
国外工艺技术集锦
倾向越显著。因此,有可能通过改变相的相组成来进行强化。
涡轮盘用合金拉伸和疲劳性能非常重要。为了使合金晶粒组织保持细小均匀(约10μm以下),固溶温度一般取相固溶温度以下的亚固溶状态。而平均晶粒度对一次"相的数量有很大的依赖性,其变化趋势不因合金不同而改变。根据实验,当
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YO27No712008
相体积比大于10%时,晶粒尺寸可充分控制在10μm 以下。本研究选定的TMW2、TMW4及TMW2+ 4Co,在亚固溶条件下都是相数量超过15%的组织,故晶粒度可以控制得很小。从高温强化的观点出发,也可以考患使固溶温度更高,以增加析出相的数量。
张小明摘译自《日本金厨学食志》
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金碱处理表面生物活性陶瓷改性
钛合金作为外科植入材料是近年研究和应用的热点,但纯钛的力学性能较差,Ti-6AI-4VELI合金含有毒性元素V,均不是理想的材料。最近,日本开发的Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)β钛合金,其弹性模量较低,可通过机械热加工控制其力学性能,在医用领域有巨大的应用前景。但该合金的生物相容性还稍有不足,直接与骨结合的生物活性很差,因此有必要对其进行表面改性处理研究。
实验材料为Φ11mm的TNTZ合金热锻棒材。将棒材在β转变温度以上的790℃下,真空固溶处理1h,加工成中10mmx2.0mm的片,分别放人浓度为3,5,10mol/L,温度为60℃的Na0H水溶液中碱处理24h和48h,再分别在400,500,600, 700℃温度下烘烤处理1h,以使表面形成的羟基磷灰石(HAP)层致密。然后将试样浸泡在37℃的模拟体液(SBF)中168~336h,研究HAP的形成能力。用SEM、能谱(EDS)、俄歌电子光谱(AES)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和Instron拉伸机对其显微组织和力学性能进行评价。
研究表明,经3mol/LNaOH碱液处理24h的试样(TNTZ),表面可看到一些由Na,O及合金化元素组成的带有微裂纹的化合物,浸泡时间增加到48h,Na和O含量增加,合金化元素含量减少;经5mol/L碱液处理的TNTZ试样,Na-O-X(X 代表合金化元素)化合物出现裂纹;在10mol/L碱液中处理24h和48h,表面形成了由氧化物(主要是TiO,)和少量的Na-O-X化合物组成的粗大裂纹。
Na-O-X化合物为网状结构,但粗大裂纹的Na-O-X化合物中没有这种网状结构。
XRD分析表明,在3mol/L碱液中处理24h,表面存在β(110)相;处理48h,表面形成了非晶态钛酸钠(NazTi,Ou或NaTicOz),只是处理24h的 TNTZ表面钛酸钠的厚度要远小于处理48h的。在5mol/L和10mol/L碱液中处理24h至48h的 TNTZ表面,其XRD图谱中约48°的位置上出现了钛酸钠(Na,TisO)的(020)衍射峰,且衍射峰的强度随时间增加而增加。XPS分析表明,固溶处理态TNTZ的氧化膜主要是由TiO,和Nb,O,组成,Ti, Nb,Ta,Zr的原子分数分别在80%,12%,3%,5%。通过AES,可以看到碱液处理前,氧化膜厚度约为10nm;处理后,得到由钛、氧和钠组成的钛酸钠与锯酸钠膜,该网状膜的厚度在400~800nm,且随NaOH的摩尔分数及浸人时间的增加而增加。钛酸钠和锟酸钠薄膜层中O和Na的量增加,HAP 的形成能力得以改善。
碱液处理的试样浸人SBF溶液中168h,并非所有试样表面都能形成HAP层,仅在试样浸人 SBF溶液中336h后才能在试样表面形成部分或完整的HAP层,而经10mol/L碱液处理的试样表面形成的HAP有部分剥离。
在5mol/L的碱液中处理48h的试样与HAP 层间的结合强度约为2MPa,仅为生物医用要求值的50%或50%以下。因此,为提高结合强度,碱处理后,必须再进行烘烤处理,便钛酸钠和锯酸致
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