关键词： Magnesium alloy   Extrusion   Creep mechanism   Microstructure evolution   Precipitation   Rare earths  

摘要： In this research,the microstructure evolution,mechanical properties,and creep mechanisms of Mg-12 Gd-1 MM-0.6 Zr(wt%)alloy under different conditions were systematically studied using scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),X-ray diffraction(XRD),and tensile creep *** the microstructure of the as-cast sample,the average grain size is about 42μm,and the eutectic compounds were determined to be Mg_(5)(Gd_(0.8)MM_(0.2)).During homogenization,these eutectic compounds gradually dissolve,and Mg_(12)MM particles are *** hot extrusion,complete dynamic recrystallization(DRX)occurs,resulting in equiaxial grains with an average grain size of about 12μm and the formation of streamlines consisting of Mg_(12)MM particles along the extrusion direction(ED).After T5 treatment(225℃for 7 h),a large number ofβ'(Mg_(7)Gd)phases are precipitated on the{11-20}αhabit plane and are interconnected,forming an interlaced network *** ultimate tensile strength(R_(m)=405 MPa)and yield strength(R_(P0.2)=288 MPa)of the T5 sample are significantly higher than those of the as-extruded sample(R_(m)=289 MPa,R_(P0.2)=185 MPa),but the elongation(A=4%)was remarkably lower than that of the as-extruded sample(A=18%).When crept at225℃under 100 MPa,the steady-state creep rates of the as-cast,as-extruded,and T5 samples are1.59×10^(-8),1.08×10^(-8),and 1.40×10^(-8)s^(-1),respectively,and their total strains within 100 h are respectively breaking,0.81%,and 0.92%,indicating that the as-extruded alloy exhibits the best creep *** analysis reveals that,during the creep process of the T5 sample,theβ'particles coarsen and the precipitate-free zones(PFZs)widen,which increase the steady-state creep rate and the total strain within 100 h as compared with the as-extruded sample.

关键词： 镁合金   循环扩挤   微观结构   机械性能  

摘要： 对AZ31镁合金进行了差速循环扩挤(CEE-AEC),研究了变形道次对晶粒细化、织构演变和力学性能的影响。结果表明,在差速循环扩挤过程中,发生了连续动态再结晶(CDRX)和非连续动态再结晶(DDRX),平均晶粒尺寸从344μm减小到11.7μm。随着加工道次的增加,(0001)基面织构强度逐渐增加。差速循环扩挤模具中不对称型腔的存在极大地引起了基面织构的偏转。此外,合金的机械性能得到改善,并且屈服强度(TYS)、抗拉强度(UTS)和断裂伸长率(EL)分别为109 MPa,211 MPa和30.8%。

关键词： 石墨烯基纸   力学性能   导电性能   电磁特性   生物相容性   复合材料  

摘要： 石墨烯基纸是以石墨烯及衍生物(氧化石墨烯、还原氧化石墨烯)纳米片为主体,组装成的一种新型、轻质柔韧、具有绿色环保特点的类纸/膜材料。近几年研究表明,石墨烯基纸有望成为一种结构-功能一体化材料,具有高强、柔韧、优异的电学、磁学和生物学性能,在能源环保、通信、生物医药等领域受到广泛关注。从石墨烯基纸应用角度出发,如何协调材料的成分和微观结构等因素,最大化地发挥其结构和功能特性,是该领域的关键问题。从石墨烯基纸的制备、性能及应用3方面进行概述,指出其主流的制备方法有真空抽滤,蒸发溶剂等,并对其力学和电学性质的主要增强方法进行总结,例如完善内部结构、借助偶联剂或与其他物质复合等。进而综述了石墨烯基纸作为电磁屏蔽与吸波膜、抗微生物活性膜和哺乳细胞培养及组织工程支架材料的应用研究现状,目前主要工作集中在复合磁性金属、合金等材料,提高石墨烯基纸的电磁参数和阻抗匹配性以及复合无机抗菌纳米颗粒,从而避免细菌的抗菌性,提高材料的杀菌作用,以及在保持材料较高强度的同时,增强其阻抗匹配性、抗菌作用及生物相容性,拓宽其应用领域。最后,在阐述石墨烯基纸在制备方面存在的主要问题的基础上,展望了未来的发展方向,如开发无毒无害且高效的乳化剂和还原剂,制备高通量、低成本、大尺寸、绿色且强韧的石墨烯基纸。

关键词： 镁合金   喷涂法   超疏水   KH560   静态接触角   结合力   耐蚀性  

摘要： 为提高镁合金的耐蚀性,推动镁资源的利用,以静态接触角、结合力、耐蚀性为主要技术指标,开发出镁合金表面超疏水化2步喷涂法处理技术。最佳涂料配方:2.0 g/L CNTs,1.0 g/L SiC,40.0 mL/L TEOS,0.2 mL/L FAS,乙醇作溶剂。最佳涂装工艺:对基材以KH560水解液作为粘结剂并控制其体积/试样面积比4 L/m2进行第1次喷涂作为预处理,控制涂料体积/试样面积比18 L/m2进行第2次喷涂,120℃、2 h烘干。对典型试样采用划格法评价涂层/基体结合力,以SEM分析涂层的表面及截面微观形貌,以点滴试验研究其耐蚀性。结果表明:超疏水涂层具有微/纳分级结构,与去离子水的静态接触角(SCA)为154.5°;结合力可达5B级;点滴时间延长约17倍。

