医用可降解镁合金腐蚀疲劳行为研究进展

来源 :稀有金属材料与工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eric7272
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镁合金由于良好的生物安全性和力学承载性,同时兼具可控的体内外降解速率,被誉为新一代的“革命性医用金属材料”.然而,在湿润气氛条件下镁合金的耐蚀性能较差,尤其是在复杂载荷和腐蚀疲劳作用下(经历动态交变载荷及腐蚀介质协同作用)镁合金的力学固定/支撑功能急剧骤减,导致植入物过早/提前失效.因此,本文从医用镁合金疲劳失效的施加载荷、频率与腐蚀因素的耦合机理出发,针对医用镁合金体内外腐蚀疲劳寿命、断口微区特征和腐蚀速率间定量关系,阐述交变载荷下腐蚀疲劳失效微观机制.同时,深入解析了疲劳微裂纹萌生/扩展机理,全面总结了提升镁合金腐蚀疲劳性能的举措,以及展望了生物医用可降解镁合金的应用前景和发展方向.
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采用粉末冶金工艺制备了粘结剂成分为Ni-xCr(x=0,10,20,30,质量分数,%,下同),质量分数为18%和38%的Ti(C,N)基金属陶瓷,以研究Ni-xCr粘结剂成分及含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响.除Ni-30Cr粘结剂含量为38%的金属陶瓷外,在其它金属陶瓷中仅观察到了 Ni基粘结相和Ti基碳氮化物陶瓷晶粒,而未观察到高Mo高Cr的白色组织.粘结剂中含Cr时,陶瓷晶粒的黑芯中易出现非常细小的白色颗粒,特别是粘结剂含量为38%时,黑芯中通常出现大量的白色颗粒;并且,粘结
近年来高熵合金因具有许多优于传统合金的性能备受瞩目,而高温氧化问题大大限制了其发展应用.多元组成使高熵合金的高温氧化过程不同于单一金属,不同氧化阶段的动力学规律有很大不同.氧化前期多种元素发生氧化反应,氧化物种类和氧化膜结构随时间发生变化,直到稳定氧化阶段氧化产物才固定存在.本文从初期选择性氧化、过渡态氧化和稳定氧化期3个阶段深入剖析高熵合金高温氧化各个过程的详细机理,并总结相应的改善高温抗氧化性能的方法,为高熵合金材料设计和性能调控提供重要的理论依据.
采用等离子增强物理气相复合沉积技术,在Zr-4合金表面制备了Cr复合涂层,并在涂层沉积之前对涂层与基体的界面进行了Cr离子的轰击注入强化.结合锆合金包壳的实际使用工况,设计试验方法,评价表征了涂层体系的各项性能及其对锆合金基体的影响.高温蒸气加速腐蚀试验表明,相比于无涂层Zr-4基体试样,Cr涂层明显阻碍了氧向Zr-4基体内部的扩散,并有效抑制了基体内部有害氢化物的生成.在模拟事故的高温(> 1000℃)热冲击条件下,相比于无涂层基体表面较厚氧化物生成的现象,涂层样品并未出现脱落,基体也并未出现氧化腐蚀.
采用4种不同的锂盐(LiOH·H2O、Li2CO3、LiNO3、CH3COOLi),以高温固相法制备了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)正极材料.利用X射线粉末衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对所制LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料的微观结构进行了表征.发现所有合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品颗粒尺寸均为微米级,具有层状结构(R-3m空间群).电化学测试结果表明,采用不同锂源制备的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2样品的电化学性能差别很大.
柔性硬质纳米涂层具有高致密性、高表面完整性、高硬度、高韧性和高裂纹抵抗力特性,是新一代高性能纳米涂层的一个重要发展方向,但其制备难度高,难以利用传统涂层制备技术实现.深振荡磁控溅射(deep oscillation magnetron sputtering,DOMS)技术是一种新型的高功率脉冲磁控溅射技术,现已成为国际涂层研究领域的热点.DOMS技术通过一系列调制的电压微脉冲振荡波形,能够实现完全消除电弧放电和靶材近全离化,获得高密度、低离子能量和高束流密度的等离子体,能制备出具有低缺陷、高表面完整性、高
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日本福岛核事故后,以提升反应堆在事故工况下的稳定性和安全性为目的 的事故容错燃料技术研究已成为世界范围内的研究热点.涂层技术是事故容错燃料项目短期规划主要的发展方向.在锆合金燃料包壳表面制备保护性涂层能够在不改变现有燃料体系结构的前提下,提升锆合金包壳在反应堆失水事故条件下的事故容错能力.本文综述了国内外锆合金包壳涂层领域研究成果,总结了锆合金表面涂层的种类、性能、制备技术及应用前景,结合涂层的制备技术,综合分析了各种制备方法的特点以及未来需集中要解决的问题.在此基础上,提出金属Cr涂层具有良好的耐腐蚀性
选用几种不同工艺参数对TC17钛合金进行线性摩擦焊实验.采用填埋热电偶的方法测量焊接过程中界面温度,运用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段对接头焊接缺陷进行深入分析,利用显微硬度仪测量了振幅a=1 mm和a=3 mm下接头的显微硬度分布.研究表明:当振幅a=1mm时,焊接过程中热输入严重不足,无法得到良好的焊接接头,焊接过程中界面最高温度仅达到相变点附近,而采用a=3 mm焊接时,界面温度可以达到1170℃.振幅a=1 mm得到的TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头界面会出现孔洞、磨损
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