铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

镁基非晶合金的研究进展

近年来,Mg基非晶合金以低密度、高非晶形成能力等优点受到人们越来越多的关注。介绍了Mg基非晶合金的发展现状和现有的合金体系,综述了其力学性能的优势,指出了其应用过程中存在的问题。对其作为生物医用材料应用进行了探讨,并对今后发展进行了展望。     

Biodegradable magnesium-matrix composites: A review

Biodegradable magnesium alloys as new biomedical implant materials have been extensively studied because of their notable biodegradability over traditional bio-inert metals. However, the extreme degradation rate of pure magnesium leads to the loss of its mechanical integrity before the tissue recovers completely. The solutions to this challenge are as follows:(1) purification,(2) alloying,(3) surface modification, and(4) biodegradable magnesium-matrix composites(BMMCs) synthesis. Owing to the tunability of mechanical properties, the adjustability of degradation rate, and the improvement of biocompatibility, BMMCs reinforced with bioactive reinforcements have promising applications as a new generation of biomedical implants. In this review, the processing methods, Mg matrix, and reinforcement phases of BMMCs are discussed. Moreover, the review comprehensively discusses various BMMCs synthesized thus far, aiming to show the governing aspects of the achieved mechanical properties, corrosion behavior, and biocompatibility. Finally, this paper also discusses the research direction and further development areas for these materials.     

Ductile Fe-based amorphous alloys with high iron content

Fe-based amorphous alloys with high iron content of 76at%–80at% were synthesized in the Fe-Mo-Si-P-C-B alloy system by the single roller melt-spinning technique. The amorphous ribbons exhibit high Vickers microhardness and good ductility, which can be indented and bent 180° without breaking. A number of shear bands could be observed around the indents and the bending traces. Studies on the magnetic properties of the amorphous alloys show that they possess high saturation magnetizations of 1.34–1.6 T, which increases with the increase of iron content. The core losses of these Fe-based amorphous alloys at various magnetic inductions were tested and found to be significantly dependent on their components. The Fe-Mo-Si-P-C-B amorphous alloys with excellent mechanical properties and soft magnetic properties have promising potential in functional applications.     

Mg，Ca元素对可降解Zn合金组织性能影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学显微镜、室温拉伸和浸泡失重法研究了挤压态纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa(x=0,0.06,0.15,0.3)(质量分数)合金微观组织、力学性能和体外降解速率.结果表明:200℃挤压后,纯Zn晶粒尺寸达到100μm;Zn-0.2Mg-xCa合金中晶粒尺寸均维持在15~20μm之间,并存在第二相Mg₂Zn₁₁和CaZn₁₃.随着Ca含量增加,CaZn₁₃含量逐渐增加,且当Ca质量分数达到0.15%以上时CaZn₁₃尺寸达到15~50μm.纯Zn的屈服强度和延伸率分别为64MPa和14%,Zn-0.2Mg-xCa合金随着Ca含量增加屈服强度由180MPa提高到约200MPa,延伸率则逐渐由18%降低到6%.纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa合金在SBF溶液中降解速率维持在0.05~0.15mm·a^-1,而且随Ca的添加降解速率略有降低.     

Ab-initio investigation for the microscopic thermodynamics and kinetics of martensitic transformation

Martensitic transformation(MT) path in Fe-based alloys remains uncertain in spite of decades of research. Lots of relevant works, which mostly focused on the simplest Bain path, have been completed by the state-of-the-art firstprinciples methods based on density functional theory. In this work, the element effects on microscopic thermodynamics and kinetics of the MT are investigated in terms of two different paths, including the well-known shear dominated Bogers-Burgers path and a recently proposed shuffle dominated path. Adding common elements, e.g. Ni, Mn, Cr, Si and C, into steel could induce different kinetics of the MT, as reflected by the energy barrier, which further determines the physically realistic MT path for different alloys. Furthermore, the addition of 3 d transition metals may adjust the transformation equilibrium between the tetragonal α martensite and the hexagonal ε martensite, as reflected by their inverse effect on the energy barrier for the α MT and the stacking fault energy relating to the ε formation. An expected correlation between the thermodynamic driving force and the kinetic energy barrier for the MT is confirmed in binary Fe–Ni and Fe–Cr systems with changing the concentration of the alloying elements. These two paths for the MT are elaborately compared and discussed to reveal the nature of atomic movement in the MT, dominated by shear or shuffle.     

