混合稀土掺杂对宽带激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响

为了在钛合金表面获得具有生物活性和生物相容性的陶瓷成分涂层,运用梯度设计思想,采用宽带激光梯度激光熔覆技术,在钛合金表面制备添加不同含量Y2O3+CeO2混合稀土氧化物的陶瓷成分涂层。利用X衍射全自动测试仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM),研究不同混合稀土氧化物含量对涂层生物活性的影响。结果表明:固定0.4%(质量分数)Y2O3,CeO2的添加量在0%~0.8%变化,当CeO2的添加量在0.2%~0.4%时,激光熔覆过程中催化合成的生物活性相HA和β-TCP最多,经模拟体液(SBF)浸泡14 d后,涂层表面的类骨磷灰石最多且分布均匀。细胞学实验也表明,涂层表面细胞生长正常且数量最多。因此,含0.2%~0.4%CeO2的梯度生物陶瓷成分涂层具有最佳的生物活性。     

非均相多钼氧簇/硅藻土催化氧化碘离子研究

采用浸渍法制备keggin型多钼氧簇/改性硅藻土(PMoO/Dia)催化剂。分别采用FT-IR、XRD、BET、SEM和碘离子选择电极来测试并研究催化剂结构,表面形貌和碘离子催化性能。利用分子力学和量子化学方法对PMoO在Di和Dia表面的吸附进行计算模拟。研究结果显示:负载后的PMoO高度有序分散在Dia表面上且未改变其原有的Keggin结构;在加有0.5 g的7%PMoO/Dia催化剂的反应体系中反应8 min后碘离子的转化率为99.7%,反应速率达到了2.25×10~(-5) mol/(L·s),与空白相比,PMoO/Dia的催化效果提高2.25×10~3倍;PMoO以物理吸附和化学吸附两种方式吸附在Di和Dia表面,Dia表面的铵基增加了PMoO与Dia之间的静电吸附和化学吸附作用力,同时降低了PMoO/Dia的前线轨道能级。催化剂重复使用10次以后仍保持着良好的催化性能,重复性好,无过氧化,具有较好的应用前景。     

激光原位合成TiC-TiB2/Fe复合涂层及其抗氧化性研究

为了提高材料的高温抗氧化性,采用激光原位合成的方法制备了TiC-TiB2/Fe复合涂层,并进行了理论分析和实验验证,取得了复合涂层的相组成、显微组织及抗氧化性能数据。结果表明,涂层物相主要由-Fe,TiC,TiB2和 (Fe,Cr)7C3等组成,细小的方块状TiC颗粒和长条状TiB2均匀弥散分布于涂层基体上。经600℃恒温氧化60h后,TiC-TiB2/Fe复合涂层表面形成了连续致密的氧化膜,其主要由细小的Fe2O3,FeCr2O4,(Cr,Fe)2O3、金红石型TiO2以及Al2O3等球状颗粒组成,颗粒排列紧密,各氧化物形成热力学条件是满足的。复合涂层在600℃的恒温氧化动力学曲线呈抛物线型,在最初的10h内氧化增重速度较快,之后曲线趋于平缓。60h后其增重仅为0.75mg/cm2,抗氧化性能约是半钢的15倍。此研究结果对提高材料高温抗氧化性有一定的指导意义。     

超高强度30CrMnSiNi2A钢的激光焊接组织及性能

采用5 kWCO2激光焊接超高强度30CrMnSiNi2A钢,以获得性能优良的焊接接头.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、显微硬度仪、电子万能试验机和X射线应力测定仪对激光焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、拉伸断口和残余应力进行了研究.结果表明,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区组织为枝状晶,边缘区组织为粗大的柱状晶,熔合区组织为细长柱状品和细小等轴晶.热影响区(HAZ)组织主要为板条马氏体、贝氏体和少量残余奥氏体;焊缝区主要由α-Fe,NiCrFe,Fe-Ni以及MnSi2等相组成;焊缝区的硬度最高值约为518 HV,HAZ硬度最高值约为560 HV,从HAZ到基材硬度明显下降;焊接接头的抗拉强度平均值为802 MPa,断口均出现在靠近焊缝的母材区;焊接接头的冲击韧性为75.7 J/cm2;焊接接头的残余应力为压应力,焊缝区的残余应力平均值为-17 MPa,热影响区的残余应力平均值为-59 MPa.     