关键词： 氮化硼纳米管   羟基化   表征   生物相容性   L02细胞   功能材料  

摘要： 采用HCl溶液和HNO_(3)溶液对氮化硼纳米管(BNNTs)进行纯化和氧化,制备了羟基化的BNNTs(BNNTs-OH)。采用XPS、FTIR、TG、TEM、Zeta电位和PL对BNNTs-OH的形貌、结构和性能进行了表征。结果表明,BNNTs被成功氧化并截短,在B位点引入了—OH。BNNTs-OH在水溶液中具有很好的分散性,平均水合粒径约为1246.7 nm。BNNTs-OH具有特殊的荧光特性,在372 nm激发波长下可以发红色的光,实现材料在细胞内的定位。细胞毒性测试表明,BNNTs-OH对人胚胎肝细胞系L02细胞未呈现毒性。

关键词： 3D打印   聚己内酯   生物相容性   熔融沉积   生物陶瓷   生物可降解聚合物   物理性能   增强剂  

摘要： 随着组织工程再生技术的迅猛发展,构建理想的组织工程化复合材料来代替传统骨移植物修复骨缺损成为骨再生领域的研究新方向,而作为研究热点的生物可降解聚合物聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和生物陶瓷β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)却存在着机械强度差及生物活性差的缺陷[1,2],本实验将利用生物性材料增强剂碳纳米管[3]结合3D打印熔融沉积建模技术制备PCL/β-TCP/碳纳米管复合材料以改善其物理性能及生物相容性。

关键词： 金属材料   多尺度模型   异步温轧   位错密度   粘塑性自洽模型   动态再结晶  

摘要： 建立多尺度模型阐明了镁合金薄板再结晶和织构演变机制。先用有限元法数值计算异步温轧工艺过程,得到了等效塑性应变、应变速率等结果,并以此作为初始边界条件引入基于位错密度演化的硬化方程,得到了VPSC(Visco-Plastic Self-Consistent)粘塑性自洽模型、实现了CA(Cellular Automata)元胞自动机模型的耦合计算,得到了宏观尺度上的应力与应变、微观尺度上的动态再结晶微观组织和变形织构。研究了异步温轧过程中应变速率对动态再结晶微观组织的影响,并用电子背散射衍射技术(EBSD)实验验证了在不同冷却条件下温轧AZ31镁合金薄板的微观组织。模拟结果表明:适当提高应变速率可细化晶粒;轧制后空冷处理的板材基面织构的弱化程度更高,有利于提高沿板材厚度方向的变形能力。

关键词： Fe3O4纳米粒子   表面改性   DGEA多肽   生物相容性  

摘要： Fe3O4纳米粒子(Fe3O4-NP)在生物医学领域发挥着越来越重要的作用。由于纳米粒子的独特性质,基于生物功能化的Fe3O4-NP表面改性是研究热点之一。因此,本文提出了一种新型的Fe3O4-NP表面改性的方法,将DGEA多肽与Fe3O4-NP结合,得到了具有良好生物相容性的改性Fe3O4-NP。傅里叶变换红外光谱、水合粒径等检测结果共同证明了DGEA多肽表面改性Fe3O4-NP的成功制备。体外血小板粘附实验与细胞学实验证实了其良好的生物相容性。该改性Fe3O4纳米粒子为Fe3O4纳米粒子的生物应用提供了一个良好的平台。

关键词： AZ31-xGd镁合金   时效处理   显微组织   弥散强化   析出强化  

摘要： 研究了时效处理对含Gd的AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响,通过SEM,EDS对合金的显微结构进行了表征。结果表明,AZ31镁合金中添加Gd后,优先形成了高熔点的Al2Gd相,抑制了Mg17Al12相的生成;且随Gd含量的增加铸态合金的显微硬度呈现先增加后减小的趋势。对AZ31-xGd合金进行时效硬度分析,由时效硬化曲线确定了最佳T6处理工艺(500℃,16 h)+(200℃,32 h)。在时效过程中,Al2Gd相从颗粒状变为针状,再转变为短杆状最后团聚变成块状。铸态和时效态合金的力学性能随Gd含量的增加呈先增加后减小的趋势,这是由于时效析出的Al2Gd相具有弥散强化和析出强化的作用。

关键词： 模冷淬火快凝镁合金   晶粒细化   固溶强化   弥散相  

摘要： 全面介绍了模冷淬火快凝镁合金全球的研发进展。模冷淬火是制造新型镁合金的一种新工艺,生产的镁合金具有一系列的优点,是一类新型的航空航天材料,特别是对航天零部件的减重效果显著。世界上研发与生产这类镁合金的主要公司是美国的阿莱德西格纳尔公司、洛克希德导弹及空间集团、法国的普基/诺斯克海德鲁公司,中国尚处于起步阶段,但发展很快,取得了很好的成就。