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大块非晶合金制备原理与技术

稀有金属材料与工程 2004年第5期33卷 459-463页

作者：申玉田崔春翔徐艳姬韩瑞平河北工业大学天津大学天津300072

利用形核理论,对大块非晶合金的形成条件、控制因素、合金成分设计思路、制备原理与技术等进行了分析与讨论。非均匀形核的避免和均匀形核的抑制是大块非晶合金成功制备的充分必要条件,前者要通过外部熔炼条件的有效控制来实现,包括:熔... 详细信息

利用形核理论,对大块非晶合金的形成条件、控制因素、合金成分设计思路、制备原理与技术等进行了分析与讨论。非均匀形核的避免和均匀形核的抑制是大块非晶合金成功制备的充分必要条件,前者要通过外部熔炼条件的有效控制来实现,包括:熔炼提纯、合理的冷却介质和惰性气氛保护等;后者要通过合理的成分设计来实现,包括:多组元、高原子尺寸比、大负混合热、低熔点组元或低熔点共晶。

关键词：大块非晶合金形核非晶形成条件合金设计

Cu-Al合金内氧化的热力学分析——Ⅱ热力学函数的应用

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稀有金属材料与工程 2004年第6期33卷 692-695页

作者：申玉田崔春翔徐艳姬武建军刘华河北工业大学天津300130

这是《Cu-Al合金内氧化的热力学分析》一文的第Ⅱ部分。对Cu-Al合金内氧化的热力学条件进行了分析,绘制了内氧化的热力学条件区位图。结果表明区位图中择优氧化区位很大,范围由上、下限氧分压确定,其中=maxO2lgP(17611/T)+12.91,=minO2l... 详细信息

这是《Cu-Al合金内氧化的热力学分析》一文的第Ⅱ部分。对Cu-Al合金内氧化的热力学条件进行了分析,绘制了内氧化的热力学条件区位图。结果表明区位图中择优氧化区位很大,范围由上、下限氧分压确定,其中=maxO2lgP(17611/T)+12.91,=minO2lgP(55830/T)(4/3)lg[%Al]+19.95,但实际的内氧化区位是靠近上限2OP的一个很小区域;溶度积spK和残余Al浓度都是极小量,内氧化可进行得很彻底;内氧化控制中温度和氧分压的调节必须同步;理想的内氧化工艺条件应是采用1223K左右的高温,介质中的氧分压力求接近或等于上限2OP;为了避免氧化,降温过程宜采用通H2急冷的方法。

关键词： Cu-Al合金内氧化热力学氧分压

K2Ti6O13/Ti基生物医学材料的制备及生物相容性研究

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K2Ti6O13/Ti基生物医学材料的制备及生物相容性研究

作者：徐艳姬河北工业大学

学位级别：硕士

针对Ti基生物医学材料在临床应用中遇到的关键问题—成本和性能，本研究设计开发了一套新型的材料制备工艺以降低成本，研制了新型的KTiO涂层／Ti基生物医学材料以提高材料的生物学性能，并对涂层的表面形貌、相组成、结合强度以及涂层... 详细信息

针对Ti基生物医学材料在临床应用中遇到的关键问题—成本和性能，本研究设计开发了一套新型的材料制备工艺以降低成本，研制了新型的KTiO涂层／Ti基生物医学材料以提高材料的生物学性能，并对涂层的表面形貌、相组成、结合强度以及涂层的生物相容性和生物活性进行了观察、分析与评估。研究结果表明：氮、氧污染的临界氧分压和氮分压是一个温度的函数，并随温度的升高而急剧增大。采用多次抽真空反充惰性气体Ar的方法可有效降低氧、氮分压。本实验采用10Pa充Ar压强+3次抽充循环，可有效避免氮、氧对Ti合金的污染：防污染CaO基坩埚涂层的设计和制作，可有效避免石墨坩埚的C污染，为低成本Ti合金的生物学应用创造了条件。 KCO与TiO的摩尔比及煅烧温度是决定钛酸钾产物的主要因素。煅烧温度和时间通过对自生氧化层的作用影响涂层质量和结合强度。原位KDC煅烧工艺的确立必须综合考虑KCO液相基质、钛的同素异构转变和自生氧化层的影响，同时兼顾煅烧温度和煅烧时间的最佳匹配。KTiO涂层的合成过程可以用一个“包围—反包围”的反应过程来描述。本研究以1050℃煅烧0.5～1h的涂层质量为最佳。KDC煅烧产物主要是白色针状的KTiO晶须，直径和长度分别在1μm和10μm左右。涂层厚度约为6μm，表面粗糙度为1.2μm～1.8μm，适宜表面粗糙度为骨的向内生长提供有利的位置。涂层与基体结合牢固，结合强度可达24MPa以上，是纯HA涂层结合强度的2倍，并能够经受空冷条件下的冷热冲击。膨胀系数的良好匹配、自生氧化层对合成反应的参与以及抛锚效应是高结合强度的主要原因。摩擦磨损实验表明涂层具有良好的耐磨性。经模拟体液浸泡，涂层表面形成了钙磷比接近人体骨骼的钙磷层。钙磷生长层是为多孔的网状结构，这种结构有利于人体新陈代谢过程中营养物质的传输和骨的生长以及废物的排泄，蜂窝框架又确保了新生骨质具有一定的强度，这表明KTiO涂层具有良好的生物活性。血液相容性试验表明：与Co-Cr合金相比，KTiO／Ti基生物医学材料的凝血时间较长;KTiO／Ti的血小板粘附量明显少于Co-Cr合金和不锈钢，表明其血液相容性显著优于Co-Cr合金和不锈钢。经过7天的细胞培养，KTiO／Ti基生物医学材料中的骨细胞繁殖到了6倍左右，与不锈钢和基体钛合金相比，KTiO／Ti具有更优越的生物相容性和生物活性。

