Fe-Si-B非晶合金薄带对水中Cu(Ⅱ)的去除性能及机理研究

采用单辊甩带法制备了Fe-Si-B非晶合金条带(Fe-Si-B^AR)。分别将0.08、0.30、0.60、1.00 g/L的Fe-Si-B^AR加入初始浓度为100 mg/L的含Cu(Ⅱ)溶液中进行Cu(Ⅱ)去除试验。结果表明,随着Fe-Si-B^AR剂量从0.08增加到1.00 g/L,Cu (Ⅱ)的去除率从85%升高到99%,且去除过程符合伪一级动力学模型。Fe-Si-B^AR去除Cu (Ⅱ)主要基于氧化还原反应,还原产物为Cu和Cu₂O。反应过程中,Fe-Si-B^AR表面产物层形成松散结构,并且从条带表面脱落。     

冷却速率对Zr-Cu基非晶合金显微结构及力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了直径分别为2、4、6 mm的Zr44Cu40Al8Ag8块体非晶合金。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、同步示差扫描量热仪(DSC)等手段对试样的显微结构进行了分析,采用单轴压缩试验测试了试样的力学性能。实验结果表明:试样的力学性能受自由体积和析出晶体相数量影响。当冷却速率降低时,试样塑性因自由体积减少而变小,同时强度因Al3Zr析出相增多而降低。     

块体非晶复合材料超塑性成形研究现状

块体非晶复合材料克服了非晶合金的室温脆性,保留了非晶合金的高强度优势,是一种具备优异力学性能的结构材料。研究其在过冷液相区的超塑性变形行为能够指导理论模型的建立、发展和完善,也能加快推动材料的工程实际应用。简述了块体非晶合金及其复合材料超塑性成形的研究现状,并重点总结了近年来非晶复合材料在过冷液相区的超塑性流变行为、超塑性变形时的显微结构演变及力学性能的变化。提出了目前超塑性成形非晶复合材料方面亟待解决的技术难题。     

非晶态合金在废水处理中的催化性能

随着印染工业的发展,染料废水的排放已成为水体污染的主要来源之一.目前常用的降解剂零价铁(ZVI)表面钝化现象严重,活性中心类型单一,导致其对染料的降解效率低下.因此,急需开发反应活性高、循环利用性好的新型降解材料作为ZVI的替代品.而具有热力学亚稳态结构的非晶态合金(MGs)以其优异的催化活性,在催化反应领域的重要性逐渐凸显.研究表明,MGs在染料废水处理中表现出超高的降解效率、较低的金属浸出率和稳定的催化性能.本文较简洁地阐述了当前染料废水的污染现状及处理方法,着重介绍了铁基、镁基和其他非晶合金作为环境催化剂对偶氮染料降解性能的研究进展,系统地综述了降解反应中的脱色、矿化、金属浸出、持续性和可重复使用等性能.与ZVI和晶态合金相比,独特的原子排布结构使MGs与染料的反应活化能降低,表观反应速率常数变大,价带顶下移,氧化还原电位降低,产物层更易脱落.对比传统降解材料发现MGs的性能优势明显.然而,MGs在工程应用中仍然存在着非晶形成能力差、金属浸出造成环境二次污染等问题.为此,本文对MGs催化剂的进一步开发及应用提出了几点建议:(1)MGs与其他强导电性物质(如生物炭)掺杂后制备成复合材料,可在降低MGs用量的同时提高电子传输能力;(2)建立非晶态?电子结构?催化性能之间的理论联系;(3)拓展其应用范围至石化废水、制药废水和食品加工废水等其他污染废水的处理工艺.以期为MGs在环境污染物降解领域提供更多新的参考.     

高温结构弛豫对非晶复合材料力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了Cu40Zr44Al8Ag8非晶复合材料(BMGCs),在玻璃转变温度(Tg)退火不同时间(5,10,15,20,25,40,60,85min)后,采用单轴压缩实验测试了试样退火前后的力学性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和同步差示扫描量热仪(DSC)等手段对退火前后试样的显微结构和断口形貌进行分析。结果发现:所制备铸态试样主要为非晶结构,非晶基体中弥散分布着少量的纳米级及微米级的Al3Zr金属间化合物。随着退火的进行,非晶复合材料中微米级晶体相的尺寸和形貌并不发生变化,这些晶体相是裂纹形成的源泉;但是纳米级晶体相不断增加,最终析出产物相为Al3Zr,Cu10Zr7和Ag3Al相。非晶复合材料中自由体积与析出晶体相共同控制着该BMGCs的力学性能。退火初期,试样的强度和塑性缓慢增长,至退火15 min时达到极值,最高强度达到1.77 GPa,最大塑性应变量达到1.67%;但是继续退火,试样内自由体积大量减少,强度和塑性均迅速下降;其断裂方式也由单一剪切面断裂转变为多剪切面断裂,最后发生脆性劈裂。     

AZ31/LA141搅拌摩擦搭接焊工艺及性能研究

借助体视镜、光学显微镜、万能试验机和维氏显微硬度计探究不同旋转速度对AZ31/LA141异种材料搅拌摩擦搭接焊接头组织、显微硬度和剪切性能的影响。结果表明：当焊接速度为0.1 m/min,旋转速度为1 400～1 800 r/min时,焊缝质量良好,无明显缺陷。同一焊接参数下,上层AZ31和下层LA141的前进侧热影响区晶粒尺寸均大于后退侧,而前进侧热机影响区晶粒尺寸的变化趋势小于后退侧。前进侧热机影响区晶粒尺寸随旋转速度的增加而增加。当旋转速度增大时,上层AZ31和下层LA141的显微硬度均增大,焊核区的显微硬度最大值为68.2HV。搅拌摩擦搭接焊接头的拉剪力先增后减,当焊接速度为0.1 m/min,旋转速度为1 600 r/min时,拉剪力达到最大值2 313.5 N。     

医用钛系高熵合金的设计与进展

与传统合金相比,新型多主元的高熵合金,因其高构型熵而具有高强度、高耐磨和高耐蚀等优异性能,有望克服传统合金在医学行业应用中的不足,因此,高熵合金具有很高的学术研究价值和应用潜力.本文总结了医用钛系高熵合金元素的筛选、相预判及生物相容性的研究现状,并简要介绍了医用钛系高熵合金的成分设计思路,展望其未来发展趋势及尚待解决的问题.