硅酸钙—羟基磷灰石复合生物陶瓷的制备及其理化性能研究

以自制硅酸钙(CaSiO3)和羟基磷灰石(HAP)超细粉体为原料,按照不同的比例混合、成型、煅烧制得CaSiO3-HAP复合生物陶瓷.采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对粉体及陶瓷样品进行物相成分和显微结构分析,并对复合生物陶瓷的收缩率、抗弯强度、断裂韧性和硬度等性能进行测定.研究结果表明:在HAP中添加一定量的ca-SiO3可以减小HAP陶瓷的收缩,并能提高其力学性能,CaSiO3含量为30wt%的CaSiO3-HAP复合生物陶瓷综合性能最佳,其抗弯强度和断裂韧性分别达到156.7MPa和2.32MPa·m1/2,维氏硬度值达到6.5GPa,比纯HAP陶瓷的性能均有了较大的提高.     

Nd对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

本文利用真空电磁感应熔炼炉制备了AZ91-X%Nd(X=0,1.5,2.0,2.5)合金,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了试验合金的相组成及显微组织,并测试和分析了合金的硬度。结果表明:AZ91镁合金中添加Nd后合金组织细化,当Nd含量为2.5%时,晶粒平均尺寸在25μm左右,合金组织主要由α-Mg、β(Mg17Al12)、Al2Nd和Al3Nd相组成。随着Nd含量的增加,沿晶界呈半连续网状分布的β(Mg17Al12)细化为岛状、粒状和长条状的Al2Nd、Al3Nd稀土相逐渐增多且有长大趋势。硬度测试结果显示:添加Nd元素后AZ91镁合金硬度均得到提高,随着Nd含量的增加合金硬度逐渐升高,当Nd含量为2.5%时硬度达到最大,为82.17HV。     

304不锈钢与42CrMo钢惯性摩擦焊工艺

研究了304不锈钢与42CrMo钢惯性摩擦焊接工艺,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和性能测试等方法对接头组织性能进行了分析。结果表明:接头飞边尺寸与热输入有关,42CrMo侧飞边大;近缝区Cr元素出现"峰值",焊缝界面处C元素和Fe元素增加;42CrMo侧未见明显脱碳层,其组织从焊缝到母材主要有贝氏体、马氏体、铁素体和索氏体,热输入影响马氏体的形态;304不锈钢侧晶粒细化,有碳化物生成,大热输入时生成σ相;硬度最高值在42CrMo侧焊缝,增大热输入,304不锈钢焊缝硬度增加,42CrMo侧降低;拉伸强度最大为687.55MPa,均断在304不锈钢母材上,是以韧窝为主的韧性断裂。     

Gd对Mg-3Dy-2Zn-0.5Zr镁合金铸态显微组织和力学性能的影响

研究了Gd添加对铸态Mg-3Dy-2Zn-0. 5Zr(%,质量分数)镁合金显微组织和室温拉伸性能的影响,结果表明:Mg-3Dy-2Zn-0. 5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg、少量的Mg3Zn3Dy2和Mg24Dy5相组成,而添加0. 5%Gd和1. 0%Gd合金则主要由α-Mg、Mg3Zn3Dy2、Mg(Dy,Gd,Zn)x相以及少量Mg24Dy5相组成。同时,Gd添加还可细化Mg-3Dy-2Zn-0. 5Zr合金的晶粒,并导致大量呈半连续分布的第二相在晶界析出。此外,在Mg-3Dy-2Zn-0. 5Zr合金中添加0. 5%Gd后,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率大幅度增加,分别达到了248、102 MPa及12. 0%,而添加1. 0%Gd后,合金的拉伸性能不但没有进一步增加,抗拉强度和延伸率反而低于未添加Gd的合金。研究结果表明:Gd合金化和/或微合金化有益于Mg-3Dy-2Zn-0. 5Zr镁合金拉伸性能的改善,但需要控制Gd的加入量。     

