关键词： 大规格AZ31镁合金   无缝管   尾三角现象   二辊锥辊斜轧穿孔  

摘要： 目前,采用三辊斜轧穿孔的大规格薄壁镁合金管容易出现尾三角。因此,本文提出采用二辊锥辊穿制坯料直径为110 mm的大规格AZ31镁合金薄壁无缝管的方法。分析了二辊和三辊斜轧穿孔的原理,根据镁合金材料的特点,制定了相应的变形工艺参数,并采用Deform-3D有限元软件对整个过程进行了数值模拟。分析了等效应变、轧制速度、等效应力等结果。模拟结果表明,管形均匀,尾部截面圆整。

关键词： AZ31B镁合金   304不锈钢   电阻点焊   高熵合金   抗剪载荷  

摘要： 以FeCoNiCrMn高熵合金为中间层,获得高质量的AZ31B/不锈钢电阻点焊接头。分析过渡区与两侧母材的反应扩散行为,检测接头性能并优化焊接工艺。结果表明:包含FeCoNiCrMn颗粒的过渡区成功连接镁、钢两母材。镁合金侧界面主要是颗粒周围反应生成的Fe4Al13金属间化合物;而不锈钢侧边界主要由(Fe,Ni)固溶体和Fe4Al13金属间化合物两部分组成。拉剪载荷F随焊接电流I和焊接压力P的增加,焊接时间t的延长,呈现出先升高后降低的趋势,在18.2~22.5 kA,15~35周波,2.0~10.6 kN的实验工艺范围内,添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷在3.2 kN以上,最大拉剪载荷为5.605 kN,相比未添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷提高了397%。高熵合金过渡层形成了大量(Fe,Ni)固溶体,减少Fe4Al13脆性金属间化合物的生成,有效提高了接头的力学性能。

关键词： ZK60A镁合金   铁基非晶涂层   电化学测试   SBF  

摘要： 采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在ZK60A镁合金表面沉积Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶涂层,对涂层的组织结构进行表征,并利用电化学动电位极化和阻抗测试研究了非晶涂层在模拟体液(SBF)中的腐蚀行为。结果表明,涂层致密均匀,与基体结合良好,非晶占比高,孔隙率小。动电位极化测试结果显示涂层腐蚀速率远低于镁合金基体,且低于骨缺损修复前两阶段的降解速率上限,阻抗谱分析结果与极化曲线对应,涂层在SBF中的耐蚀性明显高于镁合金基体。

关键词： 镁合金   水滑石   成膜工艺   腐蚀研究  

摘要： 镁合金是常见轻质金属结构材料,但易腐蚀的特性限制了其在工业中的广泛应用。水滑石具有超强的吸附能力和阴离子可交换性等特点,可为镁合金提供有效防护。文章综述了镁合金原位生长水滑石的研究进展,主要包括成膜工艺、成膜机理、防腐蚀机理及在镁合金防腐涂层中的应用。目前常用的制备方法包括原位直接生长法、两步法、阴离子置换法和电沉积法。原位生长法制备较为简单,但会出现较多的副产物;而两步法和阴离子置换法可以通过控制反应条件和调节溶液成分来实现水滑石的原位生长,能够得到较好的涂层质量和性能;电沉积法更为高效快速,但涂层结合力有待提高。现有的水滑石成膜机理大体可以分为4种成膜机理,而水滑石往往会在第二相附近和缺陷处优先形核。水滑石涂层防腐机理可以概括为涂层屏蔽、离子吸附和涂层自愈合。最后对水滑石未来的发展进行了展望。

关键词： ZK60镁合金   显微组织   力学性能   阻尼性能  

摘要： 对大应变轧制态ZK60镁合金进行350℃退火处理,研究了退火时间(0~3 h)对其显微组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:随着轧后退火时间由0延长到3 h,ZK60镁合金发生静态再结晶的程度增大,平均晶粒尺寸由6.86μm增大至23.35μm,位错密度由3.5391×10^(15) m^(-2)减小至1.3368×10^(15) m^(-2),(0002)基面织构强度由12.782弱化至1.715,抗拉强度由309 MPa降低到291 MPa,断后伸长率由22.60%增大到28.60%。在应变振幅小于0.01时,轧后退火处理对合金阻尼性能的影响较小;在应变振幅大于0.01时,随着退火时间的延长,轧后退火态合金的阻尼性能提升。

