Gd对生物医用AZ31镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机等多种分析和测试手段,研究了稀土元素Gd对挤压态生物医用AZ31镁合金显微组织及室温下力学性能的影响.结果表明:在AZ31镁合金中添加质量分数为1.0%的Gd元素,合金平均晶粒尺寸由20μm减少至15μm,合金组织得到较明显细化;AZ31-1Gd镁合金的维氏硬度为56、抗拉强度为280 MPa、屈服强度为186 MPa,分别比AZ31镁合金提高了5.7%,3.7%和13.4%,且延伸率没有降低,表明Gd能较明显提高AZ31镁合金的力学性能;AZ31-1Gd合金的拉伸断裂具有韧性和脆性混合断裂的特征.     

Al-5Zr-1B中间合金对镁及镁合金晶粒细化的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等手段研究了Al-5Zr-1B中间合金对镁及镁合金显微组织的影响.结果表明:Al-5Zr-1B中间合金由α-Al和ZrB2两相组成,ZrB2粒子主要在晶界上析出,少量分布在晶内.加入Al-5Zr-1B中间合金后纯镁晶粒得到明显细化,随着中间合金添加量的增加,纯镁的晶粒由粗大的柱状晶转化成细小、均匀的等轴晶.在AZ31镁合金中加入1%的Al-5Zr-1B中间合金,可取得较好的细化效果.固溶处理后的AZ31镁合金的平均晶粒尺寸由约300μm下降到约120μm.通过面错配度计算证实,ZrB2粒子的异质形核作用是晶粒细化的主要机制.     

AA6060/AZ31复合棒材含Zn界面层显微结构与力学性能研究

采用正向等温挤压将AA6060铝合金和AZ31镁合金制成包覆棒材，并利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度仪等对加Zn层铝镁复合棒材的显微组织与力学性能进行重点研究。结果表明，在360℃的挤压温度下，Al/Zn/Mg界面结合良好，未见明显缺陷；Zn的加入有效减少或避免Al-Mg金属间化合物的形成，在界面处发生元素扩散，冶金反应生成Mg-Zn共晶相MgZn、MgZn2、Mg2Zn3；对比Al/Mg复合，Zn促进了AZ31晶粒细化，小于5μm晶粒增加3.91%；界面处Mg-Zn共晶相明显提高显微硬度值，可达163.1HV，比Al/Mg界面高30HV左右，且Al/Zn/Mg/界面剪切强度提升30.74%。     

Al4C3在AZ91D镁合金中的细化效果及机理

以MgCO3为前驱体,在AZ91D镁合金的熔炼过程中,原位反应生成Al4C3颗粒.通过扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射、能谱分析和热分析仪等,对合金的显微组织及组织细化机理进行了研究.结果表明:MgCO3的添加可以细化AZ91D镁合金的显微组织,在AZ91D中添加1.0％的MgCO3,于750℃下保温15min后,α-...     

稀土铈对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

研究Ce对AZ31镁合金力学性能和显微组织的影响。添加Ce,可以在铸态组织中形成杆状的Al4Ce,并改善退火后组织。合金在最终轧制态下为典型的加工组织,退火后发生了再结晶。添加Ce强化了合金。含铈1．05％的合金在所试验的合金中具有最好的力学性能,轧制态下的抗拉强度为321MPa,延伸率为6．9％;退火后,分别为259MPa和21．8％。     

轴肩尺寸对搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用轴肩尺寸对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行了搅拌摩擦焊接,并测试和分析了AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随轴肩尺寸从10 mm增加至18 mm, AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头试样的接头系数表现为先增大后减小、腐蚀电位先正移后负移的变化趋势,力学性能和耐腐蚀性能先提升后下降;当轴肩尺寸为14 mm时,接头系数为91%,腐蚀电位为-0.859 V,与10 mm轴肩尺寸相比,试样的接头系数增大了15%,腐蚀电位正移了0.079 V。为提高AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的力学性能和耐腐蚀性能,轴肩尺寸优选为14 mm。     

多向锻造变形和退火处理对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

采用空气锤在300 ℃下对AZ31镁合金进行多向锻造成形,并在200~400 ℃下进行退火处理,采用金相显微镜、电子背散射衍射和X射线衍射仪观察AZ31镁合金的微观组织,并对其力学性能进行测试。结果表明,多向锻造成形过程中,{1012}拉伸孪生和{1011}-{1012}二次孪生是主要的孪生机制,当累积应变Δε=0.96时,由于孪生诱发动态再结晶的作用,合金组织迅速细化至7.8 μm,合金表现出优异的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为320.3 MPa、218.5 MPa和30.3%; 锻造合金经退火处理后,晶粒发生明显长大,双峰基面织构演变为典型板织构,晶粒尺寸和织构强度均随退火温度和时间增加而增大,合金强度和延伸率则随退火温度升高而下降。     

搅拌摩擦加工AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀特征

研究了搅拌摩擦加工镁合金FSP-AZ31及其母材AZ31在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀特征.结果表明:在含Cl-溶液中,与母材AZ31相比,FSP-AZ31合金的腐蚀失重速率较小;两者的腐蚀机制均为点蚀,但FSP-AZ31的点蚀程度较轻;经搅拌摩擦加工后的FSP-AZ31合金中形成的细小等轴晶及第二相的固溶,是其耐蚀性能提高的主要原因.     

