关键词： 稀土Gd   腐蚀慢应变速率拉伸   应力腐蚀   镁合金  

摘要： 通过添加质量分数为0.5%、1%、1.5%和2%的稀土元素Gd对AM50镁合金进行改性，采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜及腐蚀慢应变速率拉伸研究了目标金属在空气、去离子水和NaCl溶液中的应力腐蚀行为。结果表明，Gd添加后，合金组织中出现了白亮的颗粒状金属间化合物Al2Gd，随着Gd添加量的增加，Al2Gd相的数量和体积增加而β-Mg17Al12相的数量和体积减少。慢拉伸实验结果显示，在纯水中，随着合金中Gd的含量增加，合金的抗应力腐蚀能力增加；而在NaCl溶液中，0.5%Gd的添加量显示了最优的应力腐蚀抗力。此外，Gd的添加没有改变合金的断裂机制，依旧为准解理断裂。应力条件下，由于腐蚀导致的蚀坑形核和发展是试样最大断裂强度下降的直接原因。随着Gd的含量在合金中增加，膜破裂机制在试样断裂过程中导致的试样形貌变化是试样失效的主要原因。

关键词： 电磁成形   动态特性   管件   吸引力   AZ31镁合金  

摘要： 镁合金作为目前工程应用中最轻质的金属结构材料之一,因其多种优良特性而广泛应用于轻量化设备制造中。然而,镁合金在室温下的塑性形变能力较差,传统加工工艺难以满足镁合金工件成形制造的需求。利用电磁力驱动金属材料发生高速变形的电磁成形技术可有效解决上述问题,其极高的应变速率能显著改善镁合金材料的成形性能,提升室温下的成形极限。然而,目前关于镁合金电磁成形的研究,大多使用驱动片与加热装置辅助,其工装较为复杂,且工件变形质量难以保证;辅助装置的添加也难以用于微小管件的成形。因此该文提出室温下的镁合金管件电磁吸引式成形方法,通过建立有限元仿真模型,在理论上验证了其成形方案的可行性;进一步分析了放电参数、电磁参数对管件运动状态的调控规律,阐明管件变形过程中工件的动态特性。上述结论可为线圈结构设计和放电参数设计提供指导。

关键词： 碳量子点   Fe^(3+)吸附   生物膜   增效作用   生物相容性  

摘要： 为了有效抑制细菌感染,寻找新的抗生素增效作用剂协助抗生素治疗,本试验通过一步水热法,以柠檬酸和聚赖氨酸制备了碳量子点(CDs),使用紫外-可见分光光度计和成像仪对CDs进行表征,采用微量肉汤稀释法、棋盘法和结晶紫染色法检测CDs对细菌生长和细菌生物膜生成的影响,通过细胞毒性和溶血活性试验评估CDs的体外生物相容性。结果显示,CDs在345 nm处可观察到明亮蓝色荧光,可选择性吸附作为生物膜必要元素之一的Fe^(3+),对Fe^(3+)的响应浓度为1 mmol/L,且CDs在日光条件下的10 h内保持荧光稳定;CDs对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌,***)和革兰阴性菌(大肠埃希菌,***)的最小抑菌浓度(MIC)分别是256、128和256μg/mL;CDs联合头孢噻肟可有效抑制革兰阴性菌生长[分级抑菌浓度(FIC)=0.07];CDs(62.5μg/mL)对MRSA和***的生物膜抑制率分别为64.4%和57.4%;且CDs(1000μg/mL)没有细胞毒性(细胞活性>100%)和溶血活性(<1%)。结果表明,CDs具有作为抗生素增效剂的潜力,可与抗生素联合使用治疗革兰阴性菌引起的感染。

关键词： 负泊松比结构   人工骨   选择性激光熔化   孔隙率   力学性能  

摘要： 目的基于不同变形机制的负泊松比结构优化设计新型复合多孔结构样件,增加力学性能的调控维度,以满足人体骨低弹性模量的匹配要求。方法用内凹多边形替代手性结构的圆环,以获得新型的复合胞元结构。利用选区激光熔化成形技术制备负泊松比多孔人工骨样件,通过压缩实验揭示胞元结构类型、结构参数、孔隙率对屈服强度、弹性模量的影响规律,评测不同结构样件与人体骨间的力学性能匹配程度。结果当孔隙率为65%~85%时,复合结构样件的成形质量、力学性能基本介于手性结构的和内凹结构的之间,且与孔隙率密切相关。手性结构、内凹结构和复合结构的弹性模量分别为2.39~4.64、1.12~3.77、1.01~3.47 GPa,屈服强度分别为65.19~223.06、45.25~195.81、26.54~143.58 MPa。复合结构的弹性模量随环径和内凹角度的增大而减小。当孔隙率为75%时,环径由2.4 mm变至2.0 mm,弹性模量由2.651 GPa降低至2.082 GPa。当内凹角度由85°变至65°时,弹性模量则由3.566 GPa降低至1.982 GPa。结论复合胞元结构可以融合材料特性,增加调控维度,进而匹配人工骨结构的低弹性模量要求。

