唐旭
,
张磊
,
张玉勤
,
孟增东
,
刘伟
,
雷云坤
,
李蕾
,
谢辉
,
王成建
材料导报
放电等离子烧结是一种快速烧结技术,具有热压等技术无法比拟的优点.将放电等离子烧结技术应用于羟基磷灰石类生物材料,不仅可在较低温度下实现快速致密化,防止羟基磷灰石在烧结过程中分解,使晶粒细化,还有助于提高材料的力学性能.将羟基磷灰石与其他材料复合并采用放电等离子烧结可赋予材料新的特性,弥补纯羟基磷灰石材料在力学性能方面的缺陷.今后对于该技术制备羟基磷灰石类生物材料的研究应当向多孔材料方向发展,并对材料进行多角度生物学评价.
关键词:
放电等离子烧结
,
羟基磷灰石
,
生物材料
张玉杰
,
王存宇
,
刘文忠
,
曹文全
,
时捷
,
董瀚
,
张玉勤
材料热处理学报
用Gleeble-3800试验机对一种低碳CrNi3Si2MoV钢开展了热压缩30％后立即进行淬火配分(Q&P)工艺处理的试验,探讨变形温度对淬火配分钢微观组织和硬度的影响,用SEM和TEM进行微观组织表征,用XRD测量残留奥氏体体积分数.结果表明,与Q&P工艺处理的样品相比,变形后再进行Q&P工艺处理的样品存在残奥量和维氏硬度同时升高的现象,随变形温度的降低,钢的硬度逐渐升高,残奥量先增大后减小,热变形导致钢的Ms温度升高,变形温度为750℃的样品获得最大量的残留奥氏体,达到17.2％,热变形引入的位错促进C的配分,同时提高钢的强度.
关键词:
淬火配分(Q&P)
,
热变形
,
硬度
,
抗拉强度
,
马氏体
,
残留奥氏体
何正员
,
张磊
,
单文瑞
,
张玉勤
,
周荣
,
蒋业华
,
谭军
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60097-9
为了改善Ti-Nb?Zr合金的生物活性,采用放电等离子烧结(SPS)制备了Ti?35Nb?7Zr?xHA(羟基磷灰石,x=5,10,15,20,质量分数,%)复合材料.借助XRD、SEM、力学测试以及电化学测试手段研究了HA含量对复合材料显微组织、力学性能和腐蚀性能.结果表明,所有复合材料的物相主要由 β-Ti基体、α-Ti和金属?陶瓷相(CaO,CaTiO3,CaZrO3,TixPy等)组成,此外,含15%HA和20%HA的复合材料中出现了少量残余的HA;随着HA含量的增加,复合材料的抗压强度均高于1400 MPa,复合材料(5%?15%HA)的弹性模量呈较小变化趋势(46?52 GPa),更加接近人骨的弹性模量.在Hank's溶液中的电化学试验表明,HA含量为15%时,复合材料的钝化电流密度和腐蚀电流密度较低,显示了较好的腐蚀性能.因此,Ti?35Nb?7Zr?15HA复合材料可作为一种骨科植入手术中较好的替代材料.
关键词:
钛复合材料
,
放电等离子烧结
,
显微组织
,
力学性能
,
腐蚀性能
黄海广
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术(SPS)制备Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr (TNTZ)合金,研究烧结温度对合金致密度、显微组织及力学性能的影响.结果表明:在950～1150℃烧结温度范围内合金具有较高的致密度和抗压强度,合金由β-Ti相与Ti-Nb-Ta-Zr固溶体形成的混合基体组织及少量未熔化的Nb、Ta、Zr金属颗粒组成.随着烧结温度的升高,合金致密度和抗压强度呈增大趋势,合金中混合基体组织尺寸越来越大且不断融合联结,难熔金属颗粒数量越来越少且尺寸越来越小.合金压缩弹性模量在58～60 GPa之间,说明具有良好的力学相容性,烧结温度变化对其影响较小.
关键词:
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金
,
放电等离子烧结
,
烧结温度
,
显微组织
,
力学性能
谷一
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究了烧结温度对合金相对密度、显微组织及力学性能的影响.结果表明:在1000～1200℃烧结温度范围内合金具有较高的相对密度和抗压强度,合金主要由β-Ti相和Ti-Nb固溶体组成的混合基体及少量a-Ti相组成;随着烧结温度的升高,合金相对密度和抗压强度呈增大趋势,合金中a-Ti相向β-Ti相逐渐转变,同时合金中Ti-Nb固溶体含量越来越少,且尺寸减小;合金压缩弹性模量在58～61GPa之间,受烧结温度变化影响较小.
