铬铁原矿粉激光制备高熵合金复合涂层的组织与性能

目的用铬铁原矿粉快速直接制备高熵合金复合涂层,研究其组织结构及性能,提高基体表面硬度和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备高熵合金复合涂层,运用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及硬度计、磨粒磨损机,分析高熵合金复合涂层不同深度的显微组织、物相结构及力学性能。结果高熵合金复合涂层与基体结合良好,物相结构为简单BCC结构的过饱和固溶体,显微组织为典型胞状和树枝晶组织,且原位自生形成的细小碳化物颗粒强化相弥散分布于基体。深度为0.1 mm时,复合涂层的显微组织形貌最细小,且存在一定程度的成分偏析。复合涂层显微硬度平均为6.48 GPa,为基材40Cr钢的2倍以上。高熵合金复合涂层不同深度的磨损率均低于基体的磨损率,且随着深度的增加,磨损率逐渐升高,当深度为0.1 mm时,磨损率最低,为0.17 mg/mm2,耐磨性最好。结论以铬铁原矿粉为掺杂组元,采用激光熔覆技术成功制备出掺杂原位自生颗粒强化相的高熵合金复合涂层,显著提高了基体表面硬度和耐磨性。     

激光引燃自蔓延烧结AlCrFeNiSix多孔高熵合金材料组织及性能研究

为探究Si含量的变化对AlCrFeNiSi系高熵合金组织及性能的影响规律,采用激光诱导自蔓延烧结制备AlCrFeNiSi_x(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)多孔高熵合金。利用金相光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、硬度测试等表征分析了不同Si含量的AlCrFeNiSi_x多孔高熵合金材料显微组织、物相结构、合金密度和孔隙率、维氏硬度及耐磨性能。结果表明,合金组织内部均匀分布微观孔隙,x=0.4时,合金孔隙分布最为均匀。x≤0.4时,合金由BCC相构成,x超过0.6时,合金在BCC相结构的基础上出现FCC相。AlCrFeNiSi0.6高熵合金硬度最大,为522.3 HV0.5;磨损率最小,为73.41mg/cm2;密度最大,为4.354g/cm3;孔隙率最低,为17.1%。x=0.2时,合金孔隙率最大,为39.92%。     

Zn-β-磷酸钙/Ti生物复合材料组织及性能

采用化学沉淀法制备掺杂Zn的β-磷酸钙（β-TCP）粉末,Zn-β-TCP与Ti粉以3∶7（质量比）混合均匀经真空烧结得到Zn-β-TCP/Ti生物复合材料。结合金相观察、SEM、XRD等进行微观组织和表面形貌观察、物相分析,并进行显微硬度、摩粒磨损、单轴压缩和体外生物活性测试。结果表明：Zn-β-TCP粉体中粒径（D₅₀）集中在1~20 μm。β-TCP/Ti生物复合材料成分为TiO₂、Ti、β-TCP和CaTiO₃,Zn-β-TCP/Ti复合材料成分为TiO₂、Ti、β-TCP、CaTiO₃和ZnO,Zn²⁺固溶到β-TCP晶格使衍射峰偏移,掺杂10mol% Zn的偏移角度最大。β-TCP结晶度随Zn掺杂量的增大而降低。β-TCP/Ti复合材料的TiO₂相弥散分布在网状β-TCP相中,Zn摩尔分数为10mol%时,Zn-β-TCP/Ti复合材料的孔隙孔径在200~300 μm,满足工程支架材料的要求,且硬度最高为HV 346.2,磨损率最低为0.051 mgmm^-2,抗压强度在130~180 MPa之间,弹性模量最大为8.021 GPa,Zn的加入提高了β-TCP/Ti复合材料的力学性能。类骨磷灰石的积累随在模拟体液中浸泡时间的延长而增多,Zn-β-TCP/Ti生物复合材料具有良好的生物活性。     

非离子表面活性剂改性羟基磷灰石粉体的制备

采用化学沉淀法将硝酸钙、磷酸氢二铵按摩尔比5:3配成溶液,加入不同质量非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA),使其质量占羟基磷灰石(HA)质量分别为1％、2％、3％、4％、5％,经750℃热处理2 h,从而制取表面活性剂改性的HA粉末.对粉末进行粒度分布测量、FT-IR测试、XRD衍射分析和SEM表征.结果表明:常压60℃下制备改性的HA粉末纯度高,结晶度低.其中PEG改性HA粉末物相为Ca10(PO4)6(OH)2、Ca3(PO4)2和Ca2P2O7,添加3％PEG粉体中位径(D50)为13.55μm,OH-吸收峰最强,HA含量为纯相,结晶程度趋于完善;PVA改性HA粉末物相只有Ca10(PO4)6(OH)2,添加3％PVA粉体中位径(D50)为7.068μm,结晶程度趋于完善,HA粉末的团聚程度最小,比表面积最大为607.4 m2/kg.PVA对HA团聚程度的分散性优于PEG.