂层的硬度和杨氏模量。XRD测试结果表明,Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层主要以Ta₂O₅为主体的非晶相结构组成。SEM和AFM结果显示,沉积在玻璃基底上的涂层未出现大面积空隙,溅射粒子在基底表面均匀堆积生长,并且涂层沉积厚度基本一致,厚度误差在5%以内。分别引入N₂和Ti及N₂-Ti共掺杂,均可降低Ta₂O₅涂层的粗糙度。光学测试结果表明,分别引入N₂和Ti元素,可以提高Ta₂O₅涂层的平均透射率至81%以上,而N₂-Ti共掺杂制备的N₂-Ti-Ta₂O₅涂层平均透射率降低。力学测试结果显示,与Ta₂O₅涂层对比,N₂-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层的硬度显著增大,Ti-Ta₂O₅涂层硬度基本一致。弹性指数（H/E）和塑性指数（H³/E²）表明,N₂-Ta₂O₅涂层和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层具备更好的断裂韧性和抗塑性变形能力。在玻璃表面制备Ta₂O₅掺杂N₂和Ti元素的涂层,可以实现以N₂-Ta₂O₅涂层和N₂-Ti-Ta₂O₅涂层为代表的、同时具备优异光学性能和力学性能的多功能涂层。     

纳米Mg2Sn增强镁基复合材料组织与性能

利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg₂Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg₂Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响,结果表明：随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg₂Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg₂Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。     

SnO2 增强相对AgCuOIn2O3 电触头材料显微组织与性能的影响

采用反应合成法结合塑性变形工艺制备了不同SnO₂含量的AgCuOIn₂O₃SnO₂电触头材料,利用扫描电镜和金相显微镜表征了材料的微观形貌及显微组织,分析对比了不同SnO₂含量的材料金相组织及其增强相的分布均匀性,并利用X射线衍射分析了材料的物相结构。测量了材料的抗拉伸强度、硬度、电阻等性能。结果表明：添加适量的SnO₂能使组织中的孔隙尺寸缩小、其他缺陷明显减少。氧化物弥散分布在银基体中,极大地改善了AgCuOIn₂O₃电触头材料的显微组织均匀性。在SnO₂含量不变时,材料的电阻率随塑性变形程度增加而有所降低;随着SnO₂含量增多,电阻率呈现先降低后升高的趋势,最后趋于定值,约为2.4 μΩ·cm。添加SnO₂后各试样材料的硬度均显著升高,SnO₂含量为1%（质量分数）的材料具有最优的抗拉伸强度和延伸率。     

复合玻璃钎焊高体分SiCp/6063Al复合材料的工艺及性能研究

使用PbO-B2O3-ZnO体系非晶玻璃钎料和PbTiO3晶体制成的复合玻璃钎料,辅助以阳极氧化和热压烧结工艺,在空气中实现了60vol.%SiCp/6063Al复合材料的钎焊连接。通过DSC、XRD和EDS等分析手段,研究了温度、时间对钎焊接头的影响。结果表明：母材的阳极氧化、钎焊温度的升高和保温时间的延长可以一定程度上提高接头的强度。当钎焊温度450℃,保温时间30min时,钎焊接头的压剪强度为33MPa。在钎焊过程中母材的氧化膜溶解于钎料,同时Al元素微量扩散,形成复合材料形式的焊缝。     

高体积分数SiCp/Al电子封装复合材料的钎焊综述

高体积分数SiC_p/Al复合材料作为电子封装材料使用日益流行,其钎焊具有重要的实际意义。近来,一些新钎料合金和工艺被开发用于高体积分数SiC_p/Al复合材料的钎焊。本文回顾了SiC_p/Al复合材料的物理力学性能和制备工艺,综述了应用于高体积分数SiC_p/Al复合材料的合金钎料、钎焊工艺及其接头微结构与性能,旨在进一步理解它们之间的关联性,以优化接头性能与可靠性。往Al?Si合金中添加Cu、Mg、Ni等合金元素有助于提高钎料合金和钎焊接头的使用性能,如可优化钎料合金的应用温度、接头界面结合和焊缝强度。而表面金属化和超声波振动两种钎焊辅助工艺可通过避免或去除复合材料表面的Al₂O₃和SiO₂氧化膜来改善合金钎料的钎焊性。最后,指出需要进一步加强对合金钎料的优化设计、表面金属化工艺以及焊料/涂层/基材体系之间的润湿性和界面行为的研究。     

