检索结果-南通市图书馆

mg-zn-y-nd合金凝固行为及热裂敏感性研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Mg-Zn-Y-Nd合金凝固行为及热裂敏感性研究

作者：李星星沈阳工业大学

学位级别：硕士

镁合金因为具有低密度、高比强度和刚度、减震性好、可回收利用等优点,使其在汽车、航空航天等工程方面的应用越来越广泛。然而由于镁合金铸件具有薄壁、结构复杂化等特点,其热裂行为已成为镁合金商用的瓶颈之一,因此研究镁合金热裂敏... 详细信息

镁合金因为具有低密度、高比强度和刚度、减震性好、可回收利用等优点,使其在汽车、航空航天等工程方面的应用越来越广泛。然而由于镁合金铸件具有薄壁、结构复杂化等特点,其热裂行为已成为镁合金商用的瓶颈之一,因此研究镁合金热裂敏感性及热裂形成机理对于提高镁合金在实际应用中的范围具有重要意义。本文基于Clyne-Davies理论模型,分别对不同配比的zn(1.5%,2.5%,3.5%,4.5%)对mg-xzn-0.5y-0.5Zr合金、稀土元素总量不变,配比变化的mg-4.5zn-x y-ynd(x+y=6,x=0,1,3,6 wt.%)合金和仅改变nd元素含量的mg-4.5zn-1y-xnd-0.5Zr(x=0,1,2,3wt.%)系合金的热裂敏感性进行预测;采用双热电偶测试方法对3组成分合金的凝固过程特征参数进行采集,如枝晶搭接温度、初晶形核特征温度、不同凝固时间时的固相分数等;采用“T”型热裂模具测试系统,对合金的凝固收缩应力随温度(或时间)的变化曲线进行采集;采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对3组成分合金的显微组织和断口区域形貌进行观察。并结合低熔点析出相的TEM图像及相对应选区的衍射斑点分析其析出相的类型、晶格常数等,进一步结合低熔点析出相的SEM及凝固特征行为曲线对合金热裂敏感性进行表征。通过EBSD等检测手段研究了加入不同nd元素之后,晶粒细化对mg-4.5zn-1y-x nd-0.5Zr合金热裂敏感性的影响。主要通过研究晶粒细化后的显微结构、平均晶粒尺寸、平均晶粒轴比以及晶粒生长取向对mg-4.5zn-1y-xnd-0.5Zr合金热裂敏感性的影响规律。实验结果表明:mg-xzn-0.5y-0.5Zr合金的主要相组成为α-mg、W相(mgzny)及I相(mg3zn6y),随着zn含量从1.5%增加到4.5%,低熔点析出相含量明显增多,提高了枝晶间残余液相的补缩能力,有效的防止了裂纹的萌生和扩展,当zn含量较低时,液膜理论和凝固收缩补偿理论是诠释热裂纹萌生的主要理论基础。随着zn含量的增加,残余液相的充分补偿,桥接理论是热裂形成的主要机理。此系合金热裂敏感性由大到小顺序为mg-1.5zn-0.5y-0.5Zr、mg-2.5zn-0.5y-0.5Zr、mg-3.5zn-0.5y-0.5Zr、mg-4.5zn-0.5y-0.5Zr。当合金中(y+nd)的总含量恒定(6wt%)时,mg-4.5zn-x y-ynd合金的热裂敏感性大小随y和nd的相对含量而变化。从高到低的顺序是mg-4.5zn-3y-3nd、mg-4.5zn-1y-5nd、mg-4.5zn-6nd和mg-4.5zn-6y。此外低熔点析出相对mg-4.5zn-x y-ynd合金的热裂倾向性有重要影响。mg-4.5zn-3y-3nd合金,mg-4.5zn-1y-5nd合金,mg-4.5zn-6nd合金和mg-4.5zn-6y合金中第二相的潜热峰和析出温度依次升高,这不仅提高了枝晶间残留液相的补偿能力,而且提高了枝晶间的局部温度,从而降低了凝固过程中所产生的收缩应力,进而降低了合金的热裂敏感性。根据合金热裂时所对应的温度及固相分数,其热裂主要发生在合金凝固过程的中后期,而枝晶间的残余液相及其α-mg结晶行为对热裂的影响很大。具有共晶成分进给的残余液相和高温下沉淀析出的第二相,连贯延续到基体可以有效地钉扎晶界并抑制热裂纹的萌生与扩展。对于mg-4.5zn-1y-xnd-0.5Zr系合金,随着nd含量从0依次增加到3wt%,mg-4.5zn-1y-xnd-0.5Zr(x=0,1,2,3 wt%)合金的热裂敏感性先降低后升高,在nd含量为2wt%时达到最小值。此外,α-mg的结晶行为对晶间残余液相补偿通道的形成有很大影响,通过热分析参数实验结果进行表征,例如宏观尺度上的树枝状相干温度,以及微观尺度下的晶粒尺寸及其轴比。低熔点共晶组织在晶界处的析出行为对凝固脆性区的残余液相进给和抵抗热裂纹的萌生与扩展有重要影响。残余液相越丰富,裂纹萌生就越困难,析出温度越高,对晶界的桥接作用越大,发生热裂的可能性就越小。对于mg-4.5zn-1y-2nd-0.5Zr合金,细而均匀的α-mg晶粒具有平滑的进给补偿通道。晶界处的残余液相可以完全对凝固引起的收缩进行及时的补偿。此外,W相的析出温度高,且析出相与基体具有一定的晶体学位向关系,有效的降低了合金的热裂敏感性。

