简介:高比重合金由于具有密度和强度高、延性好等一系列优异的性能,在军工上被用作动能穿甲弹材料.纳米材料被认为是21世纪应用前景最为广阔的新型材料.采用纳米粉末可望大大细化钨合金晶粒,显著提高合金的强度、延性和硬度等力学性能,因而是制备新型高强韧、高比重钨合金的一个很重要的研究方向.作者采用机械合金化(MA)工艺制备了纳米晶钨合金复合粉末,研究了纳米晶钨合金粉末在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的钨晶粒长大行为.研究结果表明,MA纳米晶粉末促进了致密化,使致密化温度降低约100~200℃.在一般固相烧结温度时可以得到晶粒尺寸为3~5μm的细晶高强度合金.同时,指出了在液相烧结时存在的问题,即钨晶粒加速重排、产生晶粒聚集与合并,迅速发生钨晶粒长大,在较短时间内液相烧结时,钨晶粒尺寸又长大到接近传统高比重合金水平.
简介:目的:探讨纳米非晶金刚石膜对镍铬合金烤瓷修复体弯曲强度的影响。方法:36个镍铬合金烤瓷试件随机分为6组(n=6),其中5组的整个试件的表面分别镀覆非晶金刚石膜厚为20nm、40nm、60nm、80nm、100nm,对照组不镀膜;按照ISO9693-1标准的三点弯曲法测试试件的弯曲强度。结果:镀膜后镍铬合金烤瓷试件的弯曲强度分别是:20nm组为60.84±6.75MPa、40nm组为79.16±9.82MPa、60nm组为86.23±11.43MPa、80nm组为81.40±9.69MPa、100nm组为64.56±7.07MPa,未镀膜组为46.15±5.53MPa。结论:镍铬合金烤瓷复合体的整个试件经镀覆纳米非晶金刚石膜后其弯曲强度显著增加;镀膜时选择40-80nm的膜厚可以获得较高的弯曲强度。
简介:利用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究高压扭转大塑性变形纳米结构Al-Mg合金的微观结构演变和位错组态。结果表明:对尺寸小于100nm的晶粒,晶内无位错,其晶界清晰平直;而尺寸大于200nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成,其局部位错密度高达10^17m^-2。这些位错是1/2〈110〉型60°位错,且往往以位错偶和位错环的形式出现。在高压扭转Al-Mg合金的超细晶晶粒中,用HRTEM同时观察到分别由0°纯螺型位错和60°混合位错分解产生的Shockley部分位错而形成的微孪晶和层错。这些直接证据证实,通常存在于FCC纳米晶中由晶界发射部分位错而产生孪晶和层错的变形机制,同样可以存在于超细晶FCC金属中。基于实验结果,分析了高压扭转Al-Mg合金中的局部高密度位错、位错胞、非平衡晶界、层错和孪晶等对晶粒细化的作用,提出了相应的晶粒细化机制。
简介:研究冷轧和后续退火形变热处理对Ni50Ti50形状记忆合金超弹性行为的影响。采用铜坩埚真空感应熔炼法制备样品。将成分均匀的样品进行热轧后在900°C退火,然后再进行冷轧,冷轧后样品的厚度有不同程度的减少,最大可达70%。透射电镜检测结果显示严重的冷轧导致Ni50Ti50合金中形成了纳米晶和非晶的复合显微组织。400°C下退火1h后,冷轧样品中的非晶发生晶化形成纳米晶组织。随着冷轧变形量的增加,在超弹性实验中Ni50Ti50合金的弹性应变增加,变形量为70%的冷轧-退火样品其弹性应变为12%。此外,随着变形量的增加,应力诱导马氏体相变的临界应力提高。值得注意的是,70%变形量的冷轧-退火样品的阻尼容量值为28J/cm3,明显高于商业NiTi合金。
简介:摘要目的分析镀碳基纳米多层膜钛合金球头五百万次摩擦磨损实验产生的颗粒特征,并与钴铬钼合金(CoCrMo)球头对比,以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能的优劣。方法根据球头种类不同,将髋关节摩擦磨损实验设置为3组:A、C组分别选用进口及国产的CoCrMo球头,B组选用镀碳基纳米多层膜的钛合金球头(Ti6Al4V)。所有球头均与相同的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)髋臼杯配伍。3组关节在髋关节模拟机运行五百万次后收集血清样本,消解稀释后依次通过5 μm、1.2 μm及0.4 μm的滤膜过滤。使用扫描电镜在滤膜上随机选取颗粒图像,确定颗粒元素种类及成分结构,计算颗粒的大小、形状、数量及体积等相关参数,比较组间相关参数的差异,以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能。结果各组颗粒主要成分均为UHMWPE,且多为亚微米级(粒径<1 μm),B组亚微米级颗粒占比为49.4%,显著低于A组的75%及C组的60%(χ2=66.032、31.754,均P<0.017)。各组颗粒均以类圆形为主,形状相关参数纵横比(AR)组间无统计学差异(χ2=0.590,P=0.744)。B组颗粒数量在全部滤膜上均明显少于C组(t=9.960、8.019、5.790,均P<0.01),在0.4 μm滤膜上显著少于A组(t=7.810,P=0.000)。结论新型镀碳基纳米多层膜钛合金球头摩擦磨损性能明显优于国产球头,部分超过进口球头水平,对预防UHMWPE颗粒诱导的骨溶解和无菌性松动有积极作用。