稀土元素Er对高锌铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X衍射射线分析仪(XRD)、显微硬度计等仪器研究了加入不同含量的稀土元素Er对高锌铝合金(Al Zn32)的铸态组织及硬度的影响规律,并分析探讨了其作用机理。研究结果表明,添加适量的稀土元素Er能有效细化高锌铝合金的铸态组织,粗大的初生富铝α等轴晶晶粒转变为细小、均匀的等轴晶晶粒;合金的等轴晶晶粒随Er含量的增加呈先减小后增大趋势,当加入0.2%Er时,等轴晶晶粒尺寸最小约为30~40μm。合金硬度随Er含量的增加呈先增大后减小的趋势,当添加0.2%Er时,硬度达到极大值127 HV。稀土元素Er部分以块状的Al3Er(Ti,Cr)金属间化合物的形式分布于晶界,少部分的Er固溶于α基体中。     

稀土Ce对新型铜基结合剂金刚石节块性能的影响

通过抗弯强度测试、显微硬度和扫描电镜研究新型铜基结合剂Cu53Sn21Fe20Ni6中添加Ce元素后组织和性能的变化.结果表明：稀土 CeO2的加入对结合剂胎体的各项性能及其组织的强化作用并不明显,反而不利于提升结合剂对金刚石颗粒的粘结性能和胎体的致密度,尤其是当含量高于0.8﹪时,结合剂烧结性能变差,胎体组织不均匀,但Ce的添加可以提高工具的锋利度和自锐性.当稀土Ce元素的含量低于0.6﹪时,弥散分布在结合剂中,可一定程度地提升胎体的显微硬度和抗弯强度.     

掺Al对TaN薄膜微结构及电性能的影响

采用反应直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备TaAlN薄膜,通过调节复合靶Al/Ta面积比调节Al掺杂量,研究了Al/Ta面积比对TaAlN薄膜微结构及电性能的影响。XRD结果表明,TaN薄膜中掺杂Al可在2θ为38.5°和65.18°处分别有立方结构的AlN(101)和AlN(202)相出现。随Al/Ta面积比的增大,TaAlN薄膜的沉积速率、电阻率、方阻以及TCR绝对值逐渐增大。当Al/Ta面积比为零时,TaN薄膜的电阻率和TCR绝对值分别为247.8μΩ·cm和12 ppm/℃,当Al/Ta面积比增大到29%时,TaAlN薄膜的电阻率和TCR绝对值分别增大到2560μΩ·cm和270 ppm/℃。     

合金相对新型铝锂合金局部腐蚀行为的影响研究进展

新型铝锂合金具有低密度、高弹性模量以及高比强度和高比刚度等优点,在航空、航天等领域应用前景广阔。综述表明含Cu、Li元素高的第二相颗粒对铝锂合金局部腐蚀行为影响最大,此外通过塑性变形并不能有效消除第二相颗粒对合金耐蚀性的影响,因此如何消除或减轻这种影响尚待研究;时效前预变形可促进铝锂合金中T_1(Al_2CuLi)相析出并细化T_1相尺寸,但对θ'(Al_2Cu)和δ'(Al_3Li)相则存在抑制作用;当合金发生不均匀塑形变形时,T_1相的分布将随晶粒取向而发生变化,导致晶粒尺度上的局部腐蚀。     

搅拌摩擦加工细晶TA2纯钛及其热稳定性研究

通过控制搅拌摩擦加工(friction stir processing,FSP)工艺参数实现TA2纯钛的晶粒细化。利用光学显微镜、扫描电子显微镜及显微硬度测试等仪器和技术研究了退火前后细晶纯钛的显微组织与硬度变化。结果表明:在水冷条件下,TA2纯钛的晶粒尺寸可降低至2μm左右,晶粒细化效果主要受到搅拌头搅拌速度/前进速度比值大小影响;当退火温度在450℃及以下时,FSP细晶纯钛显微组织与硬度变化不明显;当退火温度升高至500℃时,FSP纯钛试样的搅拌区晶粒尺寸明显增大,且显微硬度降低。     