关键词： mg-zn-y-nd合金热裂敏感性凝固收缩应力低熔点析出相

搅拌摩擦加工对mg-zn-y-nd合金厚板组织与性能的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

航空材料学报 2019年第1期39卷 9-16页

作者：徐雪雪朱世杰王青王利国孙玉峰关绍康郑州大学材料科学与工程学院河南省先进镁合金重点实验室郑州450000

为了获得组织分布均匀且综合性能好的较大改性区,对mg-zn-y-nd合金厚板进行单面和双面搅拌摩擦加工,并对其组织和性能进行研究。结果表明:经搅拌摩擦加工后合金的微观组织均得到了显著细化,单面和双面搅拌摩擦加工后合金搅拌区的上部、... 详细信息

为了获得组织分布均匀且综合性能好的较大改性区,对mg-zn-y-nd合金厚板进行单面和双面搅拌摩擦加工,并对其组织和性能进行研究。结果表明:经搅拌摩擦加工后合金的微观组织均得到了显著细化,单面和双面搅拌摩擦加工后合金搅拌区的上部、中部和下部样品的平均晶粒尺寸依次分别为4.45μm、5.08μm、5.30μm和3.93μm、3.20μm、3.19μm;相比于均匀化退火态合金和单面搅拌摩擦加工态合金,双面搅拌摩擦加工态合金的组织分布更加均匀和细小,其下层搅拌区的抗拉强度和伸长率最高,分别为283.3 MPa和23.9%,且耐腐蚀性能最好,腐蚀方式由点蚀变为均匀腐蚀。

关键词： mg-zn-y-nd合金厚板搅拌摩擦加工微观组织力学性能耐腐蚀性能

医用mg-zn-y-nd合金微细管材的制备及组织性能研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

郑州大学学报（工学版） 2021年第2期42卷 93-97页

作者：李伟庆朱世杰孙玉峰关绍康郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

通过二次热挤压、冷拉拔以及退火等方法制备外径2.46 mm、壁厚0.14 mm的mg-zn-y-nd合金微细管材。采用OM、SEM、EBSD以及拉伸试验对微细管材的显微组织、尺寸误差、表面粗糙度以及力学性能进行分析。结果表明:微细管材的外径误差、内径... 详细信息

通过二次热挤压、冷拉拔以及退火等方法制备外径2.46 mm、壁厚0.14 mm的mg-zn-y-nd合金微细管材。采用OM、SEM、EBSD以及拉伸试验对微细管材的显微组织、尺寸误差、表面粗糙度以及力学性能进行分析。结果表明:微细管材的外径误差、内径误差以及壁厚误差分别为0.51%、0.32%、3.35%。冷拉拔微细管材的屈服强度为342 MPa,抗拉强度为350 MPa,延伸率为0.5%。经退火处理后,微细管材发生静态再结晶,造成晶粒细化、织构弱化以及第二相颗粒的弥散分布,其综合力学性能得到显著改善。退火态微细管材的断口表现出典型的韧性断裂特征,其屈服强度、抗拉强度以及延伸率分别为246 MPa、306 MPa、18.0%。

