MgB2颗粒的制备及其增强铜基复合材料

采用粉末冶金反应烧结结合高能球磨的方式制备了MgB2超细粉末,烧结后X射线衍射(XRD)表明合成MgB2的纯度较高,球磨后由于晶粒尺寸减小以及晶体中微观应力增加使得MgB2衍射峰的强度下降而且宽度增加,但球磨后颗粒的高分辨透射电镜像及相应的选区电子衍射表明球磨后MgB2的晶体结构依旧完整.采用粉末冶金工艺制备了MgB2P/Cu复合材料,扫描电镜观察表明MgB2颗粒在铜基体中分布均匀.线扫描结果表明在MgB2颗粒与铜基体之间存在Mg、Cu元素的互扩散现象.性能测试结果表明,相同体积分数情况下,MgB2P/Cu复合材料的相对密度、硬度、拉伸强度以及导电性能优于TiNp/Cu复合材料和AINp/Cu复合材料,是一种有效的弥散强化相.     

纳米羟基磷灰石对Mg-Zn-Zr-合金体外生物性能的影响

采用常规熔炼方法在氩气保护和电磁搅拌条件下制备了纳米羟基磷灰石(nHA)/Mg-2.5Zn-0.5Zr(质量分数, %)生物复合材料, 并与基体镁合金对比, 通过与大鼠成骨细胞共培养考察材料的体外生物相容性。结果表明, 2组材料均无明显细胞毒性, 但在倒置相差显微镜下, nHA/Mg-2.5Zn-0.5Zr材料周边细胞形态完好, 密度显著高于基体镁合金组, 前3天培养液中基本无材料溶出物, 5~7天后溶出物少于基体镁合金组。细胞生长曲线显示, 随着培养时间延长2组材料表面的细胞数量均呈上升趋势, 而在复合培养的第3天和第5天, nHA/Mg-2.5Zn-0.5Zr复合材料表面细胞增殖量显著大于基体镁合金组。扫描电镜下可见成骨细胞对2组材料的反应有所不同, 在复合材料表面, 细胞呈梭形或三角形紧密贴伏, 其伪足正常伸展使细胞彼此相连, 7天后完全覆盖了整个试样。相反, 基体镁合金表面细胞呈纺锤状, 显示与材料的细胞吸附性较差。      

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织,力学性能,腐蚀行为通过光学显微镜,扫描电镜,力学测试以及模拟体液浸泡手段进行了研究。X射线衍射结果表明该合金的主要第二相为Mg7Zn3, Mg2Zn3, 和Mg4Zn7的金属间化合物相。经过56:1挤压比后的挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的晶粒尺寸平均为2.5um,相比铸态的119.1um下降了47.6倍。屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别为205MPa, 336MPa 和17.85%。挤压态合金的耐蚀性也明显优于铸态合金,其原因主要为晶粒细化。本文设计的新型生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出良好的综合力学性能以及耐蚀性。     

镁铝合金等通道转角挤压液压机有限元分析

锻造液压机作为金属制品生产加工的重要工具,一直得到广泛应用。而液压机的机架作为重要的承重部件,对于被加工零件的尺寸精度产生着重要的影响。通过利用ansys软件的有限元分析工具,对镁铝合金等通道转角专业挤压液压机架进行了模拟静力学分析,从等效应力和机身位移两个方面验证了液压机设计的合理性,从而为设计进行优化提供依据。     

超声辅助制备β-磷酸三钙/Mg-Zn-Ca生物复合材料及性能

在生物Mg合金基体中添加β-磷酸三钙（β-TCP）颗粒可以调控其力学性能及腐蚀降解性能,满足人体不同植入部位的服役需求。本研究在机械搅拌铸造的基础上,采用超声方法对Mg基复合材料的熔体进行辅助处理,制备了β-TCP添加量为1%（质量比）、Zn含量为3%（质量比）、Ca含量为0.2%（质量比）的β-TCP/Mg-Zn-Ca可降解生物复合材料,对超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为与未超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料进行了对比研究。结果表明：超声处理可以细化β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织,有利于β-TCP复合颗粒的均匀分散;β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料在模拟体液环境下的耐蚀性得到提高;其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为211.54 MPa、334.32 MPa和7.28%,与未超声处理的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料相比,分别提高了8.44%、4.67%和17.99%。     