退火处理对AZ31镁合金轧制板材组织与冲压性能的影响

研究不同退火工艺下AZ31镁合金轧制板材显微组织以及冲压性能。结果表明．单向轧制板材，经退火处理后。由于发生了再结晶．孪晶消失，板材晶粒形状由退火前的板条状演变为退火后的等轴状。随退火温度升高和退火时间延长。部分晶粒发生了长大，但仍有部分细晶存在。退火处理后。板材屈强比降低，n值和R值升高。表明退火处理可有效改善板材的冲压性能。经200℃、1h退火处理的板材．冲压性能改善最为明显。     

单道次大应变轧制对AZ31镁合金组织与耐腐蚀性能的影响

研究了单道次变形量对AZ31镁合金组织和耐腐蚀性能的影响。实验结果表明:随着单道次轧制变形量增加, 镁合金组织中动态再结晶数量逐渐增多, 晶粒逐步细化; 合金组织细化后晶界增多, 合金的耐腐蚀性能提高。单道次轧制变形量达到80%时, 合金在3.5%NaCl溶液的腐蚀情况较为均匀, 腐蚀速率为0.933 mm/a, 自腐蚀电流密度与自腐蚀电位分别为2.0546×10^-3 mA/cm²和-1.3346 V, 合金耐腐蚀性能最好。     

冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响

利用光学显微镜研究不同的冷却条件下AZ31镁合金凝固组织的变化,通过浸泡失重法测定其在3.5%Na Cl腐蚀介质中的腐蚀性能,探讨冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响。结果表明,空冷条件下,AZ31合金晶粒尺寸较为粗大,析出的Mg17Al12相呈短线状和小块状,并且只分布在局部晶界。水冷却条件下,AZ31合金的晶粒尺寸细小,Mg17Al12相数量较空冷试样少,呈颗粒状,弥散分布于晶界。盐水冷条件下,第二相最少,由于晶粒更加细小,因此第二相分布更加弥散。AZ31镁合金耐腐蚀性能随着冷却速度的增大而提高。     

NiAl-31Cr-3Mo合金的微观组织与高温腐蚀研究

研究了NiAl-Cr(Mo)合金的微观组织和高温下(750、800、850、900 ℃)在75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐中的腐蚀行为。实验结果表明: NiAl合金由于添加了大量的Cr、Mo合金化元素, 其微观组织发生了明显的变化, 形成了由预共晶β-NiAl基体相和层片状Cr(Mo)相组成的共晶组织; NiAl-Cr(Mo)合金在热腐蚀后, 合金表面形成了一层致密的Cr₂O₃保护膜, 并含有少量的Al₂O₃, 随着温度的升高, 保护膜层加厚。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察合金微观组织和腐蚀后的表面形貌, 分析了NiAl-31Cr-3Mo合金高温腐蚀机理。     

保温时间对AZ31B/ZnAl15/TC4扩散钎焊接头组织及力学性能的影响

为实现AZ31B镁合金与TC4钛合金的可靠连接, 采用ZnAl15作为中间层, 在520 ℃、0.01 Pa真空下对AZ31B与TC4进行了扩散钎焊试验, 研究了保温时间对焊接接头微观结构、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明, 以ZnAl15为夹层的AZ31B/TC4扩散钎焊界面显微组织包括α-Mg固溶体、Mg-Al-Zn化合物以及α-Mg+Al₆Mg₁₁Zn₁₁共晶体。ZnAl15夹层AZ31B/TC4界面的显微硬度呈台阶式分布, 靠近钛侧的显微硬度值最大, 靠近镁侧的显微硬度值最小; 接头剪切强度随保温时间延长呈先增加后减小的规律, 520 ℃下保温20 min时的剪切强度达到最大值71 MPa, 约为AZ31B母材(82.4 MPa)的86.2%。接头拉伸断口由许多大小不等、形状不规则的冰晶状物相组成, 呈沿晶断裂特征。     

机械合金化LaNi5-31 %Mg 的结构及性能表征

采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)及电池性能测试仪等方法研究了LaNi₅-31 %Mg 合金的组织形貌、热稳定性能及电化学活化性能等。结果表明:经300 r/ min 球磨250 h 后, 样品中形成了短程有序或无序的镧、镁、镍等非晶及MgNi2 纳米晶(3.4 nm)组织;颗粒形状主要为规则的球形或近球形及少量多角形等, 粒径范围为0.12～8.70 μm 。经763 K 保温35 d, 得到热稳定性较好的具有纳米尺度的Mg₂NiLa, Mg₂Ni, MgNi₂ 三相合金。球磨样品在碱性电解液中首次充放电活化时即达到其最大容量410 mAh/g, 具有较好的室温活化特性和较高的电化学放电容量。     