关键词： mg-zn-y-nd合金微细管材热挤压显微组织表面粗糙度

生物用席夫碱的制备及其对mg-zn-y-nd合金腐蚀行为的影响

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

生物用席夫碱的制备及其对Mg-Zn-Y-Nd合金腐蚀行为的影响

作者：马良郑州大学

学位级别：硕士

目前,冠心病已成为全球死亡率最高的疾病之一,由此对血管支架的需求不断增大。医用镁合金作为一种新型血管支架材料,在力学性能、可降解性和生物相容性三个方面具有突出的优势。镁合金血管支架植入人体后不仅可以支撑血管,还具有抗凝血... 详细信息

目前,冠心病已成为全球死亡率最高的疾病之一,由此对血管支架的需求不断增大。医用镁合金作为一种新型血管支架材料,在力学性能、可降解性和生物相容性三个方面具有突出的优势。镁合金血管支架植入人体后不仅可以支撑血管,还具有抗凝血和抗溶血的作用。由于其最后完全降解被人体吸收,大大降低了发生炎症和形成血栓的可能,因此生物医用镁合金越来越引起人们的关注。不过,镁合金由于活性高,腐蚀速率过快,容易在服役过程中过早失效,丧失其可用性,不仅如此,镁合金本身腐蚀不均匀,局部过快的腐蚀会形成薄弱点,大幅减少了支架的服役时间,阻碍了其大规模的临床应用。本文针对血管支架用mg-zn-y-nd合金耐腐蚀性差,制备出三种席夫碱化合物,用红外光谱对其分子结构进行了表征。通过静态失重实验、电感耦合等离子体发射光谱、电化学测试并结合表面分析方法对三种席夫碱的缓蚀行为和缓蚀机理进行了深入的研究。以丹皮酚和三种氨基酸(酪氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸)为原料,采用缩合法成功制备出三种席夫碱化合物:酪氨酸席夫碱(PCTyr)、苯丙氨酸席夫碱(PCPhe)和半胱氨酸席夫碱(PCCys),产率分别为85.2%、73.4%和72.9%。对三种席夫碱的细胞相容性进行研究,分析其对内皮细胞毒性的影响。分别研究了三种席夫碱作为缓蚀剂在0.9 wt.%Na Cl生理盐水和模拟体液中对mg-zn-y-nd合金的缓蚀行为。静态失重实验和电化学测试结果表明,三种席夫碱缓蚀剂均属于阳极缓蚀剂,能有效的抑制阳极溶解和阴极析氢过程,为mg-zn-y-nd合金提供较好的保护作用。扫描电镜结果表明席夫碱缓蚀剂的添加使镁合金腐蚀更均匀。PCTyr、PCPhe和PCCys缓蚀剂分别在3×10mol/L、1×10mol/L和1×10mol/L浓度下具有最大缓蚀效率(生理盐水);分别在1×10mol/L、1×10mol/L和1×10mol/L浓度下具有最大缓蚀效率(模拟体液)。针对席夫碱缓蚀剂在两种腐蚀溶液中存在的差异,通过静态失重实验对不同介质的调控发现HCO、Tris和HPO是影响三种席夫碱在模拟体液中缓蚀性能的主要原因。研究了三种席夫碱在0.9 wt.%Na Cl生理盐水和模拟体液中对mg-zn-y-nd合金的缓蚀机理。结果表明,席夫碱在0.9 wt.%Na Cl生理盐水和模拟体液中的缓蚀机理一致。能量色散X射线谱、红外光谱和X射线光电子能谱分析结果证明镁合金表面有镁-席夫碱化合物的生成。席夫碱缓蚀剂分子能与镁合金降解释放的镁离子发生络合作用,在苯环的基础上生成一个新的六元环,即生成了镁-席夫碱的络合物。络合物掺杂氢氧化镁在镁合金表面形成了致密的膜层,从而阻碍了腐蚀介质通过膜层到达基体,降低了镁合金的腐蚀速率。

关键词： mg-zn-y-nd合金血管支架缓蚀剂席夫碱缓蚀机理

可降解血管支架mg-zn-y-nd合金表面HA/PEI纳米颗粒复合涂层制备及功能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

可降解血管支架Mg-Zn-Y-Nd合金表面HA/PEI纳米颗粒复合涂层制备及...

