朱世杰
,
王剑锋
,
刘欣玉
,
王利国
,
任晨星
,
常蕾
,
王俊
,
关绍康
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.003
目的 在医用镁合金骨螺钉表面构建羟基磷灰石涂层,有效控制其降解速率.方法 利用微弧电泳/水热复合方法,在形貌复杂的骨螺钉表面制备涂层.该方法首先利用电解抛光对骨螺钉表面进行表面预处理,采用微弧电泳技术在其表面制备羟基磷灰石涂层,再利用水热合成对微弧电泳涂层进行封孔.利用XRD、SEM、AFM等分析手段对涂层显微结构进行分析,利用体外浸泡实验和电化学实验对涂层耐腐蚀性能及其对钙磷盐的诱导特性进行了评价.结果 在电解抛光电流0.14A、抛光时间2min的工艺条件下进行电解抛光预处理,可以提高基体和涂层的结合性能.由于骨螺钉的特殊形状,在微弧电泳电解液中添加丙三醇,并通过调整电解液中丙三醇含量优化微弧电泳工艺(电压155 V,反应时间20 min),能有效抑制尖端放电现象,防止膜层组织疏松和大量的氧化物堆积,以及涂层剥落甚至基体烧蚀的现象.再优化水热合成工艺参数(处理液pH值8.5,反应时间1.5h,反应温度393 K)对微弧电泳涂层进行封孔,得到微弧电泳/水热复合涂层.结论 微弧电泳/水热复合涂层表面形貌为菜花状结构,由纳米棒状羟基磷灰石组装而成,均匀致密,结晶性好.电化学腐蚀测试表明,制备复合涂层后,骨螺钉的腐蚀电流密度降低了一个数量级.在模拟体液中浸泡6天,骨螺钉的形貌依然完整,说明水热复合涂层在改善生物相容性的同时,提高了骨螺钉的耐腐蚀性能.但微动摩擦磨损测试显示,水热复合封孔处理后磨损性能下降.
关键词:
生物镁合金
,
骨螺钉
,
电解抛光
,
微弧电泳
,
水热合成
,
复合涂层
,
羟基磷灰石
许富民
,
齐民
,
朱世杰
,
赵杰
,
王富岗
,
李守新
,
王中光
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.09.020
采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料(FGMMC),研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能,对FGMMC的显微组织观察表明,由于铝基体熔合成一体,因此层间没有明显的界面,具有基体的连续性.尽管基体是连续的,但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时,在过渡区发生延滞现象.通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象.
关键词:
梯度功能材料
,
碳化硅颗粒
,
粉末冶金
,
疲劳裂纹扩展
许富民
,
朱世杰
,
赵杰
,
王富岗
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.10.004
采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料,研究了其疲劳裂纹扩展行为及其亚临界裂纹扩展行为.疲劳裂纹从30%SiC层向5%SiC层扩展时,发生了裂纹扩展延滞;而在静载下,当裂纹从30%SiC层向5%SiC层扩展时,随着裂纹长度的增加其裂纹扩展阻力增大.
关键词:
梯度材料
,
疲劳裂纹扩展
,
延滞
,
R曲线
黄志伟
,
袁福河
,
王中光
,
朱世杰
,
王富岗
金属学报
对铸造镍基高温合金M38在900℃下的低周疲劳行为进行了研究. 实验采取轴向总应变控制, 应变比为-1, 应变速率为1×10-2s-1. 实验结果表明: M38在900℃下具有与IN738LC接近的疲劳性能. 在高应变幅时, 疲劳裂纹主要萌生在表面碳化物等应力集中处;在低应变幅时, 氧化对裂纹的萌生起重要作用, 疲劳裂纹主要萌生于易于优先氧化的表面晶界和碳化物等处. 在所有应变幅下, 疲劳裂纹均沿着垂直应力轴的方向穿晶扩展.
关键词:
高温合金
,
high temperature low cycle fatigue
,
fracture mechanism
,
crack initiation and propagation
朱世杰
,
杨卿
,
白小波
,
王利国
,
关绍康
稀有金属材料与工程
研究了亚快速凝固Mg7Zn3Y(-Zr)合金的组织特征及凝固行为.亚快速凝固合金由α-Mg固溶体和在晶界处呈网状分布的三元化合物相组成,包含α-Mg,Mg3Y2Zn3和Mg3YZn6相,没有常规凝固合金中"鱼骨状"层片共晶组织,亚快速凝固合金的晶粒尺寸显著减小. Zr使常规凝固合金的晶粒明显细化,而亚快速凝固使Zr的细化作用被抑制,α-Mg基体的形态由树枝状趋于等轴化.提高冷速或加Zr没有改变合金的相组成,但亚快速凝固合金增加了Mg3Y2Zn3和Mg3YZn6相的总量.结合瞬态形核理论和稳态形核及生长理论,探讨了合金在亚快速凝固条件下的相选择及凝固动力学.
关键词:
亚快速凝固
,
Mg7Zn3Y(-Zr)
,
相选择
,
凝固动力学
朱世杰
,
刘清友
,
赵杰
,
曹智本
材料研究学报
<正> HK40钢是石油化工厂合成氨、乙烯等大量使用的高温材料。采用高温固溶处理模拟焊接热影响区组织,研究显微组织对光滑和缺口试样持久性能的影响具有实际意义。本工作采用铸态直接时效和1250℃固溶后时效两种热处理工艺,时效温度为600、800、871和950℃,时效时间为200h,研究了晶界和晶内碳化物对持久寿命和持久延性的影响。
关键词:
黄志伟
,
袁福河
,
王中光
,
朱世杰
,
王富岗
金属学报
对铸造镍基高温合金M963在900℃下的低周疲劳行为进行了研究,实验采取轴向总应变控制,应变速率分别为4×10-3s-1和1×10-4s-1.实验结果表明：在相同的总应变幅下,合金在低应变速率下具有较低的寿命,这归因于与时间相关的机制如氧化的损伤作用.对疲劳断面以及断裂试样的纵向剖面进行扫描电子显微分析发现,疲劳裂纹通常萌生于试样表面或亚表面的碳化物或铸造缺陷处,在两种应变速率下疲劳裂纹的萌生和扩展都呈穿晶形式.
关键词:
高温合金
,
high temperature low cycle fatigue
,
strain rate
,
null
王富岗
,
祝苏明
,
朱世杰
,
任晓民
,
谭毅
,
张俊善
金属学报
在两种不同晶界状态下研究了Fe-Cr15-Ni25合金的蠕变裂纹扩展行为。单相合金的空洞在晶界三叉点处形核,而对晶界上有碳化物析出的合金,空洞在晶界碳化物上形核。晶界碳化物阻碍了空洞的长大和连接,因而大大提高了蠕变裂纹扩展抗力。
关键词:
蠕变
,
crack growth
,
grain boundary carbide
,
cavity
,
Fe-Cr15-Ni25 alloy
