Sr元素对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响

为改善Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力,采用铜模喷铸法制备了不同Sr含量的Mg-Zn-Ca-Sr合金,其直径为2和4mm棒材试样。利用XRD、SEM、DSC和电化学测试方法研究了Sr元素对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和在模拟体液中耐蚀性的影响。结果表明,Mg_(65)Zn_(30)Ca_(5-x)Sr_x(x=0,0.5,1.0,1.5,原子分数%,下同)合金直径为2 mm棒材试样组织均为非晶态,而直径为4mm棒材试样均是由非晶和晶体相(Mg和MgZn相)组成,但晶体相的体积分数和尺寸随着Sr元素添加量的增加而减少,即合金的非晶形成能力提高,其中,Mg_(65)Zn_(30)Ca_4Sr_1合金非晶形成能力最强。电化学腐蚀测试结果表明,随着Sr含量增多,合金的腐蚀电位向正向移动,腐蚀电流密度减小,合金的耐蚀性逐渐增强,2 mm棒材试样中Mg_(65)Zn_(30)Ca_(4.5)Sr_(0.5)合金的耐蚀性最好,直径为4 mm棒材试样中Mg_(65)Zn_(30)Ca_4Sr_1合金的耐蚀性最强。     

微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。     

MgZnCa合金的非晶形成能力及其在模拟体液中的腐蚀性能

利用真空电磁感应熔炼和铜模铸造法分别制备了直径#x03D5;=20 mm和#x03D5;=2 mm的Mg_(70-x)Zn_(20+x)Ca_(10)(x=0,5,10,15,20,at%)合金棒材试样,采用XRD、DSC和电化学方法研究了合金的相组成、非晶形成能力以及在模拟体液中的腐蚀性能。结果表明:直径#x03D5;=20 mm的Mg_(70-x)Zn_(20+x)Ca_(10)(x=0,5,10,15,20,at%)合金棒材试样均由Mg、Ca_2Mg_6Zn_3和Mg_2Zn_(11)相组成;快速冷却得到的#x03D5;=2 mm棒材试样中,Mg_(65)Zn_(25)Ca_(10)、Mg_(60)Zn_(30)Ca_(10)和Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)合金组织为完全非晶,其中Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)合金的非晶形成能力最强,具有最大的过冷液相区(ΔT_x=29.97 K)和γ(0.4001)。电化学腐蚀测试结果表明,随Zn含量的增加,两种直径的合金棒材试样的腐蚀电位均逐渐增大,而腐蚀电流密度不断减小,即合金的耐蚀性不断增强;与同成分的#x03D5;=20 mm棒材相比,#x03D5;=2 mm棒材具有更加优异的耐蚀性,其中直径#x03D5;=2 mm的Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)(at%)合金棒材试样的耐蚀性最好,腐蚀电位为-1.297 V,腐蚀电流密度最小为1.93μA·cm~(-2)。     

Mg-Ni-Y-La非晶合金微观结构转变及电化学性能研究（英文）

采用铜模喷铸法制备了Mg60Ni23.6Y0.5La15.9块体非晶合金,并对其微观组织结构及电化学性能进行了研究。用XRD和SEM对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金在充放电过程中的微观结构进行分析。采用自动充放电测试系统对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电化学性能进行了测试。结果表明:在吸氢放氢过程中合金的非晶态结构逐步转变为晶态,并且随着循环的进行逐渐形成了Mg2Ni H4、Mg2Ni和Mg(OH)2相。电化学性能测试结果表明:Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电极的放电容量变化过程可以分为4个阶段,其最大放电容量达到410.5m Ah/g,从而说明非晶结构有可能是非晶电极达到最大放电容量的关键因素。     

Mg-Ni-Y-La非晶合金微观结构转变及电化学性能研究（英文）EI北大核心CSCD

采用铜模喷铸法制备了Mg60Ni23.6Y0.5La15.9块体非晶合金,并对其微观组织结构及电化学性能进行了研究。用XRD和SEM对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金在充放电过程中的微观结构进行分析。采用自动充放电测试系统对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电化学性能进行了测试。结果表明:在吸氢放氢过程中合金的非晶态结构逐步转变为晶态,并且随着循环的进行逐渐形成了Mg2Ni H4、Mg2Ni和Mg(OH)2相。电化学性能测试结果表明:Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电极的放电容量变化过程可以分为4个阶段,其最大放电容量达到410.5m Ah/g,从而说明非晶结构有可能是非晶电极达到最大放电容量的关键因素。     