镁基储氢材料的研究进展

从镁基储氢材料体系入手,综述了该体系的研究情况及近期进展．对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料．并结合各类镁基储氢材料的国内外研究状况,指出要改善镁基储氢材料的储氢性能,必须走多元合金化的路线并在学习有关理论的基础上,采用优化合金成分与新的合成方法来进一步提高材料的储氢性能．     

金属和合金中的动态应变时效现象

动态应变时效现象是在金属和合金中 ,移动着的溶质原子和运动中的位错发生交互作用时所出现的一种强化现象 .这种交互作用 ,将产生一系列的强化效应 ,使金属和合金在外加载荷作用下所表现出的力学行为发生巨大的变化 .所有这些效应 ,都将在常用的重要工业合金 (如钢、铝合金、铜合金 )最常使用的温度范围内出现 .研究动态应变时效 ,不仅有助于加深对诸如金属中位错的交互作用规律、塑性和强化的微观过程与机理等的理解 ,而且也能帮助我们更好地控制那些常用工业合金的机械性能 .本文结合多年来在这方面所做的系统研究工作 ,总结了动态应变时效现象的一般规律和已有的理论 ,并着重介绍作者参与建立的一种模型及其实验结果 ;还重点介绍了一些常用工业合金中动态应变时效现象的特点及其对机械性能的影响     

Fe系非晶合金的微观结构特征研究

用差示扫描量热法（DSC），研究了Fe基非晶合金在不同的升温速率（5K／min、10K／min、20K／min、40K／min）下的DSC曲线，通过观察其不同的差热曲线，得到晶化放热峰和晶化吸热峰的位置，同时阐述了X射线衍射强度与径向分布函数（RDF）之间的关系、衍射强度的实验测定，并且结合计算非晶态合金径向分布函数的基本原理，计算了Fe基非晶合金的RDF。计算结果表明，在非晶态材料中随着与选作原点的原子间距离的增加，相关性就迅速减弱，在相距几个原子间距的原子之间就显不出相关作用，其相对位置接近完全无序。从而，由实验结果计算获得Fe系非晶合金的微观结构参数：最近邻原子间距R1=2．63712，次近邻原子间距R3=4．94952，配位数CN=12．83063。     

锰对铁基合金磁特性的影响

用穆斯堡尔谱对比X射线衍射和磁矩测量法研究5种铁基合金Fe₆₀Ni_40-xMn_x(x=0,5,10)和Fe₆₀N i_35-xMn_xCo₅(x=5,10)中Mn含量对合金磁特性的影响. 结果表明, 随着Mn含量的增加, 超精细场分布向低场转移, 磁态也由铁磁态向反铁磁态转变 , 得到了平均超精细场H_hf、 磁化强度M及相关Mossbauer参数随合 金试样平均电子浓度的变化关系.     

铁基非晶合金耐腐蚀性能研究进展

铁基非晶合金的耐腐蚀性能对其在功能及结构材料领域的应用具有重要的工程意义。本文总结了微合金化元素添加、结构弛豫、纳米晶化、自由体积等对铁基非晶耐腐蚀性能的影响,对近年来铁基非晶耐腐蚀性能及其机理的研究进展进行了简要的介绍。     

镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁合金由于其密度小,比强度高等特点愈发受到社会关注,其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况,综述了传统镁合金在生物领域的应用现状,比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况,探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能,展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景,为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。     

Mg-Zn-Ce非晶合金力学与耐蚀性能的研究

镁合金作为生物可降解材料具有很多优势,但传统多晶镁合金腐蚀速率过快的问题限制了其更广泛的应用。与多晶镁合金相比,非晶态镁合金因具有独特的无定形结构,使其耐腐蚀能力比多晶镁合金的要好。采用铜辊甩带法制备得到了新型Mg_70−xZn₃₀Ce_x（x=2, 4, 6和8）非晶镁合金,并对其进行了力学性能和耐腐蚀性能的研究。结果表明：x为4和6时,Mg-Zn-Ce非晶合金的非晶形成能力最好;Ce的添加可以有效改善镁基非晶合金的脆性,使其弹性模量低于60 MPa,与人骨相似,从而能有效避免植入后因弹性模量过大导致的应力遮蔽效应的产生;同时,Ce的添加显著地提高了合金的耐腐蚀性,使其开路电位达到-0.2 V,腐蚀电流密度低至10^-6 A/cm²。     

