关键词： 镁合金   丝材制备   电弧增材制造   力学性能  

摘要： 电弧增材制造由于其高沉积速率、高材料利用率、低成本以及具有制造大尺寸构件的能力而得到研究人员的广泛关注,有望广泛应用于镁合金的快速成形。本文概述了电弧增材制造用镁合金丝材的种类及其对丝材的要求,总结了现今适合于镁合金电弧增材制造用丝材的制备方法,重点论述了镁合金电弧增材制造工艺的制备技术、基本原理、微观组织及力学性能,讨论了不同电弧增材制造工艺制备不同镁合金的影响因素,分析了镁合金电弧增材制造目前可用丝材种类少以及增材制造构件形性尚不可控等问题,并且在优化电弧增材制造镁合金构件性能和推进应用方面进行了展望。

关键词： 镁合金   轧制态   腐蚀行为   第一性原理   电子功函数  

摘要： 采用析氢、失重、电化学阻抗谱(EIS)、动态电位极化测试、XRD和SEM等方法对比研究了轧制前后ZM5镁合金腐蚀性能和微观组织的变化,并通过第一性原理分析研究了合金不同微观组织的电子功函数,探究轧制对ZM5镁合金腐蚀性能的影响。结果表明,轧制使ZM5发生明显的择优取向,轧制后ZM5的腐蚀失重、析氢量都显著下降,而极化电阻明显上升,表明轧制态镁合金的耐蚀性优于铸造镁合金。模拟计算结果表明α相的重排提高了轧制合金的电子功函数。

关键词： 损伤准则   韧性断裂准则   AZ31B镁合金   成形极限  

摘要： 结合损伤起始判据和损伤演化准则,建立了完整的韧性断裂准则,基于ABAQUS中韧性损伤材料模型对AZ31B镁合金板材成形极限进行了预测。通过拟合单向拉伸应力应变曲线得到材料本构模型及损伤演化参数,建立了板材的Nakazima半球形凸模胀形有限元仿真模型,再基于韧性断裂准则预测了AZ31B镁合金板材室温下的成形极限,并分析了不同板材断裂失效判据对成形极限的影响。研究结果表明,基于所建立的韧性断裂准则,并以损伤演化过程中应变路径转变作为断裂失效判据,可以较准确地预测镁合金板材成形极限,得到的成形极限图与实验结果吻合较好。

关键词： AZ31镁合金   热油恒温成形   工艺参数   减薄率   成形性能  

摘要： 利用有限元模拟和成形实验相结合的方式,研究AZ31镁合金的成形性能,基于Dynaform模拟软件和热油恒温成形设备,探究出一种适合镁合金的热成形工艺,并对成形件显微组织进行分析.研究表明,通过调整薄板尺寸、模具R角、压边力及摩擦系数等工艺参数,以降低成形件的底部减薄率,减少破裂倾向,提高镁合金的成形性能;成形温度为200℃,模具R角为16 mm,薄板直径为80 mm,并调整合适压边力和摩擦系数,可获得最佳的工艺窗口;靠近成形件底部,晶粒及第二相尺寸逐渐减小并趋于均匀化.

关键词： 镁合金   热导率   力学性能   压铸  

摘要： 以Mg-4La-2Al-0.3Mn(LA42)合金为研究对象,利用OM、XCT、数值模拟等方法,对比AZ91D常规压铸工艺,优化出适用于LA42合金滤波器壳体的压铸工艺。研究表明,滤波器壳体的最优压铸工艺是浇注温度720℃、模具温度250℃、增压压力90 MPa。该工艺下成形的滤波器壳体,其背部与散热齿的显微组织与性能相差较大。壳体背部冷却速率慢,晶粒尺寸大,伴随大量预结晶组织,而散热齿冷却速率快,晶粒尺寸细小,伴随冷隔和孔洞缺陷。散热齿热导率[107.7W/(m·K)]低于壳体背部热导率[112.3W/(m·K)]。散热齿屈服强度(170.1 MPa),远高于壳体背部屈服强度(138.4 MPa)。但散热齿区域因为含有明显冷隔和孔洞缺陷,显著影响伸长率。

关键词： 镁合金   中厚板   弯曲行为   温度影响  

摘要： 对AZ31镁合金轧制过后的中厚板进行弯曲行为研究,以探究温度对镁合金板材的弯曲的影响以及弯曲过程中镁合金板材组织变化。结果发现,弯曲断裂应力随温度升高而大幅下降,其主要原因是温度升高导致非基面滑移和孪生被激活使得板材的变形抗力下降。通过模拟弯曲过程得到镁板内侧主要受压应力,外侧主要受拉应力,实际卷取过程中断裂应变大于弯曲断裂应变。在100℃弯曲过程中镁板的拉伸区产生孪晶数量远少于压缩区,拉伸区再结晶晶粒占比为2.10%,变形晶粒占比高,大部分晶界为小角度晶界,位错密度大,(0001)极密度点在轧制接触面法向(ND)方向聚集,晶粒c轴取向向ND方向转动,导致拉伸区变形程度大、协调性差,更易发生断裂。