Mg_(50)Ni_(50-x)Ti_x合金的吸放氢性能

研究了Mg50 Ni50 -xTix 合金的非晶形成能力与非晶合金电极的吸放氢性能。结果表明 :在Mg50 Ni50 -xTix合金中 ,当Ti替代Ni元素的量低于 1 5% (摩尔分数 )时 ,机械合金化能够得到几乎单一的非晶态合金 ;用Ti替代Ni形成的三元非晶合金能降低镁镍合金的平衡氢压 ;少量的Ti替代能改善合金的电化学吸放氢容量 ,使合金电极的吸放氢循环稳定性得到提高。这被认为是在三元合金中钛元素减缓了合金中镁元素的氧化腐蚀进程所致。     

AlNiLaCe新型高熵非晶合金的组织结构与电化学腐蚀行为

采用电弧熔炼工艺与真空熔炼快淬系统制备了一系列新型AlNiLaCe高熵非晶合金条带,并研究了(AlNi) / (LaCe)含量变化对高熵非晶合金组织结构与电化学腐蚀行为的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）和显微硬度计分别研究测定了高熵非晶合金的相结构、热稳定性与硬度;借助扫描电子显微镜（SEM）与X射线能谱分析仪（EDS）表征了合金条带的表面形貌与元素分布情况;通过极化曲线（Tafel）考察了高熵非晶合金在3.5 wt.% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为并通过XRD测定了等原子比AlNiLaCe高熵非晶合金条带的腐蚀产物。结果表明:随着Al含量的增多,AlNiLaCe高熵非晶合金由典型的非晶态衍射峰与含Al的金属间化合物一同组成;合金中(AlNi)含量增多导致其热稳定性与条带硬度逐渐提高,Al35Ni35La15Ce15高熵非晶合金最高硬度为470 HV0.1。通过电化学腐蚀实验发现:相比AZ91镁合金,AlNiLaCe系高熵非晶合金的自腐蚀电位更高,腐蚀电流密度比镁合金低1个数量级。     

Sn对AM60镁合金显微组织及力学性能的影响

分析了Sn对AM60镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：AM60镁合金中加入Sn形成的Mg：Sn颗粒相能够细化合金晶粒,晶间组织β相由连续网状转变为不连续,提高了合金的力学性能。当Sn质量分数为1．2％时,合金的力学性能最佳,合金拉伸断裂方式由解理断裂变为准解理断裂;随着Sn元素含量的继续增加,其力学性能又逐渐降低。     

非晶合金Mg_(65)Y_(10)Cu_(25)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗 (EIS)技术和扫描电子显微镜 (SEM )研究了Mg65Y10 Cu2 5非晶及相应的晶化合金在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明 ,非晶合金Mg65Y10 Cu2 5在NaCl溶液中为活性溶解 ,腐蚀反应由阴极反应和阳极反应共同控制。EIS测试表明 ,随着浸泡时间延长 ,非晶合金耐蚀性下降 ,EIS由 3个时间常数变为 2个时间常数。SEM测试表明 ,非晶合金经过 2 4h浸泡后 ,表面发生了极为不均匀的腐蚀 ;EDAX能谱表明 ,非晶合金经过浸泡后 ,表面成分发生了较大变化 ,含镁量减少 ,表面出现了浓度分布不均匀的氧元素。晶化后Mg65Y10 Cu2 5合金的耐蚀性略有提高。探讨了非晶合金在 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀机理     

