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co-cr合金及其纳米复合镀层的直流/脉冲电镀工艺与性能研究

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Co-Cr合金及其纳米复合镀层的直流/脉冲电镀工艺与性能研究

作者：崔楠齐鲁工业大学

学位级别：硕士

金属材料在实际应用中往往由于表面磨损、腐蚀等原因出现性能降低,使用寿命下降等问题。相比于等离子喷涂、高速火焰喷涂、化学气相沉积等手段,电沉积是一种简单而经济的表面处理技术。三价铬电镀作为一种环保而低成本的工艺近年来得到... 详细信息

金属材料在实际应用中往往由于表面磨损、腐蚀等原因出现性能降低,使用寿命下降等问题。相比于等离子喷涂、高速火焰喷涂、化学气相沉积等手段,电沉积是一种简单而经济的表面处理技术。三价铬电镀作为一种环保而低成本的工艺近年来得到了快速的发展,但单一的铬镀层耐磨、耐腐蚀性较差,通过向镀液中引入共镀金属(例如镍、钴)来优化镀铬层性能是一种有效的手段。钴铬合金由于其良好的耐磨损、耐腐蚀性和生物相容性在机械、化工、航空航天、汽车、医疗以及电子工业方面得到了广泛的应用。本文采用直流和脉冲电沉积方法制备了co-cr合金以及co-cr-SiO纳米复合镀层。镀液组成为:cr(SO)?6HO 140g/L,coSO·7HO 50 g/L,柠檬酸钠120g/L,甲酸钠65g/L,尿素65g/L,硼酸50g/L,KBr 50 g/L,NHCl 50 g/L,糖精0.5 g/L,十二烷基硫酸钠0.2g/L以及纳米SiO。研究了镀液成分、电沉积方式、电流密度、镀液温度、电镀液搅拌速度以及电镀时间对合金镀层成分和性能的影响。采用正交试验确定了直流及脉冲电沉积最佳工艺条件为:pH值2.5;镀液温度30℃;电镀时间45 min。电流密度为150mA/cm;搅拌速度为150r/min,脉冲电流占空比30%,脉冲电流频率1000Hz,电沉积时间为45分钟。对制备出的co-cr以及co-cr-SiO镀层进行了显微硬度、表面形貌、耐腐蚀性测试。相比于直流条件下制备的co-cr合金以及co-cr-SiO纳米复合镀层,脉冲条件下制备的镀层晶粒细化、表面致密,显微硬度由538HV和802HV分别提高到了689 HV和957HV。在3.5wt%NaCl溶液中进行的腐蚀测试表面直流co-cr合金镀层的腐蚀速率为0.0247g/cmh,脉冲co-cr合金镀层的腐蚀速率为0.0121g/cmh,脉冲镀层的腐蚀速率更低,与基材的腐蚀速率0.1088 g/cmh相比分别降低了5.5及9倍。直流和脉冲co-cr-SiO纳米复合镀层的腐蚀速率分别为0.0102g/cmh和0.0079 g/cmh;极化曲线测试表明直流和脉冲co-cr合金镀层的腐蚀电流密度为1.439×10A/cm和0.7114×10A/cm,自腐蚀电位为-0.89V和-0.86V;直流和脉冲co-cr-SiO纳米复合镀层的腐蚀电流密度为0.78×10A/cm和0.33×10A/cm,自腐蚀电位为-0.82V和-0.75V。显然,纳米粒子的引入显著提高了镀层的显微硬度和耐腐蚀性。

关键词： co-cr合金纳米复合镀层工艺条件耐腐蚀

白色念珠菌对铸钛、co-cr合金、Ni-cr合金修复体失泽腐蚀的影响

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实用口腔医学杂志 2000年第2期16卷 111-114页

作者：宋应亮徐君伍马轩祥杨巨才余建军王宝成第四军医大学口腔医院修复科 710032 第四军医大学口腔医院检验科中国科学院西安光学机械研究所

目的 :研究口腔白色念珠菌对铸钛 (Gr2 )、co- cr合金、Ni- cr合金修复体的失泽影响。方法 :将 co- cr合金、Ni- cr合金、纯钛分别铸造制备成 10 mm× 10 mm× 1mm板片 ,将每组 30片随机分空白对照组、培养基对照组、实验组各 10片。需... 详细信息