作者：王烁郑州大学

学位级别：硕士

生物可降解镁合金作为新一代的血管支架材料备受关注,但是镁合金过快的降解性和缺乏相应的生物功能等问题还亟需解决。为了解决镁合金存在的问题,本文采用表面改性的方法,将制备的透明质酸(HA)/聚乙烯亚胺(PEI)纳米颗粒固定在氟化处理... 详细信息

生物可降解镁合金作为新一代的血管支架材料备受关注,但是镁合金过快的降解性和缺乏相应的生物功能等问题还亟需解决。为了解决镁合金存在的问题,本文采用表面改性的方法,将制备的透明质酸(HA)/聚乙烯亚胺(PEI)纳米颗粒固定在氟化处理和多巴胺沉积后的mg-zn-y-nd合金表面,通过制备氟化镁(mg F)-聚多巴胺(PDA)-HA/PEI纳米颗粒复合涂层来改善mg-zn-y-nd合金的降解性和生物功能。论文主要内容如下:在本文中,通过动态光散射(DLS)测量HA/PEI纳米颗粒的平均粒径、颗粒分散指数(PDI)和zeta电位并进行筛选,最终选用HA分子量为4 k Da,HA浓度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/m L,PEI分子量为10 k Da,PEI浓度为0.5mg/m L的5种HA/PEI纳米颗粒用于涂层制备,并用透射电子显微镜(TEM)观察5种纳米颗粒在溶液中的形貌。将mg-zn-y-nd合金氟化处理的样品标记为HF,氟化处理后多巴胺沉积的样品标记为HP,在HP上固定HA/PEI纳米颗粒后的样品标记为NP,5种HA浓度的纳米颗粒固定后的样品分别标记为NP0.5、NP1.0、NP1.5、NP2.0和NP2.5。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、水接触角仪、三维形貌测量仪等一系列材料学表征方法对样品进行表征,相关结果表明HA/PEI纳米颗粒成功固定在HP样品表面,NP组样品具有良好的润湿性。电化学测试和浸泡实验结果表明NP组样品与mg-zn-y-nd合金相比,能够显著改善了样品的抗降解性,NP组中NP1.5和NP2.5抗降解性最佳。溶血率实验、血小板粘附与激活实验、纤维蛋白原粘附与变性实验等测试结果表明NP组样品有效抑制了血小板的粘附和激活,显著改善了样品的血液相容性,NP2.5的效果最佳。内皮细胞静态培养实验、平滑肌细胞静态培养实验、巨噬细胞静态培养实验结果表明NP组样品能够促进内皮细胞的增殖和功能因子(一氧化氮)释放,抑制病理型平滑肌细胞的增殖和抑制巨噬细胞的粘附,具有促内皮、抗增生和抗炎症的效果,显著提高了样品的细胞相容性,NP1.5和NP2.5的效果最佳。综上,HA/PEI纳米颗粒复合涂层可以实现抗降解、抗凝血、抗增生、抗炎症和促内皮的效果,显著改善mg-zn-y-nd合金的相关性能,并筛选出NP1.5和NP2.5样品的综合性能最佳。

关键词： mg-zn-y-nd合金纳米颗粒透明质酸复合涂层生物相容性

挤压工艺对血管支架用mg-zn-y-nd合金组织和性能的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

挤压工艺对血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金组织和性能的影响

作者：吴琼郑州大学

学位级别：硕士

本文通过正挤压工艺和往复挤压工艺对铸态mg-zn-y-nd合金进行加工,采用OM、XRD、SEM＆EDS、拉伸实验、电化学实验、失重分析等测试手段,研究了正挤压温度、挤压比及往复挤压道次对mg-zn-y-nd合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并... 详细信息

