锌铜钛合金的研究进展与应用

简述了锌资源概况、锌合金的研究历程和以锌代铜的可行性,主要介绍了锌基抗蠕变合金——锌铜钛合金的使用状况及优点,特别是锌铜钛板材的情况。综述了国内外锌铜钛合金的研究和应用进展,论述了铜、钛及各合金元素在锌基合金中的作用,并阐明成分优化、形变热处理对其组织演变和性能方面的影响,最后对锌铜钛合金的应用和前景进行了探讨和展望。     

铜锌改性活性炭的制备及对水中余氯的去除效果

用电沉积铜锌的方法制得改性活性炭。对改性活性炭进行了表征,并研究了其去除水中余氯的情况。结果表明,铜锌均匀分布在活性炭中,改性后的活性炭,对水中余氯的去除率远高于原活性炭。     

热处理对大变形量Zn-1.65Cu-0.15Ti合金的组织和性能的影响

本实验采用中频感应熔炼炉制备锌铜钛合金,通过热轧工艺制备了变形Zn-Cu-Ti合金。首先分析了合金的显微组织和拉伸性能随着变形量的变化,发现随着变形量的增加金相组织变得越来越不明显,轧制的方向越来越清晰。96.7%变形量的合金延伸率最高,可达到54.7%。通过电化学分析发现,合金变形量越大,合金板材的耐蚀性越好。接着进一步研究了不同的热处理温度和时间对合金力学性能以及微观组织的影响。合金在210℃经过热处理,硬度从46HV提高至73HV,在温度稍低时,150～180℃区间内硬度增大的趋势更明显。高温热处理有利于合金抗拉强度的提高,在240℃下热处理保温2 h,抗拉强度和延伸率分别提高约29%、20%。     

C元素对600℃高温钛合金热处理温度窗口的影响

研究了间隙元素C对600℃高温钛合金(Ti60)热处理温度窗口的影响。结果表明:微量C元素对Ti60合金的a+β→β相变过程有明显影响,C元素不仅提高了合金的相转变温度(T_β),而且显著减缓了初生a相含量的变化。微量的C元素(质量分数<0.1％)可以使a体积分数的变化速率从(1.5％～2％)·℃~(-1)(Ti60)减缓到0.5％·℃~(-1)(Ti60-C)左右。C元素的这种特性改善了Ti60钛合金在a+β上部区的热处理温度窗口,可以确保该合金在较宽温度范围内进行固溶处理时初生a相的体积分数保持相对稳定,同时也确保了合金具有稳定的高温蠕变抗力。     

医用钛合金表面改性的研究进展

从金属植入体与生物环境的界面反应,以及钛植入体表面现阶段存在的主要问题出发,叙述了近年来钛表面生物活性、生物相容性、血液相容性、抗菌性涂层的制备、结构及性能,重点总结了应用等离子体喷涂技术制备羟基磷灰石涂层、硅酸盐陶瓷涂层、纳米ZrO2涂层、纳米TiO2涂层,以及采用等离子体浸没离子注入/沉积技术对钛合金表面进行离子注入和薄膜沉积的研究结果.最后,基于钛硬组织植入体表面需求,指出钛硬组织植入体表面改性设计与制备应注重改性层的综合生物学性能及力学安全性.     

医用钛合金表面改性研究进展

钛合金作为人体硬组织替代物和修复物的首选材料在临床上得到广泛的应用.分析了目前医用钛合金存在的主要问题:生物活性、耐磨性和耐腐蚀性有待进一步提高,指出表面改性是改善上述问题的有效途径;综述了人体植入钛合金表面改性的研究进展,并展望了钛合金表面改性的发展趋势.     

高压热处理对TC11钛合金组织及力学性能的影响

目的 为提高TC11钛合金的力学性能,对TC11钛合金进行了高压热处理实验研究,并分析了高压热处理对TC11钛合金组织及力学性能的影响规律。方法 采用六面顶压机对退火态的TC11钛合金试样进行高压热处理实验,高压热处理工艺流程如下：分别在1、3、5 GPa压力下,将原始态TC11钛合金试样加热至1 000℃,保温20 min后冷却,然后对高压处理后的试样进行微观组织分析。利用X射线衍射仪（XRD）分析试样物相组成,利用场发射电子显微镜（SEM）分析微观组织形貌和断口形貌,利用透射电子显微镜（TEM）观察试样相形貌和位错密度。通过纳米压痕实验机、维氏硬度计、力学实验机等,测试经过处理的钛合金的室温硬度和力学性能。利用热模拟实验测试TC11钛合金试样400℃时的压缩强度。结果 高压热处理有效提高了TC11钛合金试样的塑性变形抗力、硬度和抗压强度。TC11钛合金在3GPa高压热处理工艺下的室温硬度、室温抗压强度和400℃抗压强度分别为378HV、1 610 MPa和1 442 MPa,与相同工艺的常压热处理相比,分别提高了12.84%、9.89%、8.58%。结论 高压热处理可细化TC11钛...     