目的 :研究口腔白色念珠菌对铸钛 (Gr2 )、co- cr合金、Ni- cr合金修复体的失泽影响。方法 :将 co- cr合金、Ni- cr合金、纯钛分别铸造制备成 10 mm× 10 mm× 1mm板片 ,将每组 30片随机分空白对照组、培养基对照组、实验组各 10片。需氧环境将白色念珠菌接种到沙保罗葡萄糖琼脂培养基后 ,将试件贴附其表面每周转换传递 1次 ,共 10周。0 .5 g/ L戊二醛消灭细菌清洗 ,2周后 ,用 Minolta cr- 10 0型色度计观察。结果 :铸钛、co- cr合金、Ni- cr合金修复体的空白对照组与培养基对照组的 L*、a*、b*值无显著差异 (P>0 .0 5 )。co- cr合金修复体空白对照组和培养基对照组分别与实验组 L*、b*差别不显著 (P>0 .0 5 )。与实验组 a*差别显著 (Pcr合金修复体实验组分别与空白对照组和培养基对照组 L*、a*、b*值有明显差异 (Pco- cr合金修复体只影响绿色区域内颜色 ,对明度和黄色区域内颜色无影响。对 Ni- cr合金、铸钛修复体色泽有影响 ,引起失泽变化。

关键词：白色念珠菌 co-cr合金钛失泽腐蚀修复体牙

co-cr合金L605中碳化物析出机制的研究

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Co-Cr合金L605中碳化物析出机制的研究

第十五届中国体视学与图像分析学术会议

作者：朱孜毅孟利陈冷北京科技大学材料科学与工程学院钢铁研究总院

co-cr合金L605是一种性能优异的高温合金。由于其良好的生物兼容性和射线不可穿透性,近年来在生物医用领域得到广泛应用。本文研究了co-cr合金L605中碳化物析出的类型、机理及其对材料强度和塑性的影响。通过对时效样品进行金相、扫描... 详细信息

co-cr合金L605是一种性能优异的高温合金。由于其良好的生物兼容性和射线不可穿透性,近年来在生物医用领域得到广泛应用。本文研究了co-cr合金L605中碳化物析出的类型、机理及其对材料强度和塑性的影响。通过对时效样品进行金相、扫描电镜和透射电镜观察,实验结果表明,晶界上析出了大量的碳化物,碳化物的类型主要是一次析出碳化物MC和二次析出碳化物MC、MC。我们发现,在时效过程中一次析出碳化物MC逐渐分解并原位析出二次碳化物MC,二次析出碳化物Mc大量优先析出于孪晶和基体的三叉交界处。我们认为,一次析出碳化物MC退化分解为MC是提高L605强度的一种重要机制,二次析出碳化物MC在孪晶和基体的三叉交界处析出对提高L605塑性起着至关重要的作用。

关键词： co-cr合金 L605 碳化物析出

来源： cnki会议评论

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牙科co-cr烤瓷合金的金瓷结合性研究

特种铸造及有色合金 2011年第2期31卷 164-166,204页

作者：吴芝凯李宁四川大学制造科学与工程学院

通过对牙科co-cr烤瓷合金的XRD、SEM和EDS分析、热膨胀系数及金瓷结合强度的测定,研究了合金的成分、热膨胀系数及固态相变对其金瓷结合性的影响。试验测得co-cr合金的金瓷结合强度为40.9MPa,高于标准YY0621-2008中要求的25MPa。合金的... 详细信息

通过对牙科co-cr烤瓷合金的XRD、SEM和EDS分析、热膨胀系数及金瓷结合强度的测定,研究了合金的成分、热膨胀系数及固态相变对其金瓷结合性的影响。试验测得co-cr合金的金瓷结合强度为40.9MPa,高于标准YY0621-2008中要求的25MPa。合金的显微组织由fcc钴的固溶体、hcp钴的固溶体、岛状的金属间化合物及σ相构成。合金与陶瓷的热膨胀系数差为(0.5～0.6)×10-6/℃。烤瓷过程中,合金中fcc相向hcp相的转变以及σ相的析出,降低金瓷匹配性,增大烤瓷修复体的崩瓷、裂瓷率。