本文通过正挤压工艺和往复挤压工艺对铸态mg-zn-y-nd合金进行加工,采用OM、XRD、SEM＆EDS、拉伸实验、电化学实验、失重分析等测试手段,研究了正挤压温度、挤压比及往复挤压道次对mg-zn-y-nd合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并探讨往复挤压工艺参数对合金组织和性能的影响机理,为mg-zn-y-nd合金应用于血管支架材料的加工方法提供了依据。研究结果表明：正挤压工艺加工的合金,由于发生不完全动态再结晶,显微组织不均匀,第二相颗粒尺寸大小不一,形貌多呈短杆状分布在晶界处,具体的显微组织特征随挤压工艺参数不同而有所差异。在相同挤压比条件下,随着正挤压温度的升高,晶粒尺寸逐渐长大,在挤压比为56的条件下,当正挤压温度为270℃时,晶粒尺寸为5～8μm,320℃时合金的晶粒尺寸为10～13μm,当正挤压温度达到370℃时,合金的晶粒尺寸为15～20μm;第二相颗粒尺寸略有长大,体积分数逐渐减小。在相同挤压温度条件下,不同挤压比对应合金的晶粒大小有所不同,随着挤压比的增加,合金的晶粒尺寸略有减小,但是变化不大,当挤压比增加到一定数值后,晶粒尺寸变化不再明显。 mg-zn-y-nd合金经过往复挤压后,随着往复挤压道次的增加,合金的显微组织逐渐趋于均匀,晶粒尺寸逐渐减小,纳米级第二相颗粒均匀分布在晶粒内部;其中,往复挤压1道次合金的显微组织不均匀,细晶粒尺寸约1～3μm,粗晶粒尺寸约4～7μm;而经过2道次和4道次往复挤压后的合金,其晶粒尺寸约1μm,明显细化,显微组织为均匀的等轴晶组织;第二相发生明显破碎,沿着晶界呈断续状分布,同时,有些第二相形成团簇状分布,固溶析出的纳米级颗粒均匀分布在晶粒内部,这些第二相的尺寸约为200nm。力学性能测试结果表明：在正挤压工艺条件下,当正挤压温度为320℃、挤压比为36时,合金的综合力学性能较好,抗拉强度值为268MPa,屈服强度值为212MPa,伸长率为34.5%;在往复挤压工艺条件下,经过2道次挤压的合金,其力学性能较好,合金的抗拉强度为316MPa,屈服强度值为238MPa,伸长率为30.7%;与铸态合金的力学性能（抗拉强度209MPa,屈服强度105MPa,伸长率8%）相比,经过正挤压和往复挤压工艺加工的合金,力学性能都得到了明显的改善,满足其作为血管支架材料的性能要求。电化学实验结果表明：在相同挤压比的条件下,随着正挤压温度的升高,合金的白腐蚀电位逐渐升高,腐蚀电流密度随之降低;当正挤压温度为370℃条件下,在挤压比为56时,合金有较好的电化学腐蚀性能,自腐蚀电位为-1.705V,腐蚀电流密度为1.375e-5A·cm-2;不同道次往复挤压工艺加工的合金,随着往复挤压道次的增加,合金的腐蚀电位值逐渐增高,往复挤压4道次合金的电化学腐蚀性能较好,腐蚀电位为-1.723V,腐蚀电流密度为5.775e-5A·cm-2。结果表明往复挤压4道次合金的腐蚀电位虽然与挤压态合金相比数值要低,但是腐蚀电流密度与挤压态相比降低了一个数量级,因此往复挤压工艺加工的合金耐腐蚀性能要高于挤压态合金。失重分析结果表明：经过往复挤压工艺加工的mg-zn-y-nd合金在模拟体液中浸泡24h后,表面腐蚀形貌呈现均匀腐蚀特征,这是由于往复挤压后合金的晶粒组织细化、晶界处形成大的网格状第二相以及纳米相均匀分布在晶粒内部所致;而在相同的浸泡时间内,铸态合金和正挤压工艺加工的合金都表现出不同程度的点蚀现象。因此,往复挤压工艺为镁合金用于血管支架的制备提供了可行的方法。