关键词： AZ31镁合金   一步电沉积法   Cu-MOF-SA超疏水膜   耐腐蚀性能   化学稳定性   耐热性  

摘要： 腐蚀是影响镁及其合金大规模应用的关键技术难题之一,因可有效隔离金属基底与腐蚀介质的直接接触,从而降低腐蚀速率,制备超疏水表面成为提高镁合金耐蚀性的有效途径。通过一步电沉积方法,在AZ31镁合金基底上成功制备了铜-金属有机骨架-硬脂酸(Cu-MOF-SA)超疏水膜,并对超疏水膜的耐腐蚀性、化学稳定性和耐热性进行了综合研究。结果表明,表面的水接触角可达158°,超疏水膜覆盖的试样在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐腐蚀性能,相比AZ31镁合金基底,其腐蚀电位正移了0.24 V,腐蚀电流密度降低了1个数量级。在pH值为1~14的溶液中浸润24 h后,超疏水膜的水接触角仍可达135°以上,浸泡在pH=1的溶液24 h的超疏水膜的腐蚀电位比AZ31镁合金基底高0.21 V。在20~90℃空气中保温24 h后,超疏水膜的水接触角仍保持在154°以上,80℃下保温24 h后其腐蚀电位比AZ31镁合金基底的高0.22 V,腐蚀电流密度比AZ31镁合金基底的小1个数量级。结果表明,本研究制备的Cu-MOF-SA疏水膜具有良好的超疏水性和耐腐蚀性。

关键词： 镁合金   白藜芦醇   羟基磷灰石   仿生矿化法   耐腐蚀性   细胞相容性  

摘要： 为改善镁合金的细胞相容性和耐腐蚀性,期望能制备出一种可生物降解的医用材料。为此,利用白藜芦醇的诱导作用通过仿生矿化的方法在AZ31镁合金表面制得含白藜芦醇-羟基磷灰石(BLLC-HA)的复合涂层,采用动电位极化试验和氢气释放试验来测试样本的耐腐蚀性,采用MTT法和细胞形态观察法来评估样本的人体细胞相容性。动电位极化试验结果表明,与AZ31组(E_(corr)=-1.399 V)相比,AZ31-BLLC-HA(E_(corr)=-1.152 V)的腐蚀电位增加了247 mV,同时腐蚀电流密度降低了3个数量级。氢气释放试验显示AZ31、AZ31-BLLC-HA组平均氢气释放速率是1.41 mL/(cm^(2)·d)和0.41 mL/(cm^(2)·d)。MTT结果显示细胞增值率最高的是AZ31-BLLC-HA,且明显高于阴性对照组。研究表明,含羟基磷灰石-白藜芦醇复合涂层的AZ31镁合金其耐腐蚀性显著提高,该复合材料在模拟体液中的降解速率明显降低,同时含羟基磷灰石-白藜芦醇复合涂层的AZ31镁合金具备良好的细胞相容性。该复合涂层为医用生物材料表面的功能化提供了新思路。

关键词： 木薯多孔淀粉   钙离子   单宁酸   止血   生物相容性  

摘要： 酶改性淀粉在可生物降解止血材料的应用中表现出巨大潜力。本研究利用α-淀粉酶和糖化酶的水解作用得到木薯多孔淀粉（ECS），并通过负载钙离子和单宁酸制备木薯多孔淀粉基止血粉（ECS-Ca-T）。利用扫描电子显微镜（SEM）、红外（FTIR）光谱、X射线衍射（XRD）和比表面积分析仪（BET）对ECS及其止血粉的微观结构、孔径分布、结晶结构和成分进行了详细分析。通过溶血实验和创伤愈合实验探究了ECSCa-T的生物相容性，通过体外凝血测试、大鼠创伤止血实验探究ECS-Ca-T的止血性能，并考察了ECS-Ca-T的生物降解性。结果表明，ECS-Ca-T具有较好的止血效果、生物相容性和可降解性。与市售颗粒止血粉相比，ECS-Ca-T在大鼠断尾持续性出血和肝脏损伤止血方面具有优势，止血时间分别缩短了4.86 min和8.6 s，并能够在5 s内实现大鼠背部肌肉组织的快速止血；同时，在伤口愈合过程中，ECS-Ca-T不会对机体造成不良影响，在第7天降解达到94.5%。