铜石墨复合材料改性研究进展

综述了铜石墨复合材料在改性方面进行的界面、添加剂和纤维增强等方面的研究.研究认为,界面改性、添加剂及纤维特别是纳米碳管等能显著提高铜石墨复合材料导电性能及摩擦磨损性能.     

Ti6242钛合金环形锻件轧制及热处理工艺对组织和性能的影响

对Ｔｉ６２４２钛合金环形锻件的轧制工艺及热处理工艺进行了初步的研究，研究结果表明：Ｔｉ６２４２合金环形锻件采用“β相变点下３０℃加热制坯，轧环（最后一火的轧制变形量应保证不小于３０％），９７０－９８０℃固溶１ｈ，空冷，５９３℃时效８ｈ，空冷”的工艺进行生产，可获得满意的组织和性能。     

医用钛及钛合金表面改性技术的研究进展

随着现代医学和材料科学的快速发展,植介入治疗技术在临床的应用越来越广泛。作为植入医疗器械的重要材料,医用钛及钛合金已广泛应用于骨科、口腔科等临床医学领域。然而,钛元素活泼的化学特点使得医用钛及钛合金的表面极易形成一层惰性的钝化膜,虽然具有优异的耐蚀性能,但是其表面不具有生物活性,从而影响了植入器械与软硬组织的结合。此外,医用钛及钛合金作为关节器械,其在体液环境下的摩擦磨损性能不佳,磨损情况下的腐蚀也不理想,因此亟需有效的改性技术来改善医用钛及钛合金的表面性能。基于此,本文针对近期开展的医用钛及钛合金表面改性技术研究,综述了物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入、激光熔覆、溶胶-凝胶合成等表面改性手段在改善医用钛及钛合金表面性能的研究现状,并对医用钛及钛合金表面改性技术的研究进行了展望。     

Zn-Cu-Ti合金的力学性能及腐蚀性能研究进展

Zn-Cu-Ti合金是一种应用前景十分广阔的锌基合金.将Cu、Ti元素加入锌基体中,不但能使材料硬化,而且可有效提高材料的抗蠕变性能,其良好的综合力学性能可与铜合金相当,且密度更低.Zn-Cu-Ti合金继承了金属锌极佳的耐蚀性,用其板材替代传统的镀锌板,在大气环境中作为屋顶覆盖材料可使使用年限延长几十倍.我国的锌矿资源储量和产量均居世界前列,但Zn-Cu-Ti合金在锌的应用中占比极低.首先,目前Zn-Cu-Ti合金的应用领域较单一,作为建筑墙板和屋顶用材,国内加工成卷板的处理工艺存在较多不足,高质量的卷板还需要进口.其次,Zn-Cu-Ti合金在自然大气环境中具有极佳的耐蚀性,但在特殊腐蚀环境下的腐蚀机理研究极不清晰.最后,Zn-Cu-Ti合金在高温和低温环境中的力学性能仍较差,对其力学性能的研究还没有统一的结论.这些均限制了该合金在其他领域的应用.近年来,国内外学者积极探索锌合金改性技术,新开发的锌合金压铸件形状精密且复杂,常用来制作轴承、模具、耐磨和减震部件等.研究已证实,选择合理的工艺将可大幅提升Zn-Cu-Ti合金的力学性能和耐蚀性能,如机械加工及热处理可以改变化合物相的尺寸、分布和金属离子的固溶度等.适当增加Cu含量可提高合金的硬度及抗拉强度;Ti对锌合金韧性有一定的改善作用;加入Gr、Mg和稀土等元素会改变合金相组成、晶粒尺寸以及腐蚀层结构等,进而改善合金的力学性能及腐蚀性能.在实验中,实验设计包括改变合金成分比例,添加微量金属元素,改进制备、加工和热处理工艺等.力学性能测试主要包括硬度、抗拉强度、塑性和韧性等.腐蚀性能测试包括合金自腐蚀速率、电化学腐蚀和应力腐蚀开裂等.分析方法除微观结构、相组成测试外,还包括利用腐蚀层致密度分析合金耐蚀性能及建立数学模型等.从长期来看,Zn-Cu-Ti合金在锌的消费结构中的比例将会逐渐增长.在应用中,Zn-Cu-Ti合金也将成为电器用材、五金用材、汽车部件和涂层材料等的优质替代材料.本文结合Zn-Cu-Ti合金的特点,阐述国内外Zn-Cu-Ti合金在力学性能和耐腐蚀性能上的研究进展,总结Zn-Cu-Ti合金制备工艺、成型工艺以及腐蚀方面的基础理论研究成果.同时,结合Zn-Cu-Ti合金的应用前景,展望Zn-Cu-Ti合金更广泛的应用,以期为Zn-Cu-Ti合金的开发和应用提供必要的参考.     