关键词： 镁合金   铝合金   异质接头   冷弧MIG焊   焊缝   微观组织  

摘要： 采用SAl5183焊丝对AZ31 Mg/5A05 Al异质对接接头进行脉冲冷弧MIG焊接,采用扫描电子显微镜、X射线衍射及万能力学试验机等对接头微观组织及拉伸力学性能进行研究。结果表明,采用脉冲冷弧MIG焊可以实现AZ31Mg/5A05 Al异质接头的无裂纹焊接。镁侧焊缝由镁母材至焊缝中部依次形成了α–Mg胞状晶、α–Mg+Al_(12)Mg_(17)羽状共晶、Al12Mg17树枝晶、Al_(12)Mg_(17)+A_(l3)Mg_(2)共析组织、颗粒状α–Al+Al_(3)Mg_(2)共晶和岛状α–Al+晶间Al_(3)Mg_(2)共晶等复杂结构;中部焊缝及铝侧焊缝主要为α–Al固溶体。焊缝的显微硬度分布不均匀,其中镁侧焊缝存在Mg–Al金属间化合物,显微硬度较高。在拉伸测试中,接头断裂于镁侧焊缝中,呈脆性断裂,最高抗拉强度可达93 MPa。

关键词： 脊柱椎间融合术   椎间融合器   可降解材料   生物相容性   镁合金   研究进展  

摘要： 近年来,颈椎病、腰椎间盘突出症等脊柱相关疾病呈逐年增多和逐渐年轻化的趋势。在保守治疗无效的情况下,脊柱椎间融合术是目前治疗脊柱相关性疾病的金标准。经过不断的设计和发展,各式各样的椎间融合器(以下简称Cage)相继问世。目前Cage采用的材料主要是钛合金和聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK),其材料属性与术后并发症的发生有重要关系。钛合金Cage的刚度远大于人体骨,应力遮挡效应明显。

关键词： AZ91−xVN合金   显微组织   晶粒细化   耐腐蚀性能  

摘要： 采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术和电化学实验研究铸态AZ91−xVN(x=0,0.25,0.5,1,质量分数,%)合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明,VN对AZ91合金显微组织具有明显的细化和改性作用。随着VN颗粒的加入,AZ91合金的耐腐蚀性能先提高后降低。铸态AZ91−0.25VN合金具有最佳的耐腐蚀性能,其腐蚀速率最低(PW=(1.47±0.06)mm/a),这主要归因于其具有更多可作为腐蚀屏障的晶界。随着VN含量的进一步增加,合金中片状β-Mg17Al12析出相的量增加,由于β相与α-Mg基体易发生电偶腐蚀,合金的耐蚀性能逐渐降低。

关键词： AS41镁合金   Ca   Pr   Mg2Si相   半固态  

摘要： 研究了Ca、Pr复合微合金化与挤压工艺对AS41镁合金半固态微观组织的影响。结果表明,Ca、Pr复合微合金化能够明显降低Mg_(17)Al_(12)相的含量,形成Al_(2)Ca和Al-Pr相。在半固态等温处理过程中,Ca、Pr元素具有吸附毒化作用且Al_(2)Ca和Al-Pr相具有钉扎界面的作用,促使α-Mg和晶界熔化率降低。挤压工艺促进再结晶重熔的发生,提高了晶粒密度。在Ca、Pr复合微合金化与挤压共同作用下,半固态AS41镁合金具有更高的晶粒密度和较低的晶粒粗化系数。

关键词： 超声喷丸   AZ80M   显微组织   腐蚀行为  

摘要： 采用超声喷丸工艺对AZ80M镁合金板材进行表面纳米化处理。结果表明,超声喷丸使AZ80M镁合金表层的晶粒尺寸显著减小,距喷丸表面50μm以内为大变形区域,存在部分微裂纹;距喷丸表面50~150μm范围内为晶粒细化区域,其组织致密且无明显缺陷。超声喷丸+抛光的AZ80M试样耐蚀性显著提高,开路电势为-1.551 V、自腐蚀电位为-1.481 V、钝化阻抗值R_(c)达1772Ω·cm^(2)。浸泡腐蚀试验表明,超声喷丸+抛光的AZ80M试样腐蚀速率明显降低,腐蚀形貌更均匀,腐蚀防护效果更好。

关键词： 镁合金管   转角   扩径   分流挤压   Deform  

摘要： 根据目前扩径挤压技术存在的问题,提出了一种新的镁合金管转角扩径分流挤压技术。扩径挤压的管材外径大于挤压坯料的外径,而传统的挤压管材外径小于挤压坯料外径。扩径分流挤压方法可实现小直径坯料挤压大口径管材,可降低挤压力以实现小吨位设备挤压大口径管材。还可利用转角剪切变形增加预焊合金属变形量,提高镁合金再结晶程度,提高生产效率,节约成本。设计了转角扩径分流挤压模具,并通过有限元法分析了AZ91镁合金扩径分流挤压成形过程。结果表明,整个挤压过程中金属流动顺畅,无折叠和充填不满等缺陷;通过控制工艺参数可控制温升在合理范围内,经过转角变形后等效应变达9.0左右,焊合室内焊合压力可达230 MPa,完全满足焊合要求;在所研究的参数范围内,焊合压力随着挤压速度的增加先增加后减小,随着挤压温度的增加焊合压力逐渐减小。