关键词： 镁合金  

ISBN: (纸本)9787030783028

摘要： 本书是作者近年来在变形镁合金领域最新科研成果的总结, 涵盖变形镁合金板材及其新型非对称挤压工艺等内容, 发展了镁合金板材的渐进式非对称挤压、大应变非对称挤压、变截面非对称挤压、扁挤压筒开坯、厚向梯度挤压、横向梯度挤压、三维弧形挤压、非对称分流挤压、非对称材料成分等多种新型非对称挤压加工技术, 研究了挤压变形及热处理过程中镁合金板材的组织演变、挤压板材织构调控和弯曲性能, 获得了挤压板材较为合适的织构类型和组分, 从而改善镁合金挤压板材的塑性成形性能、弱化基面织构和提高弯曲性能。

关键词： 材料表面与界面   镁合金   冷喷涂   摩擦磨损   有限元分析  

摘要： 用冷喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备出不同Al2O3含量(0%、15%、30%、45%)的复合涂层，测量Al2O3的沉积效率和涂层的孔隙率，进行往复干摩擦磨损实验并计算磨损沟壑体积，研究了Al2O3含量、载荷、频率对Al基复合涂层摩擦磨损行为的影响。建立Al基复合涂层的有限元模型，用嵌入Archard模型的摩擦磨损子程序得到了有限元磨损量仿真值并将其与磨损实验值对比。结果表明，随着Al2O3含量的提高复合涂层的孔隙率降低，Al2O3颗粒的沉积效率和耐磨性提高。在载荷为2 N、频率为1 Hz条件下Al2O3含量为0%、30%、45%的Al基复合涂层其有限元磨损量仿真值与实验值的差小于4%，证明了有限元模型的正确性。在此工况下用该模型计算出Al2O3的含量为15%的涂层其有限元磨损量的仿真值为0.0249 mm3，与试验磨损量的差为5.9574%，表明此模型具有普适性。

关键词： 频率   棘轮行为   疲劳   应力控制   孪生机制  

摘要： 在不同的加载速率下镁合金的机械性能存在差异，为探讨循环频率与棘轮应变的关系，对挤压态AZ31B镁合金进行应力控制下的循环实验，研究频率对镁合金的棘轮应变及其演化过程的影响。在本文中分别讨论了频率为1.0Hz、2.0Hz和5.0Hz时镁合金的循环变形过程，结果表明：挤压态AZ31B镁合金在循环变形过程中存在明显的棘轮效应，且在相同平均应力作用下棘轮应变与频率的关系并不是单调的，5.0Hz的棘轮应变值处于1.0Hz与2.0Hz之间。这是由于频率为1.0Hz与2.0Hz时，频率较低时在一个循环周期下应力作用的时间更长，因此1.0Hz时形成的棘轮应变比2.0Hz更大；而频率为5.0Hz时，相对于1.0Hz和2.0Hz时孪生-去孪生机制所占比重更大，循环中具有更低的硬化率，故棘轮应变较2.0Hz时更大。在不同频率下，在循环前期棘轮应变均快速增加，经一定循环次数后趋于稳定。

关键词： AZ91镁合金   熔滴过渡   显微组织   力学性能   冷弧工艺  

摘要： 采用基于冷弧工艺的电弧增材制造技术(CA-WAAM)制造具有细小等轴晶粒的AZ91镁合金薄壁构件，研究了增材过程中的熔滴过渡行为、增材件的显微组织和力学性能。结果表明，冷弧工艺减少了液桥断裂瞬间产生的飞溅，有效缩短了熔滴过渡周期。试样的显微组织呈现出粗晶和细晶交替分布的层状特征。在逐层沉积过程中，β相优先沿晶界析出和生长，细小的η-Al8Mn5相分散在α-Mg基体中。增材件的力学性能表现出各向同性的特点。试样垂直方向的抗拉强度和伸长率分别为282.7MPa和14.2%。试样硬度分布相对均匀，平均硬度值为69.6HV。

关键词： AZ31B镁合金   薄液膜   电化学   腐蚀行为  

摘要： 为了更深入地理解镁合金大气腐蚀行为，本研究通过薄液膜(TEL)浸泡实验、电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析。研究了挤压态和铸态AZ31B在不同厚度的3.5 wt％NaCl 薄液膜(TEL)和本体(Bulk)溶液中的腐蚀行为。结果表明，不同加工状态的AZ31B镁合金在3.5 wt％NaCl本体溶液中腐蚀速率均大于TEL，且TEL中的腐蚀速率随液膜厚度的降低而减小。TEL条件下有利于Mg5(CO3)4(OH)2·5H2O生成，能够增强腐蚀产物膜的保护能力。TEL中挤压态AZ31B腐蚀形态为均匀腐蚀，耐蚀性随着浸泡时间的增加整体呈上升趋势，铸态AZ31B以局部腐蚀为主，耐蚀性随浸泡时间增加持续降低。