Mg-4Y-3Dy-0.4Zr-Zn/Gd镁合金的铸态显微组织和拉伸性能

研究了Mg-4Y-3Dy-0. 4Zr-Zn/Gd(wt%)镁合金的铸态显微组织和室温拉伸性能,结果表明:在Mg-4Y-3Dy-0. 4Zr-Zn/Gd试验镁合金中,含1. 0 wt%Gd的合金主要是由α-Mg、Mg_(24)Y_5和Mg_3Dy_(17)相组成,而含0. 2 wt%Zn和含0. 2 wt%Zn+1. 0 wt%Gd的合金则主要是由α-Mg、Mg_(24)Y_5、Mg_3Dy_(17)相以及少量的Mg_(12)YZn组成。同时,含1. 0 wt%Gd合金的晶粒尺寸比较细小,含0. 2 wt%Zn和含0. 2 wt%Zn+1. 0 wt%Gd合金的晶粒较为粗大,而其中又以含0. 2 wt%Zn+1. 0 wt%Gd合金的晶粒最为粗大。此外,含1. 0 wt%Gd的镁合金具有最高的室温拉伸性能,其室温屈服强度、抗拉强度和延伸率分别可以达到110 MPa、214 MPa和6. 5%。     

稀土铈对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D合金组织及力学性能的影响.实验表明,随着加入Ce的量从0.2%到0.8%变化,AZ91D合金铸态晶粒逐渐由大变小,β-Mg17Al12相弥散分离,稀土Ce的这种细化组织的作用可以改善AZ91D镁合金的力学性能.但稀土添加量较高时,会使组织中出现明显的针状的β-Mg17Al12相,反而使镁合金的力学性能恶化.铈有提高AZ91D镁合金抗拉强度的作用,但对延伸率影响较小.当加入Ce量0.8%时性能最佳,抗拉强度达到最大,为185 MPa,延伸率为4%,是一个较好的性能组合.     

Zn和Gd对Mg-4.0Y-2.8Nd-0.4Zr镁合金铸态组织和拉伸性能的影响

研究了Zn和Gd对Mg-4. 0Y-2. 8Nd-0. 4Zr镁合金铸态组织和拉伸性能的影响,结果表明:在Mg-4. 0Y-2. 8Nd-0. 4Zr试验镁合金中单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd(质量分数,以下同)以及复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd对合金铸态组织中合金相类型的影响不明显,均主要由α-Mg、Mg24Y5和Mg12Nd相组成。同时,单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd均能细化合金的铸态晶粒,并使合金组织中第二相的分布由连续网状向断续状转变,而复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd虽然具有较单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd更好的晶粒细化效果,但会导致第二相变得粗大并使第二相向连续状分布转变。相应地,单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd,使合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率均得到改善;而复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd的合金,虽然具有较单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd更高的抗拉强度和屈服强度,但延伸率在所有试验镁合金中最低。     

真空无压烧结Al2O3/Ti3SiC2复合陶瓷的原位合成工艺、结构与性能

采用真空无压烧结方法原位合成制备了一种Al2O3/Ti3SiC2复合陶瓷。采用XRD、SEM分析复合陶瓷的物相和结构，测试复合陶瓷的硬度和强度。试验结果表明，1 350 ℃保温2 h，烧结的Al2O3/Ti3SiC2复合陶瓷，相对密度达到90%以上，生成Ti3SiC2物相的比例在80%以上。由于Al2O3均匀弥散分布，增强了Al2O3/Ti3SiC2复合陶瓷的强度，其中Al2O3含量为10 wt%时，Al2O3/Ti3SiC2复合陶瓷的显微硬度和抗弯强度分别为5.3 ±0.4 GPa和352±6 MPa     

Ce对铝锌合金组织和性能的影响

研究了单独添加稀土元素Ce对铝锌合金组织和硬度的影响,并对其细化的机理进行探讨。结果表明:加入适量的稀土Ce能使合金的显微组织得到明显细化,初生富铝α相由粗大的树枝晶转变为细小均匀的等轴晶,等轴晶尺寸约为25~45μm;合金硬度先增加后减小,当稀土Ce含量为0.2%时,硬度达到最大,Ce元素主要分布于晶界,并以金属间化合物形式存在。     