激光熔覆MoFeCrTiWSix多主元合金涂层组织和性能研究

在Q235钢表面激光熔覆制备了MoFeCrTiWSi_x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)多主元合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和硬度计等系统研究了Si对涂层的组织、相结构、显微硬度及高温抗氧化性能的影响。结果表明:激光熔覆MoFeCrTiW多主元合金涂层为简单bcc结构,组织为等轴晶。添加Si后,涂层主体相仍为bcc结构,当x≥0.4后,会有少量金属间化合物生成,合金涂层由先共晶bcc相和共晶组织(bcc相+Cr5Fe50Mo8.9Si5.2Ti20.4相)组成,随着Si量的增加,先共晶相的形态由胞状树枝晶转变为柱状树枝晶和等轴树枝晶,共晶组织逐渐增多。涂层从表面至结合区的混合熵呈高熵-中熵变化。涂层硬度和900℃时的抗氧化性能随着Si含量的增加有所提高,当x=1时,涂层平均硬度及抗氧化性能最高。     

高温合金表面激光熔铸镍基合金涂层的组织与耐磨性能

研究了高温合金ＧＨ３３表面激光熔铸镍基合金涂层的组织和耐磨性能。结果表明,基材对涂层合金的稀释作用较小;涂层与基材之间形成良好的冶金接合;涂层基体组织为γ－Ｎｉ枝晶,枝晶间为γ－Ｎｉ、Ｍ２３（ＣＢ）６、Ｎｉ３Ｂ、Ｃｒ２Ｂ、ＣｒＢ、ＷＣ等;涂层耐磨性能的平均值较基材提高４倍以上。     

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度涂层中WCp的溶解机理

研究了宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层中WCp的溶解方式及机理,结果表明,在宽带激光熔覆过程中WCp主要以扩散反应溶解为主.溶解机理为:粘结金属中的Ni,Cr,Fe原子向WCp内部扩散形成扩散带;WCp以反应物的形式与周围的Ni基合金发生化学反应形成熔点低的M23C6或M6C;形成的碳化物由于熔池内高速对流而以游离态存在于熔池或溶解于Ni基合金后重新凝固结晶析出.     

稀土含量对激光表面熔铸涂层开裂敏感性

本研究了高温镍基铸造合金ＧＨ３上稀土含量对激光表面熔铸钴基合金涂层开开裂敏感性的影响，结果表明，不加稀土时，基体中出现微裂纹，稀土含量为０．５％ｗｔ时，裂纹由基体向涂层扩展；稀土含量为２％ｗｔ时，裂纹进一步扩展直至贯穿涂层，此时，裂纹的长度和宽度最大，裂纹周围的组织粗大；当稀土含量为３％ｗｔ时，涂层及基体无裂纹出现，且涂层组织细小，均匀，涂层显微硬度值较未加稀土时低。     

阀门缝隙腐蚀和沉积腐蚀的成因及预防措施探析

为有效预防或减轻阀门中的缝隙腐蚀和沉积腐蚀,延长阀门的使用寿命,减少工程管系的运行成本,现着重分析了阀门中缝隙腐蚀和沉积腐蚀的成因和形态,阐述了防止和减小阀门中这类腐蚀的措施。     

宽带激光熔覆梯度生物活性陶瓷复合涂层组织与性能

为了增加基材与生物陶瓷涂层之间的结合强度,消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的开裂倾向,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和性能进行了研究.结果表明:钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中.合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al,P,Fe,V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333Ti0.666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为GaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2.陶瓷涂层表面形成了类珊瑚礁结构及短杆堆积结构.这种表面结构将有助于为骨细胞长入生物陶瓷涂层提供通道.陶瓷层与钛合金基体之间的结合强度大于37.3 MPa.合金层的最高硬度为1600 HV0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300HV0.2.