关键词： K2Ti6O13涂层生物医学材料生物相容性生物活性

钛合金表面原位生成钛酸钾生物陶瓷涂层的制备及其生物相容性

同方学位论文库评论

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稀有金属材料与工程 2003年第8期32卷 627-630页

作者：崔春翔申玉田徐艳姬李艳春王如王新王超河北工业大学天津300130

采用原位干混合煅烧合成法在钛合金基体上成功制备了K2Ti6O13涂层,并对涂层的微观形貌、相组成、涂层-基体的结合强度进行了研究,通过模拟体液实验对其生物活性进行了评估。结果表明,涂层与基体间结合牢固,能够经受空冷条件下的冷热冲击... 详细信息

采用原位干混合煅烧合成法在钛合金基体上成功制备了K2Ti6O13涂层,并对涂层的微观形貌、相组成、涂层-基体的结合强度进行了研究,通过模拟体液实验对其生物活性进行了评估。结果表明,涂层与基体间结合牢固,能够经受空冷条件下的冷热冲击,热膨胀系数的良好匹配是结合强度提高的主要原因。涂层粗糙的表面和气孔可为骨的向内生长提供有利位置。经模拟体液浸泡,涂层表面形成了钙磷比接近人体骨骼的钙磷层,表明涂层具有良好的生物活性。

关键词：原位干混合煅烧合成法 K2Ti6O13涂层热膨胀系数生物活性生物相容性

Cu-Al_2O_3复合材料的高温塑性变形

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材料研究学报 2001年第6期15卷 610-614页

作者：申玉田崔春翔徐艳姬孟凡斌王如河北工业大学

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟实验机研究了弥散强化型Ｃｕ—Ａｌ２Ｏ３复合材料的高温变形行为及其对材料组织结构及性能的影响．结果表明，由于Ａｌ２Ｏ３粒子对位错运动的阻碍作用，复合材料与纯Ｃｕ和Ｃｕ—Ａｌ合金相比具有... 详细信息

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟实验机研究了弥散强化型Ｃｕ—Ａｌ２Ｏ３复合材料的高温变形行为及其对材料组织结构及性能的影响．结果表明，由于Ａｌ２Ｏ３粒子对位错运动的阻碍作用，复合材料与纯Ｃｕ和Ｃｕ—Ａｌ合金相比具有更高的高温抗压强度；在复合材料的σ－ε曲线上，流变应力在一突降后稳定；稳定的Ａｌ２Ｏ３粒子可显著提高复合材料的再结晶温度，高温变形未发生明显的再结晶，动态回复是主要的软化机制；ＣＵ—Ａｌ２Ｏ３复合材料的高温变形机制是位错滑移和晶界滑移相协调；高温变形对复合材料的显微组织和性能均有显著影响．

关键词：弥散强化高温塑性变形回复再结晶铜基复合材料三氧化二铝铜铝合金内氧化法

钛合金表面K_2Ti_6O_(13)w涂层的制备及其生物活性(英文)

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功能材料 2005年第9期36卷 1467-1471页

作者：徐艳姬徐明霞崔春翔申玉田戚玉敏天津大学材料科学与工程学院天津300072 河北工业大学材料科学与工程学院天津300130 清华大学材料科学与工程系北京100084

K2Ti6O13晶须不仅具有优越的力学性能和良好的生物学特性,而且具有与常规Ti合金相近的膨胀系数。本研究尝试选用K2Ti6O13晶须(K2Ti6O13w)作为生物活性涂层材料,利用BCC方法(混合-包埋-煅烧)在Ti合金基体上成功制备了K2Ti6O13w涂层,并对... 详细信息