关键词： 镁合金   微弧氧化   腐蚀性能   复合电解液   封孔处理  

摘要： 镁合金具有密度小、比强度和比刚度高等优点,被认为是目前低碳轻量化工程应用最具前景的材料之一。然而,由于镁合金具有高的化学和电化学活性,较差的耐腐蚀性,限制了镁合金的广泛应用和进一步发展。表面改性技术的发展使镁合金的耐蚀性能得到有效提升,微弧氧化(MAO)是近年来得到成功工业化应用的新技术,其在高电压与大电流下,通过一系列电化学、等离子体化学反应,在镁合金基体表面生成陶瓷膜层,可以明显的提高镁合金的耐腐蚀以及耐磨性能,对扩大镁合金的应用具有重要意义,因此,微弧氧化技术得到了快速发展。本文通过熔炼、正挤压制备了 Mg-6Zn-1Y-(Zr,Nd,Gd)合金,再用微弧氧化技术对镁合金表面进行处理。探讨了高锰酸钾添加剂浓度对微弧氧化膜层性能、形貌的影响,制备了致密的微弧氧化膜层。在此基础上,通过添加纳米二氧化硅颗粒对制备的微弧氧化膜层进行封孔处理,并对封孔后的微弧氧化膜层性能进行了对比研究。主要结论如下: (1)MAO膜层主要是由Mg、MgO、Mg2SiO4组成。当加入KMn04后,MAO膜层产生Mg6MnO8相,说明膜层产生的颜色与Mg6MnO8相数量有关。在不同浓度的KMnO4下,制备的MAO膜层具有不同的颜色,且随着KMnO4浓度提高,MAO膜层颜色由浅黄色变为棕色,膜层厚度先上升后下降。当KMnO4浓度为0.2g/L时,制备的MAO膜层厚度可达20.2μm,膜层表面的孔洞数量少,火山状突起物分布均匀,膜层表面具有最小的粗糙度,其值为1.16μm,孔隙率约为9.7%,膜层与基体结合力较好。 (2)MAO膜层的耐蚀性随着电解液中KMnO4浓度的增加先上升后下降,当KMnO4浓度为0.2g/L时、腐蚀电流密度最小,容抗弧半径尺寸最大。中性盐雾实验性能优异,123 h才出现第一个腐蚀点,并且在132h盐雾腐蚀过程中,其失重率仅为0.08%,腐蚀后MAO膜层只有微裂纹出现。, (3)在优选的电解液中,加入SiO2颗粒可以实现对MAO膜层进行封孔。制备的膜层厚度不断增大,当SiO2浓度为8g/L时,膜层最大厚度可以达到25.3μm。SiO2的加入不会改变MAO膜层的形貌,依然呈现典型的多孔火山状形貌。当SiO2浓度为6g/L时,MAO膜层微孔数量较少,此时SiO2对膜层填充效果最佳,基体与微弧氧化膜层具有最佳的结合力,热震31次无剥落现象。 (4)SiO2的加入对MAO膜层相组成影响较小,膜层由Mg、MgO、Mg2SiO4和Mg6MnO8相构成。当SiO2浓度为6g/L时,腐蚀电流密度最小,容抗弧半径尺寸最大。中性盐雾实验发现经过149 h腐蚀后才出现第一个腐蚀点。 (5)电解液最佳配方为:Na2SiO3(10 g/L)、NaOH(2 g/L)、NaF(8 g/L)、C6H5NaO7(1 g/L)、KMnO4(0.2 g/L)和 SiO2(6 g/L)。