何正员
,
张磊
,
单文瑞
,
张玉勤
,
周荣
,
蒋业华
,
谭军
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60097-9
为了改善Ti-Nb?Zr合金的生物活性,采用放电等离子烧结(SPS)制备了Ti?35Nb?7Zr?xHA(羟基磷灰石,x=5,10,15,20,质量分数,%)复合材料.借助XRD、SEM、力学测试以及电化学测试手段研究了HA含量对复合材料显微组织、力学性能和腐蚀性能.结果表明,所有复合材料的物相主要由 β-Ti基体、α-Ti和金属?陶瓷相(CaO,CaTiO3,CaZrO3,TixPy等)组成,此外,含15%HA和20%HA的复合材料中出现了少量残余的HA;随着HA含量的增加,复合材料的抗压强度均高于1400 MPa,复合材料(5%?15%HA)的弹性模量呈较小变化趋势(46?52 GPa),更加接近人骨的弹性模量.在Hank's溶液中的电化学试验表明,HA含量为15%时,复合材料的钝化电流密度和腐蚀电流密度较低,显示了较好的腐蚀性能.因此,Ti?35Nb?7Zr?15HA复合材料可作为一种骨科植入手术中较好的替代材料.
关键词:
钛复合材料
,
放电等离子烧结
,
显微组织
,
力学性能
,
腐蚀性能
鲍姚亮
,
岑启宏
,
蒋业华
,
周荣
,
何正员
,
师晓莉
材料热处理学报
摘要：在普通高速钢材料中，加入适量硼来取代普通高速钢中价格昂贵的合金元素，设计了一种新型的高硼高速钢材料。研究了淬火温度对0．4％～0．5％c和1．0％～1．5％B的高硼高速钢显微组织的影响。结果表明，高硼高速钢的铸态组织由铁素体、珠光体和少量马氏体以及硼碳化合物组成，硼碳化合物由M23（B，C）6、（W，Mo）3（B，C），M，（B1.5C0.5）和M（B0.7，C0.3）组成，呈网状和鱼骨状沿晶界分布。淬火处理后，基体组织转变成板条马氏体，含有4％残留奥氏体，硼碳化合物的类型没有发生变化，但数量减少。在950～1100℃内淬火，硼碳化合物局部发生溶解，出现断网现象；随着淬火温度的升高，断网现象越来越明显，从而减轻了对基体的割裂作用。
关键词:
高硼高速钢
,
淬火
,
硼碳化合物
,
显微组织
何正员
,
刘美红
,
赵国荣
,
蒋业华
,
周荣
,
黎振华
材料热处理学报
对含碳0.44 wt%和含硼2.95 wt%的Fe-C-B合金分别进行了正火、水淬、水淬+回火、退火处理.借助光学显微镜、XRD、冲击韧性和硬度测试,研究热处理对Fe-C-B合金性能的影响规律.结果表明,热处理改变了合金中基体和共晶硼化物分布形态,Fe-C-B合金的硬度在44.3～62.4 HRC变化,而韧性提高到6.0～9.8 J·cm-1,其中1000℃淬火处理的综合力学性能最好.
关键词:
Fe-C-B合金
,
热处理
,
组织
,
硬度
,
韧性
何正员
,
单文瑞
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160715.003
为改善β型Ti-Nb-Zr合金的生物活性,添加20wt%的焦磷酸钙(CPP)生物陶瓷,利用放电等离子烧结技术制备20CPP/Ti-35Nb-7Zr生物复合材料.借助XRD、SEM及力学测试方法等研究不同烧结温度(1000~1200℃)下复合材料的微观组织及力学性能,揭示其组织演变对力学性能的影响机制.结果表明: 20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料主要由β-Ti相基体、少量残留α-Ti相及金属-陶瓷相(CaTiO3、Ti2O、CaO、CaZrO3和TixPy)组成;随着烧结温度升高,复合材料中β-Ti相和金属-陶瓷相逐渐增多;金属与陶瓷之间的剧烈反应导致金属-陶瓷相的形态结构发生变化,复合材料中金属-陶瓷相从颗粒状析出物演变成连续网状组织,起到割裂基体的作用.20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料的压缩弹性模量和抗压强度随着烧结温度的升高而增大,其中压缩弹性模量从64.0 Gpa增加至71.4 Gpa,金属-陶瓷相形态结构变化起主导作用.因此,控制20CPP/Ti-Nb-Zr复合材料中金属-陶瓷相的形态结构将有利于改善其力学性能.
关键词:
金属-陶瓷复合材料
,
放电等离子烧结
,
烧结温度
,
微观组织
,
力学性能
何正员
,
张玉勤
,
周荣
,
蒋业华
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.032
添加了占钛合金基体10％(质量分数)的焦磷酸钙(CPP)生物活性陶瓷粉末,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ti-35Nb-7Zr/10CPP生物复合材料,研究了其物相组成、微观组织形貌、元素分布、力学性能以及生物活性等.结果表明,该复合材料主要由β-Ti相基体、少量的α-Ti相及金属-陶瓷相(CaO、Ti2O、CaTiO3、CaZrO3、TxPy)组成;复合材料具有较低的压缩弹性模量(46 GPa)和较高的抗压强度(1 434 MPa),显示了良好的力学相容性;与Ti-35Nb-7Zr合金相比,复合材料在人工模拟体液(SBF)浸泡7d后表面生成了大量的类骨磷灰石层,显示出良好的生物活性.
关键词:
生物复合材料
,
微观组织
,
力学性能
,
生物活性
何正员
,
张玉勤
,
周荣
,
蒋业华
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术制备了Ti-35Nb-7Zr-10CPP生物复合材料,研究了不同烧结温度(950～1150℃)对复合材料致密度、微观组织演变与力学性能的影响及机理.结果表明,复合材料主要由β-Ti相基体、少量残留α-Ti相及CaTiO3、Ti2O、CaO、CaZrO3、TixPy等金属-陶瓷相组成;随着烧结温度升高,复合材料中残留α-Ti相逐渐减少,而金属-陶瓷相逐渐增多;复合材料的压缩弹性模量与抗压强度随烧结温度升高呈增大趋势,但是当烧结温度超过1050℃时,由于金属与陶瓷的剧烈反应导致金属-陶瓷相迅速增多,从而使得压缩弹性模量快速增大.因此,当烧结温度在1000～1050℃范围时,复合材料获得了较好的综合力学性能,其压缩弹性模量为42～45 GPa、抗压强度为1240～1330MPa;同时,在模拟人工体液中浸泡7d后,复合材料表面能够获得一层致密的类骨磷灰石层,显示了良好的生物活性.
关键词:
生物复合材料
,
Ti-35Nb-7Zr-10CPP
,
放电等离子烧结
,
微观组织演变
,
力学性能