镁基纳米复合材料在模拟体液中的腐蚀行为

以AZ80A市售镁合金为参照，研究了镁基纳米复合材料镁，即：碳纳米管（Mg／CNT）复合材料及氧化镁（Mg／MgO）纳米复合材料在模拟体液中的腐蚀行为．浸泡过程中测量溶液的pH值变化，在浸泡1、4、8、10、20和30d后计算其腐蚀速率，并通过XRD分析腐蚀产物成分．结果显示：Mg／MgO纳米复合材料比Mg／CNT复合材料耐腐蚀，Mg／CNT复合材料在4d时已经腐蚀完，AZSOA型镁舍金最耐腐蚀。三者的腐蚀产物成分基本相同，均为Mg2CI（0H）3-4H2O及少量的MgCl2.     

《陶瓷材料》课程教学改革探索

《陶瓷材料》是材料科学与工程专业无机非金属材料方向必修课,本课程的设置是为了使学生掌握陶瓷材料的性能、结构、制备及应用的同时,培养自学、协作、实践能力与创新意识。为适应新时期对无机非金属材料专业的人才需求,从教学内容、实践教学、教学方法和手段以及考核方式等方面对《陶瓷材料》课程改革进行了初步探索,并在实践教学中取得了较好的效果。     

AlNp/Cu复合材料的热学性能

采用粉末冶金工艺制备了不同体积分数的AlNp／Cu系列复合材料,研究了复合材料从50-550℃的热膨胀行为,对不同体积分数的AlNp／Cu复合材料发生热变形的温度范围进行了分析计算,测定了AlNp／Cu复合材料塑性变形后的软化温度。结果表明：AlN的加入能够提高铜基体的软化温度且对铜基体的热膨胀起到明显的约束作用;在孔隙与热应力共同作用下,AlN颗粒含量达到一定程度时,AlNp／Cu复合材料膨胀曲线随温度的上升将产生非线性变化;加热过程中热应力造成的基体塑性变形使热循环后复合材料存在残余正应变。     

添加铝对AlNp/Cu复合材料组织与热性能的影响

为提高高体积分数AlNp/Cu复合材料的致密度,采用粉末冶金液相烧结工艺制备了含10vol%Al的AlNp/Cu复合材料,与未添加Al的AlNp/Cu复合材料以及AlN颗粒表面镀铜的AlNp/Cu复合材料进行了组织与热性能的比较.X射线衍射与显微组织观察表明,添加的Al在烧结过程中扩散至铜基体形成固溶体,并能有效的提高AlNp/Cu复合材料的致密度,添加10vol%Al的复合材料相对密度与未添加Al的AlNp/Cu复合材料相比提高了3.5%.热膨胀试验表明:50～550℃之间,40% AlNp/Cu复合材料、添加10vol%Al的40%AlNp/Cu复合材料及AlN颗粒表面镀铜的40%AlNp/Cu复合材料的平均热膨胀系数分别为15.7、13.4和13.4,热循环后的残余应变分别为0.51%、0.18%和0.24%.Al的添加及AlN颗粒表面镀铜都能有效地降低AlNp/Cu复合材料的热膨胀系数和热循环后的残余应变.与表面镀铜的AlNp/Cu复合材料相比,Al的添加在一定程度上降低了AlNp/Cu复合材料的热传导性能,但材料的制备成本显著降低.     

镁/聚乳酸复合材料的制备与表征

为有效中和聚乳酸降解过程后的酸性,提出镁颗粒与聚乳酸的复合材料新体系。采用造粒-注塑工艺制备了3%Mg/聚乳酸(PLA)复合材料,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征了产物的微观形貌与物相组成;测试了力学性能;采用模拟体液浸泡手段研究了复合材料的降解行为。结果表明,采用造粒、注塑工艺可以制备这类复合材料,少量镁颗粒的加入对聚乳酸的力学性能影响不明显,其中拉伸强度和延伸率分别下降了6%和12.5%,但弯曲强度有所增加。聚乳酸降解后的酸性得到了有效的中和,聚乳酸浸泡30 d后的pH值为6.28,而3%Mg/PLA复合材料浸泡30 d后的pH值仅为6.85。