Mn掺杂提高IrO2-Ta2O5 电极在硫酸溶液中析氧的电催化活性

制备了不同 Mn 含量的IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x电极。揭示了Mn含量对该类电极的物理和电化学特性的影响。结果表明,涂??覆的IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x层由于其凹凸不平的多孔结构而具有较大的比表面积。少量Mn的加入抑制了活性成分IrO₂的结晶,并将其转化为Ir³⁺。适当地用 Mn 代替Ir可以显著提高 IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x 电极的电催化性能。高的电催化活性、长的寿命和低的成本得益于 Mn 掺杂的电极具有更大的活性表面积,从而促进了硫酸溶液中氧的析出。     

丝网印刷氧化石墨烯对锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 三元正极的改性及性能影响

通过丝网印刷方法,在由LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、导电添加剂和聚偏氟乙烯制成的电极表面涂覆了一层薄薄的氧化石墨烯。在充电截止电压为4.3 V的条件下进行了循环性能和倍率性能测试。结果表明：未改性电极在恒电流充放电测试中容量下降且极化增加,而包覆改性后电极的容量衰减程度和极化增加速度降低。这是由于氧化石墨烯涂层抑制了LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电极和电解质之间的部分副反应,使得改性电极的循环稳定性和倍率性能显著提高,为提升LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电极性能提供了一种环境友好且非常有效的方法。     

酸刻蚀处理对IrO2-Ta2O5/Ti阳极寿命的影响

通过改变腐蚀方法,研究了使用H₂C₂O₄和H₂SO₄进行钛基体表面刻蚀对金属氧化物钛阳极电化学性能和表面形貌的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和光电子能谱等测试方法对样品进行了结构分析。然后利用电化学工作站测试了样品的电催化活性,利用加速寿命测试研究了样品的电化学稳定性。结果表明,通过H₂C₂O₄和H₂SO₄分步腐蚀可以获得更加均匀致密的表面形貌和更好的催化稳定性。在此基础上,进一步研究了预处理对钛阳极寿命的影响原因。IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极的催化活性和稳定性与酸刻蚀处理的先后顺序及表面结构密切相关,并建立了预处理方法与阳极性能之间的关系。分步腐蚀使钛表面具有合适的粗糙度,因而提升了涂层附着力。在热分解过程中,经分步腐蚀形成的氢化钛在不改变表面形貌的情况下转变为金红石结构的氧化钛,有利于电子输运,从而增强涂层附着力并延长加速寿命。     

Low temperature sintering and microwave dielectric properties of (Mg0.7Zn0.3)0.95Co0.05TiO3 ceramics with BaCu(B2O5) additions

The effects of BaCu(B₂O₅) additives on the sintering temperature and microwave dielectric properties of (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics were investigated. The (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics were not able to be sintered below 1000 °C. However, when BaCu(B₂O₅) were added, they were sintered below 1000 °C and had the good microwave dielectric properties. It was suggested that a liquid phase with the composition of BaCu(B₂O₅) was formed during the sintering and assisted the densification of the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics at low temperature. BaCu(B₂O₅) powders were produced and used to reduce the sintering temperature of the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics. Good microwave dielectric properties of Q × f = 35,000 GHz, ?_r = 18.5.0 and τ_f = −51 ppm/°C were obtained for the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics containing 7 wt.% mol% BaCu(B₂O₅) sintered at 950 °C for 4 h.     

Ce 盐封孔对 SiCp/ Al 复合材料表面 Ni-P 镀层的影响

为提高SiCp/Al复合材料的耐腐蚀性能,先化学镀镍,再沉积稀土封孔,讨论了稀土溶液主盐Ce(NO3)3浓度和沉积时间对镍-稀土多层膜耐蚀性能的影响。结果表明:化学镀镍的SiCp/Al复合材料在室温下沉积稀土时,采用Ce(NO3)3含量1 g/L、成膜时间2 h的条件获得的多层膜耐蚀性最好,其腐蚀电位为-0.48mV,腐蚀电流密度为3.54×10-8A/cm2;稀土在膜层中以Ce的氧化物颗粒堆积状态存在,起到了封孔的作用;膜层中的镍磷合金呈多晶态,而稀土含量少,未能测出;稀土溶液浓度越高,沉积速度越快,而在相同浓度下,膜层厚度随着时间的延长而增加,越厚则膜层结合力越差。     

