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对微弧氧化后的Ti6Al4V合金表面进行了水热处理,对处理后涂层的成分、形貌及其在Hank's模拟体液中的腐蚀性能进行了研究.试验结果表明:水热处理后,微弧氧化层中以无定形态钙磷酸盐存在的Ca、P元素转化为针状羟基磷灰石,厚度约为5μm,并在微弧氧化膜微孔边缘和底部优先生长.与微弧氧化层相比,水热处理后涂层的粗糙度明显下降,同时显微硬度下降约1/3.电化学腐蚀试验表明:微弧氧化显著改善了钛合金在模拟体液中的耐腐蚀性能;水热处理钛合金自腐蚀电位低于纯钛合金,但当处于人体电位0.4～0.6V(vs.SCE)范围时,微弧氧化/水热处理钛合金的腐蚀电流比纯钛合金低1个数量级.

关键词: 钛合金 , 微弧氧化 , 水热合成 , 羟基磷灰石涂层 , 电化学腐蚀

不同pH值NaOH溶液对钛材微弧氧化膜水热处理后性能的影响

徐玲利 , 史兴岭 , 张劲松

材料保护

采用NaOH溶液对钛材表面含Ca,P微弧氧化膜进行水热处理能提高其医学性能,过去从水热处理工艺方面的探讨不多.在纯钛表面制备了含Ca,P的微弧氧化膜,并采用不同pH值的NaOH溶液进行水热处理制得了羟基磷灰石(HA)/TiO2复合微弧氧化陶瓷层.分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)观察、能谱(EDS)分析、显微硬度及接触角测量等方法对水热处理前后陶瓷膜的化学成分、微观形貌、润湿性和显微硬度进行了研究.结果表明:含Ca,P氧化膜经NaOH溶液于210℃水热处理,其表面可以形成结晶度较高的棒状HA;随着溶液pH值升高,HA晶粒数量不断增加,晶粒长度逐渐减小,HA层逐渐细化和均匀;溶液pH值高于12.0时,氧化膜发生破坏并导致HA剥落;溶液pH值和温度分别为10.5和210℃时水热处理效果最好.

关键词: 微弧氧化 , 钛材 , 水热处理 , NaOH溶液 , pH值 , 羟基磷灰石 , 复合膜 , 医学性能

微弧氧化钛合金的电化学腐蚀行为

黄传辉 , 王庆良 , 史兴岭

稀有金属材料与工程

采用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备了多孔陶瓷层,研究了其在Hank's模拟体液中的电化学腐蚀行为,利用SEM和XRD分析了其表面形貌和物相组成.结果表明,微弧氧化合金的自腐蚀电位升高约0.3 V,提高了TC4钛合金在生物体液环境下的化学稳定性.在钛合金植入体电位范围内,微弧氧化处理可明显提高极化电阻,减少腐蚀电流1～2个数量级.随腐蚀时间的延长,TC4钛合金表面钝化膜逐渐发生腐蚀,而微弧氧化膜浸泡初期HA的形核及生长是电极反应中最活跃部分,2周后表面形成均匀的HA薄膜,表现出良好的抗电化学腐蚀性能.

关键词: 钛合金 , 微弧氧化 , 电化学 , 羟基磷灰石

柠檬酸和EDTA-2Na对钛合金微弧氧化膜性能的影响

史兴岭 , 王庆良 , 孟云君

材料保护

为研究柠檬酸(CA)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)对钛合金微弧氧化膜性能的影响,在含有Ca,P元素的溶液中对钛合金进行微弧氧化处理,对添加配位剂前后陶瓷膜的化学成分、微观形貌、润湿性能和显微硬度进行了研究.结果表明,CA和EDTA-2Na均能促进微弧氧化膜中羟基磷灰石的形成,其中CA使氧化膜中Al的比例降低至2.7%;EDTA-2Na则促进CaTiO3的形成,并使氧化膜表面Ca/P原子百分比提高至1.83.加入上述两种配位剂后,微弧氧化膜均能保持良好的润湿性能.虽然加入配位剂后氧化膜的显微硬度有所下降,但仍接近Ti6Al4V合金基体硬度的2倍.

关键词: 微弧氧化 , 钛合金 , 配位剂 , 润湿性 , 显微硬度

钛合金微弧氧化陶瓷膜的生物摩擦磨损性能

徐玲利 , 史兴岭 , 朱治愿

材料热处理学报

利用微弧氧化技术,采用甘油磷酸钙和乙酸钙混合电解液体系,在Ti6A14V钛合金表面制备了富含Ca,P元素的多孔陶瓷膜,研究了微弧氧化陶瓷层的摩擦学性能.在25％小牛血清润滑条件下,与Si3N4陶瓷球的滑动摩擦实验结果显示,微弧氧化处理使磨损率降低了近一个数量级,表明微弧氧化膜层具有良好的耐磨损性能;与牛骨的微动摩擦实验结果显示,微弧氧化陶瓷层的摩擦系数高于Ti6A14V,而且位移振幅越大摩擦系数越高,说明微弧氧化处理能有效阻止植入假体与骨组织之间的微动.

关键词: 钛合金 , 微弧氧化 , 生物摩擦 , 摩擦机理

赛高岭混凝土研究

蒋林华

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2001.05.011

本文介绍了新型矿物添加材料赛高岭(Metakolin)的物理性能,化学成分,采用ASTM C39,ASTM C1202,稳态迁移等方法着重研究了赛高岭混凝土的抗压强度和抗氯离子性能,并与硅粉混凝土及对比波特兰水泥混凝土的有关性能作了比较,探讨了赛高岭作为硅粉替代材料生产高功能混凝土的可能性.

关键词: 赛高岭 , 硅粉 , 混凝土 , 性能

物理冶金与材料科学发展史(英文)

R.W.Cahn

金属学报

本文第一部分评述了目前有关何谓科学史学家的某些概念以及科学家撰写科学史是否被认可的情况．第二部分重点放在物理冶金及其衍生的材料科学历史的撰写问题，并概括介绍此领域已发表的工作．

关键词: 物理冶金史 , history of materials science. historian of science (technology) , null

鲍兴格效应对自紧身管残余应力影响规律的研究

马绍华 , 任安峰 , 李贵才 , 黄建文 , 董方

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2001.01.012

根据炮钢材料的拉伸－压缩特性，通过模拟实验，建立了以鲍兴格效应系数为函数计算自紧身管壁内任意一点残余应力的理论模型。与以往不同的是利用炮钢材料的拉伸－压缩试样，通过拉伸－压缩实验用最小二乘法拟合出鲍兴格效应系数与壁内最大拉伸变形量的关系。在计算自紧身管残余应力时，鲍兴格效应系数不再被视为常量而被视为变量，因此，这就克服了以往鲍兴格效应系数取平均值所带来的误差。本文采用修正的Mises屈服准则以及形变理论，按广义平面应变问题，建立了强化材料的应力应变模型，导出了具有应变硬化，鲍兴格效应系数被视为变量的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式。实验也表明：用鲍兴格系数为变量的理论模型进行炮钢材料自紧身管的残余应力计算更合理，更能反映自紧火炮身管的实际状态。

关键词: 鲍兴格效应 , 自紧身管 , 残余应力