关键词： 等通道转角挤压(ECAP)   大塑性变形(SPD)   数值模拟   AZ31镁合金   7050铝合金  

摘要： 利用Abaqus有限元软件分别对AZ31镁合金和7050铝合金进行等通道转角挤压(ECAP)数值模拟研究。利用有限元(FE)模拟得到应力场、应变场及载荷-位移曲线,分析了在不同挤压温度、挤压速度、摩擦条件和不同截面下等通道转角挤压的变形规律。结果表明,挤压温度升高可以降低挤压载荷,这有利于AZ31镁合金挤压,在摩擦较小情况下进行变形有利于降低挤压载荷,提高变形均匀性;在不考虑变形过程中温升效应的情况下,挤压速度对挤压载荷影响较小,当挤压速度提高时,最大等效应变值有所提高;圆形截面比方形截面更适合进行等通道转角挤压。

关键词： Nb_(2)C MXene   生物相容性   氧化应激   细胞增殖   眼科应用  

摘要： 采用四氟硼酸(HBF4)与氢氟酸(HF)复合酸蚀刻和真空抽滤法制备Nb_(2)C MXene薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法表征Nb_(2)C MXene的表面结构、性质和组成。通过体内和体外实验评价Nb_(2)C MXene薄膜的生物相容性。结果表明,Nb_(2)C MXene具有层状、微纳表面结构,表面富集大量羟基。相比于对照组,1mg/mL Nb_(2)C MXene培养的结膜成纤维细胞增殖率达到72.15%(p<0.05)。Nb_(2)C MXene的细胞毒性评估为0级(p>0.05),其溶血率为0.38%(<5%)。Nb_(2)C MXene薄膜降低兔眼组织的炎症和氧化应激反应,在不诱导纤维化的情况下促进伤口愈合,其微纳表面促进细胞的黏附和增殖,表现出良好的生物相容性。

关键词： 搅拌摩擦焊   传热模型   6061铝合金   AZ31镁合金   温度场  

摘要： 使用COMSOL Multiphysics有限元软件建立了6061铝合金/AZ31镁合金异种金属搅拌摩擦焊的三维传热模型,实现了搅拌摩擦焊接温度场的模拟,并分析了焊接速度、搅拌头转速参数对温度分布的影响。结果表明:焊接过程中高温区域温度场呈椭圆状分布,温度最高处位于搅拌头后方镁板侧,且轴肩接触处的尤为突出。随着焊接速度的增加、搅拌头转速的减小,高温区域的面积减小,峰值温度明显降低。焊接速度比搅拌头转速对温度场的影响更为显著。

关键词： 骨组织工程   P34HB   压电材料   薄膜材料   成骨分化  

摘要： 背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB)为原料,加入质量比分别为0%,5%,10%,15%,20%的锡钛酸钡钙(Ba0.94Ca0.06Sn0.08Ti0.92O3,BCST)粉末,以二氯甲烷为溶剂,通过真空干燥方法制得150-200μm厚度BCST/P34HB压电薄膜材料,经油浴极化后,检测其表面形貌、物相组成、压电系数和开路电压,以及BCST/P34HB在110 Hz、0.25 N力幅度下的电输出对兔骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。结果与结论:①扫描电镜、X射线衍射、水接触角、压电系数检测及电输出性能测试显示,当BCST质量比增加至20%时,BCST/P34HB压电薄膜有着良好的压电性能(d33=5.9 pC/N)及电输出性能(180 mV),更接近500 mV的合适电刺激成骨范围;②活死染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1天,15%组与20%组显示出较少的红色荧光;当培养到第5天时,各组绿色荧光数量较第1天明显增多,10%组、15%组和20%组未见红色荧光,仅0%组和5%组有少量的红色荧光;③阿尔玛蓝染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1,3,5天,随着时间的增加,各组细胞都呈现出增长的趋势,当培养到第5天时,20%组的细胞量明显高于0%组(P<0.05);④成骨诱导第10天,碱性磷酸酶染色结果显示20%组的染色阳性率明显高于0%组(P=0.0001);成骨诱导第21天,茜素红染色和钙结节定量分析显示出了与碱性磷酸酶染色相似的趋势,与0%组相比,15%组和20%组均显示出明显的差异(P<0.01,P<0.0001);⑤结果表明,20%BCST/P34HB薄膜具有良好的压电性能、电输出性能、生物相容性及促骨髓间充质干细胞成骨分化能力。