Cu-Zr系二元合金化合物的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,通过计算7种Cu-Zr系二元合金化合物的能量、态密度、能带结构以及弹性常数,系统地研究了各化合物的热力学性质、电子结构和力学性质。热力学性质计算结果表明:7种化合物均为热力学稳定相,其中Cu_8Zr_3和Cu_(10)Zr_7相对较易生成,其生成焓分别为-16.57 k J·mol~(-1)和-16.38 k J·mol~(-1);Cu Zr_2结合得最稳定,其结合能为-614.94 k J·mol~(-1)。电子结构计算结果表明:7种化合物均具有金属特性,其中Cu_5Zr、Cu_(51)Zr_(14)、Cu_8Zr_3、Cu_(10)Zr_7、Cu Zr和Cu Zr_2为导体,而Cu_2Zr呈现半导体性质。力学性质计算结果表明:Cu_(51)Zr_(14)为力学不稳定相,其余6种为力学稳定相,其中,Cu_8Zr_3抵抗外力的能力最强,延性最好,Cu_5Zr的硬度最高,Cu Zr_2的脆性最大。另外,6种力学稳定相的德拜温度计算结果表明:Cu_(10)Zr_7的共价键的强度相对较高,而Cu Zr的共价键的强度相对较低。     

快速循环热处理对(Co_(0.35)Fe_(0.65))_(99)O_1薄膜磁性能的影响

针对(Co0.35Fe0.65)99O1薄膜,研究了两种不同热处理工艺对其磁性能的影响。结果表明:快速循环热处理可以改善高磁矩(Co0.35Fe0.65)99O1薄膜磁性能,在450°C几个快速循环热处理后,沉积薄膜的矫顽力从105下降到3Oe,电阻率下降到70%,a-Fe(Co)相晶粒尺寸可以减小到15～35nm,该处理方法较以往的热处理更能改善软磁薄膜的性能。     

热处理工艺对喷射沉积Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金组织性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜等设备,研究了热处理工艺对喷射沉积Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金组织及性能的影响.结果表明:挤压态合金中的第二相主要为MgZn2相;合金经过固溶和时效处理后,合金中小尺寸第二相明显减少,合金硬度明显提高.最终确定实验合金的最佳固溶工艺为485℃/2h、最佳单级时效工艺为120℃/14h.挤压态合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为435.3MPa、395.4MPa、10.3%,经过单级时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为749.6MPa、688.5MPa、7.9%.断口分析结果表明:挤压态合金和时效态合金的断裂方式均为混合断裂(穿晶+沿晶断裂).     

表面纳米化对纯铜扩散焊接性能的影响

为了提高纯铜扩散焊接性能,通过表面机械滚压技术( SMRT),对纯铜试样进行表面纳米化处理,并在真空下对 纯铜母材和经表面机械滚压处理的纯铜试样分别进行扩散焊接试验,焊接压力10 MPa,保温l h,焊接温度为300℃、 400℃、500 qC。研究结果表明：经过SMRT纯铜表层晶粒达到纳米级别,纯铜试样焊接接头处的显微硬度高于母材试 样;同一温度下,SMRT铜焊接性能优于母材试样。     

挤压-剪切镁合金的阳极氧化研究

为了研究晶粒细化对镁合金阳极氧化膜的质量和性能的影响,采用阳极氧化的方法在常规变形镁合金和挤压-剪切大塑形变形后获得的细晶粒镁合金表面制备氧化膜,研究了常规变形镁合金和细晶粒镁合金表面阳极氧化膜的形貌、结构、成分、表面粗糙度、硬度及耐腐蚀性能。结果表明:与常规挤压镁合金相比,挤压-剪切后镁合金的晶粒得到了大大细化,其表面氧化膜的孔隙更为细小圆整,表面粗糙度更小,硬度更高,耐蚀性更好。分析认为:镁合金基体组织细化之后,缺陷密度增加,使其阳极氧化时表面火花非常细小,放电更均匀,从而使氧化膜更为致密,耐蚀性更好。     

掺杂钛酸钡陶瓷的显微结构及其电性能

我们用化学液相共沉法制备了掺La 0.1～4.0摩尔％的六种钛酸钡粉体,观察并测试了陶瓷试样的显微结构和电性能,探讨了掺杂浓度与晶粒尺寸间的关系、掺杂浓度和电性能间的关系,从而了解了组成、工艺与材料性能间的关系。 实验结果表明,就所采用的粉体和实验条件而论,掺La在 0.2～0.4摩尔％范围内能获得电阻率最低(<50Ω.cm)的半导体陶瓷。烧结温度选择适当,才能获得较好的PTC性能,就本实验结果看,1360℃的烧结温度对其PTC特性较好。