关键词：挤压温度挤压比往复挤压 mg-zn-y-nd合金血管支架

可降解血管支架用mg-zn-y-nd合金组织及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

可降解血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金组织及性能研究

作者：王俊郑州大学

学位级别：硕士

目前商业用镁合金作为血管支架材料不能完全满足耐蚀性能和力学性能的要求。因此,开发出一种具有优异的耐蚀性能和力学性能的生物镁合金是可降解镁合金支架应用于临床亟待解决的关键问题。本文针对镁合金血管支架的基本性能要求,开发出... 详细信息

目前商业用镁合金作为血管支架材料不能完全满足耐蚀性能和力学性能的要求。因此,开发出一种具有优异的耐蚀性能和力学性能的生物镁合金是可降解镁合金支架应用于临床亟待解决的关键问题。本文针对镁合金血管支架的基本性能要求,开发出了一种新型血管支架用mg-zn-y-nd合金,该合金主要设计思路为：mg-zn-y合金在zn/y原子比为6：1时,在适当凝固速度下,会出现准晶I相。准晶相由于具有很高的腐蚀抗力、较低的腐蚀电位和低界面能,有利于提高镁合金的耐蚀性能;但由于准晶相本身具有本质脆性,故引入镁合金强韧化元素nd,以提高合金的塑性。此外,分别对mg-zn-y-nd合金采用普通凝固、亚快速凝固和挤压三种不同工艺进行研究,并利用OM、XRD、SEM&EDS、拉伸、电化学等分析测试手段,分析不同成分、不同制备工艺mg-zn-y-nd合金的显微组织、腐蚀和力学性能,对推动可降解镁合金支架的临床应用具有重要意义。研究结果表明：随着zn、y含量增加,合金组织中的晶粒由粗大→细化→较粗大,第二相数量由多→少→多,第二相的弥散度也由连续→弥散→半连续;随着nd含量增加,合金中第二相数量逐渐增加,弥散度也呈连续→弥散→半连续趋势。同时,凝固速度对准晶相形成有较大影响。通过对mg-2zn-0.46y-0.5nd合金分别进行不同制备工艺,发现经亚快速凝固之后,其组织平均晶粒大小由700μm细化至15μm,相组成由α-mg+nd3zn11变为α-mg+mg41nd5+mg3yzn6,说明mg-2zn-0.46y-0.5nd合金在约200K/S的亚快速凝固速度下能满足准晶I相的生成条件,而同种成分在普通凝固态和挤压态并没有准晶相的出现。电化学腐蚀分析试验表明：在普通凝固条件下,mg-1zn-0.23y-0.5nd和mg-3zn-0.69y-0.5nd合金的自腐蚀电位分别为-1.80V和-1.79V,腐蚀电流密度分别为4.36×10-4A·cm-2和3.13×10-4A·cm-2,而mg-2zn-0.46y-0.5nd合金的自腐蚀电位为-1.76V,腐蚀电流密度为5.30×10-5A·cm-2,较之mg-1zn-0.23y-0.5nd和mg-3zn-0.69y-0.5nd合金自腐蚀电位有所提高,腐蚀电流密度降低;经过亚快速凝固之后,mg-2zn-0.46y-0.5nd合金的自腐蚀电位降至-1.57V,较之普通凝固态提高了190mv,腐蚀电流密度为2.62×10-5A·cm-2,较之普通凝固态明显降低,耐蚀性能提高;平衡电位亦由普通凝固态的-1.80V提高至-1.57V,合金的腐蚀稳定性得到了提高;在320℃、挤压比为17.4的挤压工艺之后,mg-2zn-0.46y-0.5nd合金的平均晶粒由普通凝固态的700gm降至3μm,但由于挤压应力及组织的不均匀性,电化学腐蚀分析显示,挤压之后的合金耐腐蚀性能并没有得到提高。研究还发现,在同种制备工艺条件下,mg-2zn-0.46y-0.5nd和mg-2zn-0.46y-0.5nd合金的耐蚀性能优于WE43合金。失重分析结果与此测试结果是一致的。为了使腐蚀性能测试更接近血管支架的应用环境,自行设计了动态循环装置,在动态循环SBF中测试各合金的耐腐蚀性能,测试结果表明：较之静态SBF中,同种合金在动态循环SBF中的自腐蚀电位较之静态提高了约80mv,腐蚀电流密度亦降低,具有更好的耐蚀性能,这主要与动静态SBF中的离子浓度不同所致。不同制备工艺mg-2zn-0.46y-0.5nd合金在SBF中经过12h腐蚀后发现：亚快速凝固态合金属于均匀腐蚀,其均匀细小的晶粒及基体中弥散分布的准晶相有利于合金的均匀腐蚀和合金耐腐蚀性能的提高,而普通凝固态和挤压态合金表面都出现了不同程度的点蚀。力学性能测试结果表明：挤压态mg-2zn-0.46y-0.5nd合金的抗拉强度为292.6MPa,屈服强度为168.2MPa,延伸率为21.1%,较之普通凝固态分别提高了133.3%、27.4%和160.0%。这是由于挤压之后合金的晶粒得到大幅度细化,第二相颗粒细小弥散分布于基体,提高了合金的综合力学性能,也满足了其作为血管支架材料的性能要求。