SiCp/Al复合材料超精密车削仿真与试验研究

针对SiC_p/Al复合材料因脆性相SiC的加入而导致难以形成高质量加工表面等问题,采用分子动力学模拟和超精密车削试验的方法对SiC_p/Al复合材料纳米尺度材料去除过程进行研究,重点分析了单晶金刚石超精密切削SiC_p/Al复合材料中的加工表面形成机理、脆塑性转变以及刀具磨损机理。结果表明:高压相变是引起SiC_p/Al复合材料中SiC脆性材料的脆塑性转变的主要原因。随着切削深度的增加,SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒加工方式由延性去除,到脆塑性混合方式去除,最后演变为纯脆性去除方式。SiC_p/Al复合材料中SiC-Al界面和Al基体存在,影响了SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒去除的脆塑性转变机制。待加工表面上拉应力的存在会诱导微裂纹尖峰,是切削区域脆性SiC材料裂纹萌生的直接诱因。单晶金刚石刀具主要磨损机理为硬质SiC颗粒的磨粒磨损和切削诱导的石墨化。     

锆元素对Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金微观组织和力学性能的影响(英文)

研究锆元素对Mg97Y2Zn1镁合金微观组织和力学性能的影响。锆元素的添加可以细化铸态Mg97Y2Zn1合金的组织。在挤压过程中,Mg97Y2Zn1镁合金在原始晶界和第二相周围优先形核。锆元素的添加促进合金的再结晶过程,这是因为锆元素的添加使合金形成更多的晶界,从而提高了再结晶的形核率。此外,锆元素的添加还能够提高合金的强度和伸长率等力学性能。     

Al-Ag-Cu-Ti反应扩散连接SiCp/2009Al复合材料的接头强度与断裂特性

采用Al-Ag-Cu-Ti中间夹层,在真空条件下对SiCp/2009Al复合材料进行了反应扩散连接.结果表明,中间夹层Ti元素含量、连接温度和保温时间均会影响SiCp/2009Al复合材料连接接头的连接强度;最佳的连接工艺为连接温度550 ℃、保温时间60min、Ti元素含量3%(质量分数),在最佳的连接工艺下连接强度可达120 MPa;SiCp/2009Al复合材料的反应扩散连接接头的断裂是由于焊缝中的金属间化合物成为裂纹源,裂纹在焊缝中扩展导致接头断裂.     

原位合成高含量TiB2/SiC复合材料的显微组织与性能

以SiC、TiO₂和B₄C为主要原料,采用原位合成法一步烧结制备高含量TiB₂/SiC复合材料,利用维氏硬度计、电子万能试验机、伏安电阻计、金相显微镜和电子扫描电镜,研究TiB₂含量对TiB₂/SiC复合材料力学性能、体积电阻率与显微组织的影响。结果表明：随着TiB₂含量的增加,复合材料的开口气孔率先降低后增加、抗折强度和断裂韧性均先增大后减小、维氏硬度逐渐增加、电阻率先快速下降后趋于稳定、TiB₂颗粒的平均粒径逐渐增大。1950 ℃烧结后,TiB₂含量为40 wt% 的复合材料性能最佳,其开口气孔率、抗折强度、断裂韧性和体积电阻率分别为0.56％、412 MPa、5.77 MPa?m_1/2和2.6×10_-1(Ω?cm)。     

电弧超声对SiC_p/AlMMCs焊缝组织与性能的影响

以Ti合金作为填加材料,以氮氩混合气作为离子气,对SiCp/6061Al基复合材料进行电弧超声等离子弧原位合金化焊接,研究了电弧超声对等离子弧焊接头组织和性能的影响.结果表明,在不加超声时,焊缝中新生AlN相呈细长条状,Al3Ti相粗大,TiC,TiN等新生增强颗粒分布不均匀;在加入超声后,焊缝组织细密,TiC,TiN,AlN等增强相呈细小颗粒状存在,数量增加,且分布均匀,Al3Ti相尺寸减小,数量减少,从而有效改善了焊接接头的组织和性能,使焊接接头抗拉强度最大值达到225MPa,比不加超声时提高了约7%.     

Microstructural evolution and its effects on mechanical properties of spray deposited SiCp/8009Al composites during secondary processing

15% (volume fraction) SiC_p/8009Al metal matrix composites(MMCs) prepared by spray co-deposition were hot-extruded and rolled to investigate the effects of porosity and local SiC_p clusters on mechanical properties. The microstructures were examined by using optical microscopy(OM), scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffractometry(XRD) and transmission electron microscopy(TEM). The mechanical properties were measured by tensile testing. The experimental results show that lamellar structure is composed of pores and SiC_p clusters and can be improved by secondary processing, enhancing mechanical properties. The main strengthening mechanism and fracture behavior of MMCs were discussed too.