镁基固态储氢材料研究进展

 镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH₂的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H₂）,造成其放氢温度较高、动力学差; MgH₂的水解过程中,由于常温水解产物Mg（OH）₂逐渐包裹在MgH₂表面,阻隔了MgH₂与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH₂的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。     

用于软骨下骨修复的镁基支架

骨关节炎（osteoarthritis，OA）作为一种可以导致残疾的退行性疾病，常累及软骨下骨。受损的关节软骨和软骨下骨很难自愈，用于功能修复的组织工程支架是一种有前途的治疗方法。近年来，镁合金因其良好的机械和生物学性能被视为可降解多孔支架有希望的候选者。然而，目前对于适用于软骨下骨缺损修复的镁基支架的结构设计和优化方案还没有定论。归纳了镁合金用于骨软骨支架的研究进展，包括多孔支架的制造方法；添加合金元素和表面改性的优化策略；参数化与非参数化的结构设计；镁基支架的机械、降解和生物学性能及其影响因素。讨论了未来研究的潜在方向。旨在为多孔镁基支架的开发和临床应用提供参考。     

变形镁合金的研究热点概述

铸造工艺是镁合金件制造的主流,但经过塑性加工成形的镁合金产品具有更好的力学性能,可适应更为多变的工况需求。国际镁业协会认为,镁合金的长期发展目标应放在新变形镁合金与新成形工艺的开发与研究上。该文概述了变形镁合金目前在世界上的研究热点,分析了中国研究者的变形镁合金研究特点并建议在提高镁合金板材常温下的塑性成形性能方面多做工作,以增强中国镁合金深加工的技术能力。     

变形镁合金的研究热点概述

铸造工艺是镁合金件制造的主流,但经过塑性加工成形的镁合金产品具有更好的力学性能,可适应更为多变的工况需求。国际镁业协会认为,镁合金的长期发展目标应放在新变形镁合金与新成形工艺的开发与研究上。该文概述了变形镁合金目前在世界上的研究热点,分析了中国研究者的变形镁合金研究特点,并建议在提高镁合金板材常温下的塑性成形性能方面多做工作,以增强中国镁合金深加工的技术能力。     

稀土族Pm和Tm两元素固溶度的抛物线法预测

本文利用张邦维等提出的键参数函数和尺寸因素方法对稀土族Ｐｍ，Ｔｍ两元素基上的室温下固溶度作抛物线法预测，对２３个过渡族基，１８个简单元素基，１３个稀土族元素基和３个锕系元素基的研究所得结果与实验测定数据很好地符合，因此，预测结果是可信的。     

In-situ study on γ phase transformation behaviour of γ-TiAl alloys at different cooling rates

γ-TiAl-based alloys are promising lightweight high-temperature structural materials, and the transformation from the α parent phase to γ lamellae during the cooling process has a great influence on the microstructures and mechanical properties of TiAl alloys. In this paper, an in-situ observation technique, high-temperature laser scanning confocal microscopy (HTLSCM), was utilized to investigate the continuous cooling transition (CCT) from the α phase in three compositions. The nucleation and growth behaviors of γ lamellae were studied at several moderate cooling rates. In addition, the processes of helium gas quenching for three alloys were investigated, and the massive transformation was observed in Ti–49Al. CCT diagraphs were concluded for three alloys. The Vickers hardness of TiAl alloys subjected to different cooling rates was tested, and it was found that the hardness of alloys was enhanced with increasing cooling rate due to the refinement of lamellar spacing.     

6063合金的微观组织及力学性能研究

用电解低钛铝合金熔配6063合金,挤压成型材后,研究其微观组织与力学性能,并与国内6063型材的微观组织与力学性能做了对比.,电解加钛6063合金具有良好的力学性能,抗拉强度和延伸率均有显著增加.用电解低钛铝合金熔配6063合金是完全可行的.