Advances of Titanium Alloys and Its Biological Surface Modification

This paper reviews the past, present and future of surface modification of titanium alloy from the point of view of preparation of hard tissue replacement implants. The development of titanium alloy is also described.     

高温应用钼及钼合金表面改性研究进展

钼及钼合金因具有高熔点、高硬度、力学性能优异等优点,被广泛应用于军工、航空和航天等领域。但钼及钼合金在高温使用时存在抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能较差等缺陷,严重影响了钼及钼合金的高温使用性能。研究发现,通过表面改性能有效解决上述问题。首先提出了高温应用钼及钼合金表面改性涂层需满足的基本要求,系统地综述了改性涂层在改善高温应用钼及钼合金抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能方面的研究进展,介绍了常见改性涂层的制备方法,并指出了目前该研究领域存在的问题及今后的发展方向。     

玻璃熔制过程耗热的计算与测量研究进展

随着地球资源的日益枯竭,世界环境的不断恶化,绿色制造已成为中国乃至世界经济发展的必然选择。玻璃制造业是能源密集型产业,在平板玻璃制造的全过程中,熔化和澄清阶段能耗占全部能耗的一半以上,因此,熔化和澄清是玻璃工业节能研究的关键领域。本文概述了玻璃熔制能耗的计算与测量方面的研究进展,总结了其成果,分析了其局限性,并就以后科研工作和实践探索的方向提出几点建议。     

Effect of Heat Treatment on the Specific Heat Capacity of Nickel-Based Alloys

Alloy-718 and Udimet alloy 720 are gamma prime strengthened superalloys with excellent mechanical and thermal properties at elevated temperatures, as well as at cryogenic temperatures. The nickel-based alloys were improved to be resistant to creep and become stronger by changing the heat-treatment conditions. The measurement of the specific heat capacity of a nickel-based alloy is a very useful tool to investigate the effect of heat treatment. The specific heat capacity of nickel-based alloys Alloy-718 and Udimet alloy 720 were measured using a differential scanning calorimeter in the temperature range of 100 – 1000 K. The specific heat capacity of the nickel-based alloys increases monotonically with temperature; however, above 800 K, it is strongly dependent on the heat treatment conditions and it is thought to be influenced by the precipitation phase (γ′, γ′′). Optical and scanning electron microscopies are used to investigate the microstructure of the phases. The microstructures of the precipitates are examined.Paper presented at the Seventh Asian Thermophysical Properties Conference, August 23–28, 2004, Hefei and Huangshan, Anhui, P. R. China.     

Surface Modification of Iron Carbon Alloys by Plasma Detonation Treatment

Plasma detonation method (PDM) is based on the use of pulse plasma jets formed by transformation of a detonation wave into a plasma pulse. Energy density in such a jet amounts to 10⁷ W cm_-2, Consumable electrodes used here allow the vapors of various metals to be introduced into the jet. PDM is applied for heat treatment of surfaces, their alloying, as well as for coating deposition. The process of surface modification of carbon steels using various electrodes is investigated. The effect of the treatment conditions and the electrode materials on surface hardening is discussed.     

TiAl基合金双温热处理的研究

研究了双温热处理对ＴｉＡｌ基合金的显微组织和室温拉伸性能的影响。试验结果表明，适当的双温热处理工艺能够减小或消除等温锻ＴｉＡｌ基合金因变形不均匀而遗留下的粗大组织，细化晶粒尺寸，从而提高合金的室温力学性能。     

热处理对Al-Mg-Ga-In-Sn合金微观结构和铝水反应的影响

制备不同镁含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并对其进行固溶和时效热处理,用XRD和SEM分析和观察了显微结构和腐蚀表面,用AFM/SKPFM测量了合金不同晶界相与铝晶粒间的电势差,用排水法测量了在不同水温下合金的铝水反应.结果表明,热处理改变了合金低熔点界面相的种类、形态以及合金晶粒内Mg和Ga含量.热处理态Mg含...     

热处理温度对非晶合金耐蚀性能的影响

目的 在非晶合金过冷液相区范围内研究热处理温度对非晶合金耐蚀性能的影响。方法 采用差示扫描量热法来表征非晶合金,并作出非晶合金的差热曲线,以此来确定非晶合金的玻璃化转变温度Tg和晶化温度Tx,进而求出其过冷液相区范围,以此来确定热处理退火温度范围。随后在过冷液相区范围内均匀选取3个不同温度点对非晶合金进行热处理,最后在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对非晶合金进行电化学测试,并与未处理样品进行比较,进而发现其耐蚀性规律。结果 经过不同的热处理后,非晶合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀结果相差较多。结论 在保温时间和冷却方式不变时,随着热处理温度的增加,非晶合金的耐蚀性呈下降趋势。退火温度为540 ℃时,非晶合金的耐蚀性能最佳。