关键词：金瓷结合强度 co-cr合金热膨胀系数固态相变

co-cr、Ni-cr烤瓷合金金瓷结合性能的对比研究

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Co-Cr、Ni-Cr烤瓷合金金瓷结合性能的对比研究

钇离子注入对co-40cr(wt%)合金氧化行为的影响

第七次全国口腔修复工艺学学术交流会

作者：李宁吴芝凯四川大学制造科学与工程学院

目的:对比研究co-cr、Ni-cr两种烤瓷合金的金瓷结合性能以优化烤瓷工艺,改善合金的金瓷结合性能。材料及方法:选用CW-CC型co-cr烤瓷合金与CW-PA型Ni-cr烤瓷合金,Vita VMK95烤瓷瓷粉。按医药标准YY0621-2008的要求,制作烤瓷试件,测试两... 详细信息

目的:对比研究co-cr、Ni-cr两种烤瓷合金的金瓷结合性能以优化烤瓷工艺,改善合金的金瓷结合性能。材料及方法:选用CW-CC型co-cr烤瓷合金与CW-PA型Ni-cr烤瓷合金,Vita VMK95烤瓷瓷粉。按医药标准YY0621-2008的要求,制作烤瓷试件,测试两种合金与Vita瓷粉的金瓷结合强度;利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)观察金瓷界面的结构、形貌及成分变化;热膨胀仪测合金的升温曲线,绘制热膨胀系数随温度的变化曲线。结果:co-cr、Ni-cr合金与Vita瓷粉的金瓷结合强度值分别为38.6±4.2MPa、50.3±6.4Mpa,两者存在明显差异。co-cr合金金瓷界面的氧化膜较厚,达到了0.5μm,而Ni-cr合金约为0.2μm;co-cr合金金瓷界面的机械嵌合作用不如Ni-cr合金;co-cr、Ni-cr合金20℃～600℃的平均热膨胀系数相当,分别为14.2×10/K,14.4×10/K,但co-cr合金的热膨胀系数在500℃～600℃范围明显增大,而Ni-cr合金变化不大。结论:根据co-cr合金自身的特点,制定适合于合金的除气、喷砂以及烤瓷程序,可以大大改善合金的金瓷结合性能,减少崩瓷、裂瓷率。

关键词： co-cr合金 Ni-cr合金金瓷结合烤瓷工艺

来源： cnki会议评论

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中国腐蚀与防护学报 1999年第1期19卷 45-49页

作者：靳惠明李铁藩李美栓沈嘉年宫泽祥张秀红中科院金属腐蚀与防护研究所大连理工大学沈阳工业大学化学工程系腐蚀与防护实验室沈阳110023

研究了co－40cr（wt％）合金在空气中、1000℃下的恒温氧化和循环氧化行为。通过SEM／EDXA等测试手段，对合金表面形成的氧化膜进行了分析．并且，与合金表面离子注入3×1016Y+／cm2和3×1017Y+／cm2后的氧化行为进行了比较．结果表明... 详细信息

研究了co－40cr（wt％）合金在空气中、1000℃下的恒温氧化和循环氧化行为。通过SEM／EDXA等测试手段，对合金表面形成的氧化膜进行了分析．并且，与合金表面离子注入3×1016Y+／cm2和3×1017Y+／cm2后的氧化行为进行了比较．结果表明，注钇和未注钇样品氧化后表面形成的都是纯cr2O3膜，离子注钇明显改善了合金的氧化性能．其原因主要是稀土钇能以离子或细小氧化物颗粒的形式偏聚于cr2O3晶界，通过阻碍氧化膜中cr3＋阳离子向外扩散，降低了氧化膜的生长速率．同时，通过阻碍氧化膜／合金界面附近"kirkendall"空洞的形成，增强了氧化膜与合金基体之间的结合强度，提高了氧化膜的粘附性及合金的抗氧化性能．

关键词： co-cr合金氧化膜稀土元素效应离子注入

激光功率与扫描速度对选区激光熔化钴铬合金组织性能的影响

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表面技术 2023年第1期52卷 325-335页

作者：邓煜华黎振华姚碧波滕宝仁李颢昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650500 昆明理工大学机电工程学院昆明650500

目的明确选区激光熔化钴铬合金中激光线能量密度、激光功率和激光扫描速度对成形件组织、性能的影响,探究优化工艺参数的方法。方法基于ANSYS有限元软件模拟选区激光熔化过程中熔池尺寸的基础上,通过金相显微镜分析了熔池尺寸和显微组织... 详细信息