Sn对多元Fe基非晶合金的玻璃形成能力及磁性能的影响

研究分析了Sn元素对Fe—Ni—Al—Ga-P—B-Si—C系非晶合金玻璃形成能力及磁性能的影响。XRD分析表明，合金Fe68-xNi1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75Snx（x=0，0．5，1．5，2．5）在铸态下皆为非晶态，并且合金的脆性随着Sn含量的增加急剧增大；DSC分析表明，随着Sn含量的增加，合金的玻璃转变温度Tg逐渐下降，同时过冷液相区△Tx逐渐变宽，而且增加幅度越来越大。Sn含量为0．5％和1．5％时，第一晶化放热峰Tp1已变得不明显，说明合金由二次品化向一次晶化转变。当Sn含量为2．5％时，合金具有较好的软磁性能。     

Mn含量对Mg2Ni型合金相形成及放电性能的影响

采用按比例混合合金粉末压制成圆柱试样，然后用低温烧结和随后机械球磨的方法制备了非晶态的Mg2Ni型合金。研究了烧结和球磨对不同Mn含量的Mg2Ni型合金的相形成过程及电化学性能的影响。实验表明：在Mg2Ni中采用第三组元Mn对Mg进行适量的替代后，通过烧结及球磨方法可以获得均匀的非晶相；微量替代可有效地提高其放电容量：随替代量的增加，合金最大放电容量和高速放电能力降低，而充放电循环稳定性提高。     

Y、Sn对Cu60Zr30Ti10合金非晶形成能力及性能的影响

采用铜模喷铸法制备了φ4 mm×80 mill的Cu60Zr30Ti10、(Cu60Zr30Ti10)98 Sn2和(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金棒试样.用X射线衍射仪(XRD)和差式扫描量热仪(DSC)分析了三合金内部结构及热稳定性.结果表明:合金元素Y、Sn均能提高Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力,但添加Y的效果更佳.所制备的φ4 mm(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金棒为完全非晶结构,且其热稳定性高于另外两种合金;非晶态(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金的显微硬度低于由晶相/非晶组成的(Cu60Zr30Ti10)98Sn2、Cu60Zr30Ti10合金,且在该系列合金中,随着析出晶相增多,合金显微硬度下降.     

Mg-Zn-Ca三元镁合金生物材料的腐蚀行为

以Zn与Ca为合金组元,采用熔融浇注法制备3种Ca含量分别为1%、2%和3%的Mg-Zn-Ca三元镁合金生物可降解材料,并对3种镁合金在Hank模拟体液中的质量损失腐蚀及电化学腐蚀行为进行研究。对不同腐蚀时间的合金表面形貌以及合金组织和相成分进行分析。结果表明:镁合金的腐蚀是从镁基相的点蚀开始的,含Ca量为1%的镁合金表现出良好的抗腐蚀性能;合金中Mg2Ca相的分布显著影响合金的耐腐蚀性能,合金体中Mg2Ca相的含量随着合金中Ca含量的增加而增加,导致合金的抗腐蚀性能变差。     

Mg对Al-Zn-Sn阳极合金组织与电化学性能的影响

为提高Al-7Zn-0.1Sn(质量分数,%)牺牲阳极的电化学性能,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动电位极化、电化学阻抗等方法,研究了不同含量的Mg对Al-7Zn-0.1Sn合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明:Mg可使Al-7Zn-0.1Sn合金从粗大枝状晶向等轴晶转变;适量Mg可改善Al-7Zn-0.1Sn合金的电化学性能;随着Mg含量增加,合金电位负移、电流效率逐步提高;当Mg含量为2%时,合金具有最好的综合电化学性能。     

非晶合金Mg65Y10Cu25在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法、交流阻抗(EIS)技术和扫描电子显微镜(SEM)研究了Mg65Y10Cu25非晶及相应的晶化合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明，非晶合金Mg65Y10Cu25在NaCl溶液中为活性溶解，腐蚀反应由阴极反应和阳极反应共同控制。EIS测试表明，随着浸泡时间延长，非晶合金耐蚀性下降，EIS由3个时间常数变为2个时间常数。SEM测试表明，非晶合金经过24h浸泡后，表面发生了极为不均匀的腐蚀；EDAX能谱表明，非晶合金经过浸泡后，表面成分发生了较大变化，含镁量减少，表面出现了浓度分布不均匀的氧元素。晶化后Mg65Y10Cu25合金的耐蚀性略有提高。探讨了非晶合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀机理。     

