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.     

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.     

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。     

Al对Cu-Zr-Ti基块体非晶合金力学性能的影响

研究了不同Al含量对Cu-Zr-Ti基块体非晶合金力学性能的影响.X射线衍射(XRD)图谱显示,制备态试样均为完全非晶结构.室温压缩试验及显微硬度测试表明,当Al含量(摩尔分数)达到6％时,试样的抗压强度为2 002 MPa,断裂应变量为6.48％,显微硬度(HV)为767.6.用扫描电镜(SEM)对(Cu60Zr33Ti7)94Al6试样的压缩断面进行观察,发现由于断面上存在大量均匀细小韧窝抑制剪切带的快速扩展,导致合金力学性能的提高.     

Fe-Si-B非晶合金粉末的制备及吸波性能

采用正交试验法,利用硼氢化钠水溶液还原氯化亚铁和氟硅酸钠水溶液中的Fe和Si,制备出一种粒径为200~500 nm的球形粉末,采用X射线衍射仪、同步热分析仪、透射电子显微镜及选区电子衍射、X射线光电子能谱仪以及电感耦合等离子体光谱分析表明该粉末是成分为Fe87.6Si1.08B11.31的非晶态合金。利用矢量网络分析仪研究了该粉末的吸波性能,结果表明：该粉末在14.56 GHz处最小反射损耗为—44.8 dB,对应的匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为6.16 GHz且为最大吸收带宽。对电磁波的损耗以磁损耗为主,介电损耗为辅,其中介电损耗以偶极极化为主,磁损耗以涡流损耗和自然共振为主。     

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。     

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。