K2Ti6O13晶须不仅具有优越的力学性能和良好的生物学特性,而且具有与常规Ti合金相近的膨胀系数。本研究尝试选用K2Ti6O13晶须(K2Ti6O13w)作为生物活性涂层材料,利用BCC方法(混合-包埋-煅烧)在Ti合金基体上成功制备了K2Ti6O13w涂层,并对涂层的表面形态、结合强度和生物活性进行了研究。结果表明,涂层由K2Ti6O13晶须和少量的TiO2和K2Ti4O9组成,其表面粗糙多孔。由于膨胀系数的良好匹配,涂层与基体之间具有较高的结合强度,达24MPa。模拟体液培养后,涂层表面沉积了一层多孔的骨状羟基磷灰石,它由平均直径20nm,长200nm的羟基磷灰石纳米线组成,这表明钛酸钾涂层具有良好的生物活性。涂层较高的生物活性与其独特的生化特性和组分密切相关。

关键词：钛酸钾晶须钛合金混合-包埋-煅烧模拟体液生物活性

纳米K_2Ti_6O__(13)w合成中的形态演化和生长机理

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无机材料学报 2006年第6期21卷 1325-1332页

作者：徐艳姬徐明霞申玉田崔春翔天津大学材料学院清华大学材料系北京100084 河北工业大学材料学院天津300130

以纳米TiO_2为原料,通过煅烧反应制备了纳米K_2Ti_6O_(13)晶须,对晶须合成中温度和时间诱导的相变、形态演化和生长机理等进行了原位研究．结果表明：纳米TiO_2作原料可显著降低晶须合成温度,适宜的煅烧温度为900～1100℃．形态演化观... 详细信息

以纳米TiO_2为原料,通过煅烧反应制备了纳米K_2Ti_6O_(13)晶须,对晶须合成中温度和时间诱导的相变、形态演化和生长机理等进行了原位研究．结果表明：纳米TiO_2作原料可显著降低晶须合成温度,适宜的煅烧温度为900～1100℃．形态演化观察和高温XRD分析表明：K_2Ti_6O_(13)晶须的相变及生长对温度极为敏感,形态演化是基于初期爆发式的相变和随后串并联式的长大．K_2Ti_6O_(13)晶须的生长遵守本研究提出的串并联机制,晶须轴向的生长台阶是串并联生长的直接结果．

关键词： K2Ti6O13晶须形态演化生长机理

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TiO_2薄膜结构及氧敏性研究

稀有金属材料与工程 2005年第5期34卷 709-712页

作者：徐艳姬徐明霞谢少桥李岩徐廷献天津大学天津300072

利用溶胶-凝胶技术制备了TiO2氧敏薄膜,通过氧化物掺杂和贵金属的表面修饰,在空气气氛下烧结氧敏薄膜.结果表明:600℃～800℃下处理的薄膜是以金红石为主晶相及少量锐钛矿的混合晶型,随着温度升高锐钛矿减少,900℃时锐钛矿相的峰基本消... 详细信息

利用溶胶-凝胶技术制备了TiO2氧敏薄膜,通过氧化物掺杂和贵金属的表面修饰,在空气气氛下烧结氧敏薄膜.结果表明:600℃～800℃下处理的薄膜是以金红石为主晶相及少量锐钛矿的混合晶型,随着温度升高锐钛矿减少,900℃时锐钛矿相的峰基本消失;800℃下处理的薄膜灵敏度明显高于600℃和900℃下处理的薄膜灵敏度.W,Ce氧化物掺杂促进TiO2薄膜微量氧化还原,增加催化反应活性,使薄膜的氧气灵敏度有明显提高;以Pd对W-TiO2薄膜进行表面修饰,使薄膜的阻温特性得到了明显提高.

关键词： TiO2 氧化物掺杂 Pd修饰微量氧化还原氧敏性阻温特性

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Cu-Al合金内氧化产物及分布的研究

粉末冶金技术 2004年第3期22卷 131-134页

作者：申玉田孙建忠崔春翔徐艳姬张宏标戚玉敏河北工业大学材料学院天津300130

本文利用TEM、EDS和X射线衍射研究了Cu Al合金的内氧化产物及分布 ,探讨了Al2 O3 的形成机理。结果表明 :内氧化过程中形成的Al2 O3 粒子共有α、γ、θ三种形态结构。纳米级γ Al2 O3 均匀分布在晶内Cu基体上 ,平均粒径 7nm ,间距平均 ... 详细信息

本文利用TEM、EDS和X射线衍射研究了Cu Al合金的内氧化产物及分布 ,探讨了Al2 O3 的形成机理。结果表明 :内氧化过程中形成的Al2 O3 粒子共有α、γ、θ三种形态结构。纳米级γ Al2 O3 均匀分布在晶内Cu基体上 ,平均粒径 7nm ,间距平均 30nm。大量Al2 O3 偏聚在晶界或颗粒边界上 ,这是Cu Al2 O3 复合材料具有高晶粒长宽比的原因。内氧化所得Al2 O3 的形态结构与Al、O的浓度、分布及相对扩散速率密切相关。

关键词： Cu-A1合金内氧化 TEM EDS X射线衍射氧化铝复合材料