关键词：血管支架材料 mg-zn-y-nd合金显微组织动态SBF腐蚀性能力学性能

阶梯铜模制备mg-zn-y-nd合金的微观组织和变形机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

阶梯铜模制备Mg-Zn-Y-Nd合金的微观组织和变形机理研究

作者：龚振伟郑州大学

学位级别：硕士

近年来,生物医用镁合金由于其良好的生物降解性、相容性以及适配的综合力学性能等成为人们关注的焦点。虽然镁合金作为医用材料有诸多优点,但也存在不足之处。例如,由于镁合金过快的降解速度和较低的塑性,使其不能完全满足生物医用的性... 详细信息

近年来,生物医用镁合金由于其良好的生物降解性、相容性以及适配的综合力学性能等成为人们关注的焦点。虽然镁合金作为医用材料有诸多优点,但也存在不足之处。例如,由于镁合金过快的降解速度和较低的塑性,使其不能完全满足生物医用的性能要求。因此,提高镁合金的塑性依旧是当前的一大研究热点。本文通过阶梯铜模铸造法制备不同冷却速率的血管支架用mg-zn-y-nd镁合金棒材,探究了在不同冷却速率下合金试样的微观组织和力学性能之间的关系以及不同变形量下的微观组织演变规律,并揭示了镁合金的变形机理。课题对高塑性血管支架用镁合金的研发以及变形机制的研究具有一定的指导和借鉴意义。对铸态mg-zn-y-nd合金试样的微观组织结果表明:试样的冷却速率随着铜模直径的增加而逐渐降低。φ2 mm、φ4 mm、φ6 mm和φ8 mm试样的平均晶粒尺寸分别为10μm、33μm,58μm、78μm。对第二相分析得知,φ2 mm样品除α-mg外,还包括球状T相,棒状准晶相,条状mgzn相和骨架状W’相。随着冷却速率的降低,晶粒尺寸增加并且第二相变粗。在φ4 mm试样中,W相开始出现。在φ6 mm和φ8 mm试样中,I相和W’相消失,W相大量出现并趋于形成网状结构。对铸态mg-zn-y-nd合金试样进行室温压缩结果表明:φ2 mm试样具有最好的力学性能,其抗压强度和延伸率分别达到了384 MPa和30%。对变形试样微观结构的研究表明:非基面位错在变形后期被激活,使得φ2 mm试样具有较高的极限抗压强度和延伸率。而随着冷却速率的降低,合金试样的极限抗压强度和延伸率明显降低。合金的力学性能与微观结构相关,随着冷却速率的提高,大量合金元素固溶在基体中,第二相的体积分数明显降低,较高的冷却速率使得晶粒得到了明显的细化。因此,φ2 mm试样塑性良好的原因主要归于两个方面:第一,较高的冷却速率使得晶粒细化,并促进了位错的激活和滑移;第二,少量均匀分布的第二相有利于塑性的提高。对固溶态φ4 mm mg-zn-y-nd合金试样的微观组织结果表明:固溶处理后试样的平均晶粒尺寸约为53.44μm;对第二相分析得知,只有少量的颗粒状W相出现在基体中。对固溶态合金试样进行了压缩实验,并探究了不同应变量下样品的微观组织演变规律和变形机理。结果表明:固溶态试样的屈服强度、极限抗压强度以及延伸率分别为50 MPa、310 MPa和30%。在变形初期(5%),基面滑移和孪生主导试样的变形,在基面位错进行滑移的同时,基体产生大量的{1012}孪晶以缓解应力的集中。在变形后期(20%),二次孪晶以及位错主导试样的变形,大量的基面位错相互缠结,这些位错的存在使得粗大的晶粒分割成若干小角度亚晶。相反的,{1012}孪晶数量降低,二次和三次孪晶开始出现。二次和三次孪晶的出现调节了c轴应变,使晶粒更加趋于均匀变形。此外,I1层错能的降低促进了位错大量形核。在变形后期,位错被大量激活,甚至出现了交滑移现象。位错的开动提供了更多的滑移系,满足了塑性变形的条件。