关键词： 琼脂糖   乳化固化法   粒径   凝胶   降解   制备   生物相容性  

摘要： 为了解决目前市面上填充剂填充周期短以及注射风险高的问题,以琼脂糖为原料,采用乳化固化法制备出粒径均匀的琼脂糖微球凝胶,并探讨了上述微球凝胶的物理化学特性,评价其作为面部注射填充凝胶的可行性。在高频作用下,进行琼脂糖水溶液与油相的双相均质,得到小粒径琼脂糖微球,碱性条件下与固化剂进行固化反应得到可注射琼脂糖微球凝胶。利用平均粒径在25~40μm之间的小粒径微球进行凝胶制备,正交试验确认反应温度50℃,水浴振荡速率150 r/min,反应时间8 h为最优制备工艺。在30 mm/min条件下检测得到凝胶最大推挤力小于20 N,粘弹性测试结果表明凝胶形成了较为稳定的三维网络结构。同时,细胞毒性和家兔皮下植入后局部反应证明该凝胶作为填充剂具有良好的生物相容性,且降解速率慢,较透明质酸钠凝胶具有更长的填充周期。综合表明,琼脂糖微球凝胶作为一种新型的注射凝胶有望应用于整形美容领域。

关键词： 稀土镁合金   激光熔覆   复合涂层   结合强度   耐腐蚀性  

摘要： 采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备了AlSi12/TiN复合涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,研究不同含量陶瓷强化相Ti N涂层的显微结构、熔覆层结合强度、摩擦磨损性能以及耐腐蚀能力。结果表明,复合涂层主要由α-Mg、Mg_(2)Si枝晶、Al_(12)Mg_(17)、Al_(3)Mg_(2)金属间化合物以及Ti N强化相组成。由于存在强化的第二相和细化的晶粒,AlSi12/TiN复合涂层的摩擦系数、维氏硬度及结合强度分别达到0.45、210 HV0.1和40 MPa。此外,与镁合金基体相比,腐蚀电位提高683 m V,自腐蚀电流密度降低了2个数量级。利用激光熔覆技术可在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备结合强度高的Al Si12/TiN复合涂层,有合适含量强化相存在的涂层显著提高了基体表面的耐磨损与耐腐蚀性能。

关键词： TC4钛合金   磁控溅射   退火   结合强度   Ta涂层   生物相容性  

摘要： 目的 针对钛合金(TC4)在骨植入、骨替换方面因受体液腐蚀及骨骼之间的相互摩擦使改性涂层容易遭受破坏导致有毒金属离子的释放,通过退火提高TC4表面钽涂层的力学性能和生物相容性能。方法 采用磁控溅射技术在TC4基体上沉积钽涂层,并在不同的热处理温度650、750、850℃下退火5 h,使用扫描电子显微镜、能谱仪、XRD、划痕仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站和生物毒性实验对Ta涂层的组织形貌、力学性能及生物性能进行测试与表征。结果 所制备的Ta涂层组织较致密,在一定的退火温度下,组织结构变得更加致密。在退火温度650℃时的硬度值(16.68 GPa)和弹性模量值(208.90 GPa)最高,这是由于产生较强的β-Ta峰,使硬度值显著提高。经750℃退火后,涂层具有最大的结合强度(20.82N),优异的耐腐蚀性,摩擦曲线波动最小、最平稳且平均摩擦系数值(COF)最小。这是由于涂层与基体之间的元素相互扩散,降低了界面应力,促进了结合强度的提高。这有利于提高涂层的致密度,可降低涂层表面的微孔缺陷,阻碍腐蚀溶液通过涂层的路径作用,从而提高基体的耐腐蚀性。同时有效避免了涂层大面积脱落,减少了摩擦表面积,也提高了涂层的摩擦性能。在750℃和850℃退火温度下钽涂层的KRGR>80%,表现出良好的生物相容性。结论 经退火后的钽涂层组织更加致密,结合强度更高,耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性更好。

关键词： 医用镁合金   合金化元素   力学性能   耐腐蚀性能   生物相容性   研究进展  

摘要： 医用镁合金耐腐蚀性能和强度相较于传统医用金属材料较差,严重限制了其在医疗器械领域中的应用。研究表明,合金化可以显著改善医用镁合金的性能,但是由于不同合金元素的加入对镁合金力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性的影响不同,并且元素对合金的改善效果也存在差异。因此,研究不同元素的添加对医用镁合金性能影响具有重要的意义。本文首先综述了近年来对镁基合金力学性能、腐蚀降解性能及其生物相容性的综合研究,其次分析了镁基合金在添加了不同合金元素下的性能差异,并针对合金化后医用镁基合金材料的局限性,提出了未来发展建议,期望为今后的临床应用提供宝贵经验。