无添加剂纳米晶聚晶金刚石块体合成及表征

以圆葱碳(OLC₁₁, 1 100 ℃及1 Pa条件下退火处理纳米金刚石所得)为原料, 在500～1 400 ℃/4～6 GPa/5～30 min条件下烧结合成无添加剂纳米晶聚晶金刚石(NPCD)块体。XRD、HRTEM、FESEM、维氏硬度等分析表明, 高温高压烧结后, OLC₁₁转变为金刚石, 同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体。NPCD主要由金刚石组成, 还含有石墨和少量无定形碳。NPCD内存在大量纳米孪晶。烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响较大, 烧结压力的影响较小。1 200 ℃/5.5 GPa/15 min合成的NPCD平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度指标较好, 分别为10.7 nm、2.70 g/cm3和32 GPa。烧结过程中, 高温高压使得OLC₁₁石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒, 相邻OLC₁₁通过悬键连接形成金刚石大颗粒, 再通过D-D键键合形成NPCD块体。     

乙二醇还原生产硬质合金用钴粉

以自制Co(OH)₂ 为原料, 乙二醇为溶剂和还原剂, 制得了分散性很好的球形超细钴粉。研究了单位体积乙二醇中Co(OH)₂加入量对钴粉的粒径和形貌的影响。用SEM 、XRD、BET 和激光粒度分析仪测试粉体的粒子形貌、晶体结构、比表面积和粒度分布。测试结果表明多元醇还原的钴粉为球形, 晶体结构以面心立方为主, 还有微量的简单六方;当Co(OH)₂ 加入量为60 g/ L 时制得的钴粉粒度分布较窄, 平均粒径为0.88 μm, 比表面积为3.46 m²/ g, 钴含量>99.5%。     

助磨剂EDTA在超细石膏粉体制备过程中的作用机制

为阐明EDTA在生石膏超细磨过程中的作用机理,采用黏度、XRD、XPS和红外光谱等方法表征生石膏料浆及超细磨产品。结果表明,在排矿口宽度为12 mm、料浆浓度为20%和超细磨时间为15 min的条件下,质量分数0.40%的EDTA可有效强化生石膏晶格应变效应和晶粒细化效应,减小生石膏的结晶度和粒度,使其d50由42.43 μm减小为16.69 μm。EDTA与生石膏表面的Ca2+生成Ca（COO）2,并覆盖其表面的羟基化活性点Ca2+导致ζ电位负向增大,进而减少了生石膏表面的吸附水相对含量及颗粒间的黏结力。上述作用既增强了生石膏颗粒间的排斥作用能使其形成稳定的分散体系,还可使生石膏料浆的浊度增大27.78%,而黏度减小18.16%,最终提高了生石膏的超细磨矿效果。     

水热合成条件和稀土掺杂对VO2粉体结构及相变温度的影响研究

采用水热合成法制备了VO₂粉体,研究了水热条件和Y、La、Ce等元素掺杂对VO₂结构及相变温度的影响。结果表明: 水热反应时间和温度对VO₂晶粒生长影响显著,190 ℃保温72 h条件下制备的VO₂粉体结晶度较好。稀土离子掺杂对VO₂粉体成型和相变温度都有影响,其中Y掺杂能起到明显的细化晶粒作用,同时能使VO₂相变温度由未掺杂时的68.3 ℃降到61.6 ℃;La和Ce的掺杂效果相近,都会对VO₂主体结构产生一定破坏,虽然能起到一定降低相变温度的作用,但相转变效果较差。     

飞片冲击加载下Fe50Mn30Co10Cr10合金的动态损伤研究

采用一级轻气炮对2种预处理状态下的Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金进行了冲击加载,利用多普勒测速系统对加载中样品自由面粒子进行速度测量;通过背散射电子衍射、金相显微镜探究了Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金的初期层裂特征。结果表明:马氏体和孪晶对层裂初期孔洞的形核、长大,裂纹的扩展有重要影响。孔洞并非在基体/马氏体的相界面间形核,而是优先形核于基体的晶界中,再沿基体相内部聚集形成微裂纹。与静态加载不同,动态载荷下孔洞的形核受孪晶界限制,微裂纹的拓展受马氏体阻碍,其方向并非完全与冲击方向垂直。冷轧退火试样中,晶界密度大,孔洞形核多,损伤程度较大,层裂强度低,而含有较多马氏体的热轧退火试样中裂纹扩展慢,最终损伤程度较小,层裂强度高。