关键词:
Ti-24Nb-4Zr-SSn合金
,
放电等离子烧结
,
显微组织
,
力学性能
杜未未
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
稀有金属材料与工程
利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金,研究了烧结温度对合金致密度、显微组织及力学性能的影响.结果表明:在950～1150℃烧结温度范围内合金主要由β-Ti相和Ti-Nb-Ta-Zr固溶体组成的混合基体及少量未熔化的Nb、Ta金属颗粒组成,并且合金具有较高的致密度和抗压强度;随着烧结温度的升高,合金中混合基体组织尺寸越来越大且不断融合联结,Nb、Ta金属颗粒数量越来越少且尺寸越来越小,同时合金致密度和抗压强度呈增大趋势;所制备的合金压缩弹性模量值在50～57 GPa之间,具有良好的力学相容性,烧结温度变化对其影响较小.
关键词:
Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金
,
放电等离子烧结
,
烧结温度
,
显微组织
,
力学性能
王涛
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
稀有金属
采用放电等离子烧结技术制备了Ti-35Nb-7Zr-XCPP生物复合材料,研究了焦磷酸钙(CPP)含量对复合材料致密度、微观结构、显微组织及其力学性能(压缩强度、压缩弹性模量)的影响.结果表明:复合材料组织主要由β-Ti相基体、少量残留α-Ti相及CPP相组成,CPP含量的增加会导致复合材料中残留α-Ti相含量增加,过高的CPP加入量会使得CPP发生分解现象;复合材料具有较低的压缩弹性模量(40～62 GPa)和较高的抗压强度(1000 MPa以上),显示了良好的力学相容性,过高的CPP加入量会导致复合材料压缩弹性模量出现明显增大现象,从而对复合材料力学相容性产生不利的影响.
关键词:
Ti-35Nb-7Zr-XCPP
,
生物复合材料
,
放电等离子烧结
,
显微组织
,
力学性能
何正员
,
单文瑞
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160715.003
为改善β型Ti-Nb-Zr合金的生物活性,添加20wt%的焦磷酸钙(CPP)生物陶瓷,利用放电等离子烧结技术制备20CPP/Ti-35Nb-7Zr生物复合材料.借助XRD、SEM及力学测试方法等研究不同烧结温度(1000~1200℃)下复合材料的微观组织及力学性能,揭示其组织演变对力学性能的影响机制.结果表明: 20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料主要由β-Ti相基体、少量残留α-Ti相及金属-陶瓷相(CaTiO3、Ti2O、CaO、CaZrO3和TixPy)组成;随着烧结温度升高,复合材料中β-Ti相和金属-陶瓷相逐渐增多;金属与陶瓷之间的剧烈反应导致金属-陶瓷相的形态结构发生变化,复合材料中金属-陶瓷相从颗粒状析出物演变成连续网状组织,起到割裂基体的作用.20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料的压缩弹性模量和抗压强度随着烧结温度的升高而增大,其中压缩弹性模量从64.0 Gpa增加至71.4 Gpa,金属-陶瓷相形态结构变化起主导作用.因此,控制20CPP/Ti-Nb-Zr复合材料中金属-陶瓷相的形态结构将有利于改善其力学性能.
关键词:
金属-陶瓷复合材料
,
放电等离子烧结
,
烧结温度
,
微观组织
,
力学性能
沈雪青
,
张玉勤
,
蒋业华
,
周荣
腐蚀科学与防护技术
doi:10.11903/1002.6495.2016.042
利用放电等离子烧结技术制备了生物医用Ti-35Nb-7Zr-5Ta (Ti-Osteum)合金,采用开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了该合金在Hank’s模拟人工体液中的电化学腐蚀行为及其腐蚀机理,并与纯Ti(TAl)和Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比研究.结果表明:与TA1和TC4合金相比,SPS烧结Ti-Osteum合金在模拟人工体液中具有最小的腐蚀电流与钝化电流密度、最大的极化电阻以及接近的腐蚀电位,从而显示了良好的耐腐蚀性能,3种材料耐腐蚀性能高低依次为:Ti-Osteum＜ TC4＜ TA1;SPS烧结Ti-Osteum合金在模拟人工体液中耐腐蚀性能优异的主要原因是具有高的致密度、单相β型组织以及表面容易形成稳定的复合氧化物钝化保护膜.
关键词:
Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金
,
放电等离子烧结
,
Hank's溶液
,
电化学腐蚀行为
,
腐蚀机理
何正员
,
张玉勤
,
周荣
,
蒋业华
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.032
添加了占钛合金基体10％(质量分数)的焦磷酸钙(CPP)生物活性陶瓷粉末,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ti-35Nb-7Zr/10CPP生物复合材料,研究了其物相组成、微观组织形貌、元素分布、力学性能以及生物活性等.结果表明,该复合材料主要由β-Ti相基体、少量的α-Ti相及金属-陶瓷相(CaO、Ti2O、CaTiO3、CaZrO3、TxPy)组成;复合材料具有较低的压缩弹性模量(46 GPa)和较高的抗压强度(1 434 MPa),显示了良好的力学相容性;与Ti-35Nb-7Zr合金相比,复合材料在人工模拟体液(SBF)浸泡7d后表面生成了大量的类骨磷灰石层,显示出良好的生物活性.
关键词:
生物复合材料
,
微观组织
,
力学性能
,
生物活性