Sn对镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Sn元素对镁合金显微组织、物相和力学性能的影响。结果表明,当Sn含量达到4%时,使得合金组织晶粒细化,合金的综合力学性能得到了改善,其抗拉强度和伸长率分别达到了112.9 MPa和10%。在铸态合金中发现了鱼骨状的共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)、杆状的离异共晶组织Mg2Sn和球形颗粒状的第二相Mg2Sn。此外,随着Sn含量的增加,合金室温下的断裂模式由解理断裂向准解理断裂,再向沿晶断裂转变。     

铸态Mg-Sn-Si-Sr合金的显微组织与力学性能

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)分别研究Mg-5Sn-xSi-0.5Sr(x=1,2)和Mg-5Sn-ySi-2Sr(y=1,2)合金的相组成和显微组织,采用力学性能试验机测定合金的拉伸性能。结果表明:Mg-Sn-Si-Sr系合金组织由α-Mg、MgSnSr、Mg2Sn、Mg2Si相所组成。Mg2Si相含量随Si元素的增加而增加,加入Sr元素会促进MgSnSr相的形成,抑制相界上Mg2Sn相的析出。Sn和Sr均能够细化Mg2Si相。当Sr含量由0.5%提高到2%(质量分数)后Mg2Si和Mg2Sn相均能得到显著细化,从而显著提高合金的抗拉强度与屈服强度。     

微量Cu对生物Zn-Mg合金组织和生物降解行为的影响

通过向生物医用Zn-0.8Mg合金中添加微量合金元素Cu,研究了Cu含量对合金组织和生物降解行为的影响。结果表明,随着Cu含量增加,合金中初生η-Zn相逐渐细化,其平均晶粒尺寸由106μm减小到43μm,同时,第二相的体积分数也随之逐渐增加。腐蚀浸泡和电化学测试结果均表明,随着Cu含量增加,合金在Hank’s溶液中的失重降解速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金的降解速率逐渐提高。     

非晶/晶态MgZnCa复合材料在模拟体液中的腐蚀行为

利用熔体旋淬和铜模喷铸法分别制备了Mg_(60+x)Zn_(35-x)Ca_5(x=0, 3, 6, 9)非晶态合金薄带、非晶态合金棒材、非晶/晶态合金棒材;分析了它们的物相组成、晶态的晶粒尺寸和分布情况,以及不同成分的Mg_(60+x)Zn_(35-x)Ca_5(x=0, 3, 6, 9)合金的玻璃形成能力(GFA);研究了完全非晶态的Mg_(60+x)Zn_(35-x)Ca_5(x=6, 9)棒材和非晶/晶态复合的Mg_(60+x)Zn_(35-x)Ca_5(x=0,3)棒材在模拟体液(SBF)中的腐蚀行为。结果表明,MgZnCa合金都具有玻璃形成能力;完全非晶态的MgZnCa合金的GFA和在模拟体液中的耐蚀性均比非晶/晶态复合的MgZnCa合金好;通过调控MgZnCa合金的成分,可以控制MgZnCa合金的降解速率。     

添加锡对AS21镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响（英文）

研究添加锡对AS21镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。采用低压压铸法制备分别添加0、0.5、1和2 wt.%Sn的AS21合金。用光学显微镜和扫描电镜进行显微组织表征,通过在3.5%Na Cl溶液中浸渍和电化学腐蚀试验研究合金的耐腐蚀性能。微观检测结果显示,AS21合金中含有α-Mg、孤立的β-Mg_(17)Al_(12)和汉字状Mg_2Si金属间化合物相。随着Sn含量的增加,Mg_2Si相的分布变得更加离散和致密。当Sn添加量为2 wt.%时,形成遍布于整个组织的富Sn网状结构,汉字状组织由短棒状的Mg_2Si相排列组成。持续浸泡腐蚀试验表明,随着锡含量的增加,AS21合金的降解程度不断降低,当锡含量为2wt.%时,AS21合金的腐蚀速率降低约65%。电化学腐蚀试验也表明,随着锡含量的增加,AS21合金的耐蚀性逐渐提高。