关键词： mg-zn-y-nd合金微观组织力学性能塑性变形机理

热挤压对医用mg-zn-y-nd合金力学性能和耐腐蚀性能影响的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

热挤压对医用Mg-Zn-Y-Nd合金力学性能和耐腐蚀性能影响的研究

作者：陈奕澎江苏科技大学

学位级别：硕士

镁合金具有优异的生物相容性和可降解性,成为新一代全降解人体植入器械的最佳候选材料,然而,由于镁合金力学性能不足、在人体中的降解速率过快,使其在临床上的应用受到限制。通过调整合金元素,并采用多道次热挤压的加工工艺可以优化镁... 详细信息

镁合金具有优异的生物相容性和可降解性,成为新一代全降解人体植入器械的最佳候选材料,然而,由于镁合金力学性能不足、在人体中的降解速率过快,使其在临床上的应用受到限制。通过调整合金元素,并采用多道次热挤压的加工工艺可以优化镁合金的力学性能和耐腐蚀性能,因此,本文系统地研究了在经过一道次和二道次热挤压后,不同y元素含量的mg-4zn-0.8y-0.5nd、mg-4zn-0.5y-0.5nd两种合金微观组织的变化,以及热挤压对合金力学性能和耐腐蚀性能的影响,并对不同热挤压道次下mg-zn-y-nd合金的腐蚀行为和相关机理进行阐释。铸态的mg-zn-y-nd合金由α-mg基体和沿晶界分布的连续骨架状W相组成。经一道次热挤压后,合金发生不完全动态再结晶,mg-zn-y-nd合金由细小的等轴状动态再结晶晶粒、长条状的原始晶粒以及沿挤压方向呈线型分布的W相组成。经过二道次热挤压后,合金发生完全动态再结晶,微观组织得到进一步细化,由细小的等轴状动态再结晶晶粒和弥散分布的W相组成。对于力学性能,二次挤压态mg-4zn-0.8y-0.5nd合金的屈服强度提升至293.7MPa、抗拉强度提升至309.4MPa;二次挤压态mg-4zn-0.5y-0.5nd合金的屈服强度提升至285.3MPa、抗拉强度提升至304.7MPa,随热挤压道次的增加,合金的显微硬度也呈上升的趋势。对于耐腐蚀性能,在Hank’s溶液和高糖培养基溶液中,mg-zn-y-nd合金的腐蚀行为均以α-mg与W相之间产生的电偶腐蚀为主,腐蚀生成致密连续的mg(OH)膜,能够有效隔绝合金与溶液的接触而降低腐蚀速率至0.8 mm/year(Hank’s溶液)、0.01 mm/year(高糖培养基溶液),但溶液中的Cl会与mg(OH)反应生成可溶的mgCl从而使腐蚀再次发生。对比两种溶液,由于高糖培养基溶液中Cl含量较少,故合金表面mg(OH)膜的保护作用更为持久。腐蚀后期,由于两种溶液中均存在HPO、HPO、Ca等离子,与mgCl进一步反应生成腐蚀产物(Ca,mg)(PO)和Ca(PO)(OH),呈颗粒状附着于破裂的mg(OH)膜上。随热挤压道次的增加,合金中的晶粒、W相得到不断的细化,有效提升合金的强度、硬度,并起到缓解电偶腐蚀的作用。由于动态再结晶率的不断提升,合金的晶体缺陷减少,使合金的力学性能和耐腐蚀性能得到改善。

关键词： mg-zn-y-nd合金多道次热挤压微观组织力学性能耐腐蚀性能