二氧化锆含量对钛铸件气孔率的影响

分别用ZrO2含量为20％、30％、40％的磷酸盐高温包埋材包埋铸造纯钛试样,对照组用MT-3专用铸钛包埋材;铸造后进行X线探伤,扫描电镜和EDS能谱分析.通过X射线探伤技术与扫描电镜对钛铸件性能检测,确定ZrO2与磷酸盐包埋材料的最佳配比.结果发现,ZrO2含量为20％的磷酸盐高温包埋材试样孔隙较多,孔隙含量与对照组有显著性差异,ZrO2含量为30％和40％组试样孔隙含量与对照组无显著性差异.扫描电镜和能谱分析结果显示,ZrO2含量为20％的试样反应层最厚,ZrO2含量为30％和40％的试样反应层较薄,对照组试件反应层最薄.含30％的ZrO2的磷酸盐包埋材料具有较好的性能.     

纯钛表面载骨碎补提取物涂层的制备与性能

为了提高纯Ti的生物活性和抗感染性,采用微弧氧化(UMAO)制备多孔涂层,并以植酸(PA)偶联骨碎补提取物(ERD),并分析涂层结构、形貌及性能。结果表明,随着ERD浓度的提高,纳米颗粒增多,有PO43-,P2O74-和O=P-O-生成;载药12.5g/L的膜层摩擦磨损系数低,膜层结合力较高,为亲水涂层,膜层的电位提高了0.32V,自腐蚀电流降低一个数量级,模拟体液浸泡有羟基磷灰石(HA)生成。纯钛表面通过超声微弧氧化,植酸偶联载药的耐蚀性,结合力,生物活性均有提高。     

纯钛表面等电位空心阴极辉光放电无氢渗碳的研究

在纯钛相变温度下,利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析;利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究;利用电化学工作站,在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究;结果显示,经过无氢渗碳处理,在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层,改性层的最大厚度是7.5 μm,最大显微硬度是1298 HV0.2,是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高,试样的耐磨性能也显著增强,试样的平均摩擦系数是0.312,较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中,试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此,在保证基体力学性能的前提下,试样的耐磨耐蚀性能明显提高。     

碳化硅颗粒增强TC11钛基复合材料的组织与力学性能研究

采用球磨工艺将碳化硅颗粒与TC11钛合金粉末混合,通过放电等离子体烧结工艺制备了碳化硅颗粒增强钛基复合材料(SiCp/TC11),并研究了复合材料的微观结构和力学性能。结果表明,SiCp/TC11复合材料内部无孔洞,烧结致密。碳化硅颗粒与钛基体发生反应,生成碳化钛颗粒。随着碳化硅颗粒含量的增加,SiCp/TC11复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,维氏硬度升高。添加0.5%(质量分数)的碳化硅颗粒后,SiCp/TC11复合材料的室温屈服强度和抗拉强度分别提高了31.3%和14.1%,500℃高温抗拉强度提高了6.9%。SiCp/TC11复合材料强度的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及载荷传递。     

放电烧结多孔和表面多孔Ti-6Al-4V植入材料的力学性能

多孔包覆的钛和Ti-6Al—4V合金可以增加表面积,改进植入件与人体骨组织的结合能力。通常多孔包覆的钛基植入件可通过室温粉末模压及高温烧结而成。多孔和表面多孔的钛植入件的制备,是将钛粉在氧化铝坩埚中1000℃真空烧结24h得到,但其平均压缩强度仅为184±34MPa;而芯部致密的多孔件则是在钛粉中插入实心棒后烧结而成,依实心棒的尺寸不同,其强度在218～237MPa之间。     

基于冷喷涂的多孔钛与钛合金的制备与表征

基于冷喷涂技术的优点,结合喷涂后热处理开发了一种新的多孔钛与钛合金制备工艺.研究了热处理对所制备多孔钛与钛合金块材的组织与结合强度的影响.结果表明,所得多孔块材的气孔率与粉末本身及喷涂条件有关,气孔率在10%～50%之间变化.热处理态的气孔率代表了冷喷涂制备块材的实际气孔率.所得多孔块材喷涂态的结合强度在10～30 MPa之间变化.热处理后粒子间接触界面通过扩散达到冶金结合,多孔块材的结合强度均明显增加(超过55 MPa).     

球形粉末多孔钛的性能与粉末粒度和烧结制度的关系

以等离子旋转电极制取的TC4合金球形粉末为原料,经涂覆成形烧结工艺制备多孔试样,并系统地研究了多孔钛的性能与原始粉末粒度和烧结制度的关系。研究结果表明:在确定的工艺条件下,影响多孔钛孔径和透过性能的关键因素是原始粉末粒度;孔径与原始粉末粒度呈线性关系,即最大孔径值为原始粉末粒度的1/2—1/2.5,过滤精度值为原始粉末粒度的1/5—1/6;而透气性能随原始粉末粒度增加呈非线性迅速增加;孔隙度主要取决于粉末的堆积状态,由涂覆成形工艺制取的多孔钛,其孔隙度为40—43%;多孔钛的压缩强度主要与原始粉末粒度和烧结制度有关,并随原始粉末粒度的变小、烧结温度的提高及保温时间的延长而增加。     

大变形下工业纯钛的组织与强度的关系

工业纯钛因具有优异的生物相容性,是生物医学领域中较有前途的材料,然而强度不足限制了其应用。早在20世纪80年代,等通道转角挤压（ECAP）工艺就能够通过制备超细晶结构从而提高材料强度,这使得工业纯钛在生物医学领域中的应用得以推进。     

理顺材料与环境关系是控制腐蚀的基本思路

本文论述了工业装置与设备腐蚀控制或防护设计中应理顺材料与环境的关系,尤其是防止局部腐蚀和环境敏感断裂,对设备的失效分析和系统的安全性分析更应从材料与环境两方面考虑,这里的环境是广义的环境,包括自然与社会环境,人是控制腐蚀的决定性因素,装置和设备的腐蚀失效,大多由决策失误、操作失误和监管不力造成的。全面腐蚀控制不能忽略全员腐蚀控制,最后提出预防为主的理念。