目的明确选区激光熔化钴铬合金中激光线能量密度、激光功率和激光扫描速度对成形件组织、性能的影响,探究优化工艺参数的方法。方法基于ANSYS有限元软件模拟选区激光熔化过程中熔池尺寸的基础上,通过金相显微镜分析了熔池尺寸和显微组织,电子背散射衍射分析了晶粒尺寸,使用力学试验机和洛氏硬度计研究了试样的力学性能。结果随着线能量密度降低,成形件的熔池尺寸、晶粒大小、冷却速度和力学性能降低。但在激光线线能量密度为0.242 J/mm的条件下,扫描速度为1200 mm/s时成形试样的致密度为98.7%,抗拉强度为867 MPa,延伸率为6.5%,其力学性能均高于扫描速度为950 mm/s时成形的试样,与线能量密度更高的0.263 J/mm成形条件下250 W+950 mm/s的成形试样力学性能相近。结论激光线能量密度是影响选区激光熔化钴铬合金熔池尺寸和组织性能的关键因素,但熔池尺寸与激光线能量密度没有线性关系。相同的线能量密度下,增加激光扫描速度,有利于获得大的熔池尺寸和冷却速度,提高成形件的致密度和降低晶粒尺寸,最终使成形件力学性能提高。

关键词： co-cr合金选区激光熔化 ANSYS有限元模拟能量密度熔池尺寸力学性能

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在45钢上等离子喷焊co-cr结合层的组织结构

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金属学报 1991年第2期27卷 A115-A120页

作者：陈汉存刘正义庄育智沈式希华南理工大学华南理工大学机械二系教授广州510641

研究了等离子喷焊co-cr合金与45钢间结合层的组织结构。结果表明,结合层由异相复合和单相(脱碳)两个亚层组成。异相复合亚层很薄,只有几个微米,它由非晶和微晶以及少量分布不均的cr-Fe复合碳化物组成,硬度较高(HV>500);脱碳亚层-单相薄... 详细信息

研究了等离子喷焊co-cr合金与45钢间结合层的组织结构。结果表明,结合层由异相复合和单相(脱碳)两个亚层组成。异相复合亚层很薄,只有几个微米,它由非晶和微晶以及少量分布不均的cr-Fe复合碳化物组成,硬度较高(HV>500);脱碳亚层-单相薄层是由于基材次表层中碳向液态金属扩散所致;喷焊特征层包括铸造技晶亚层(较厚)和细晶粒亚层。

关键词： 45钢等离子喷焊 co-cr合金结构层

应用三维有限元法分析不同基牙材料对上颌中切牙铸造陶瓷全冠碎裂的影响

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齐齐哈尔医学院学报 2005年第5期26卷 486-487页

作者：许力强靳春宁陈渝赵素萍广东省深圳市人民医院口腔医学中心吉林大学汽车工程学院 518020

目的研究三种类型和强度的基牙材料与铸造陶瓷全冠破折碎裂之间的关系。方法应用计算机建立上前牙的三维有限元模型,模拟牙本质、牙髓腔、核桩、陶瓷层等结构。分析在天然齿基牙、co-cr合金基牙及复合树脂基牙情况下,铸造陶瓷全冠瓷层... 详细信息

目的研究三种类型和强度的基牙材料与铸造陶瓷全冠破折碎裂之间的关系。方法应用计算机建立上前牙的三维有限元模型,模拟牙本质、牙髓腔、核桩、陶瓷层等结构。分析在天然齿基牙、co-cr合金基牙及复合树脂基牙情况下,铸造陶瓷全冠瓷层内部及残余牙本质的应力分布情况。结果高弹性模量的co-cr合金核桩能够降低瓷层及残余牙本质内的应力峰值,防止瓷层破折碎裂;而弹性模量与牙本质相近的复合树脂核桩降低应力峰值的作用不明显。结论对于以活髓牙为基牙的全冠修复,应尽量保存牙髓活力后进行修复;对于行根管治疗术后的无髓牙,进行核桩修复时,宜采用高弹性模量的高熔合金,尽量避免使用弹性模量较小的复合树脂核桩。

关键词：铸造陶瓷全冠三维有限元法牙材料上颌中切牙碎裂 co-cr合金三维有限元模型弹性模量复合树脂牙本质方法应用分布情况全冠修复牙髓活力根管治疗高熔合金核桩基牙上前牙计算机牙髓腔陶瓷层低应力活髓牙