纳米金属材料专刊2016-2018

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本辑纳米金属材料虚拟专刊集合了2016~2018年在金属学报发表的20篇文章,内容涉及纳米孪晶Cu、多晶Cu、铝合金、非晶合金、钢铁材料、永磁合金及单晶合金多种材料的微观结构、疲劳、腐蚀、力学性能、摩擦性能、磁性能、焊接机理和多层膜结构等基本反映了近年来我国纳米金属材料领域的主要成果。欢迎阅读、引用和转发!

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1. Sn3.5Ag0.5Cu纳米颗粒钎料制备及钎焊机理*
江智,田艳红,丁苏
金属学报    2016, 52 (1): 105-112.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00263
录用日期: 2015-11-13

摘要34)   HTML4)    PDF (7176KB)(345)   

采用液相法在室温下合成了直径为10 nm以下的Sn3.5Ag0.5Cu纳米颗粒, 并采用SEM, TEM, XRD及EDS表征其形貌、结构、物相及元素组成特征, 研究了不同温度和时间烧结时纳米颗粒的尺寸变化, 测试了经过不同压力钎焊后的Cu/纳米钎料/Cu的三明治结构的剪切强度. 结果表明: 10 nm以下的纳米钎料颗粒呈现颈缩团聚的趋势; 烧结温度越高, 纳米颗粒的颈缩团聚越明显, 整个过程发生越迅速; 在230 ℃可以实现钎焊, 低于传统微米尺度的Sn3.5Ag0.5Cu钎料的温度(250 ℃左右), 且钎焊界面强度受钎焊压力影响较大, 当压力为10 N时, 三明治结构的剪切强度达到最大, 为14.2 MPa. 钎焊键合过程为首先通过纳米颗粒颈缩团聚减少气孔, 随着温度的升高, 熔化的钎料与固态母材之间的溶解扩散过程形成牢固的冶金连接.

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2. 空洞对镍基单晶合金纳米压痕过程的影响*
杨彪,郑百林,胡兴健,贺鹏飞,岳珠峰
金属学报    2016, 52 (2): 129-134.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00193
录用日期: 2015-09-06

摘要24)   HTML4)    PDF (5760KB)(691)   

通过分子动力学方法, 研究了3种含相同半径、不同深度空洞的镍基单晶合金模型与理想模型纳米压痕过程的区别. 采用中心对称参数分析4种模型在不同压入深度时基体内部位错形核、长大的过程以及空洞和错配位错对纳米压痕过程的影响. 材料的压入荷载-压入深度曲线显示, 空洞最浅的模型与理想模型相差最大. 空洞对材料纳米压痕过程有2种作用, 当压入深度较浅时(h<0.375 nm), 空洞的存在会弱化材料, 而当压入深度处于0.375~0.567 nm之间时, 空洞表面的原子对位错的长大起到阻碍作用, 使得压入荷载增加; 空洞的坍塌会吸收一部分应变能, 减少γ相中层错的形成; 当空洞完全坍塌后, 位错会在空洞原始位置纠缠, 并产生大量层错, 使得压入荷载减小. γ/γ'相相界面存在空洞时, 当达到最大压入深度, 部分错配位错分解, 且被γ相表面吸收, 形成表面台阶. 处在最深位置的空洞并未对材料纳米压痕过程产生影响.

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3. 异步轧制硅钢表面纳米结构稳定性与渗硅行为*
刘刚, 李超, 马野, 张瑞君, 刘勇凯, 沙玉辉
金属学报    2016, 52 (3): 307-312.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00233
摘要36)   HTML6)    PDF (4194KB)(579)   

对3%无取向硅钢进行异步轧制以实现表面纳米化, 分别在真空和渗硅条件下进行不同参数的热处理, 研究显微组织,物相和成分的演变. 结果表明: 经过速比为1.31, 轧制道次为20, 总压下量为91%的异步轧制后, 板材表面形成了尺寸为10~20 nm, 取向呈随机分布的纳米晶; 在真空下升温, 表面纳米晶的再结晶温度明显提高; 在渗硅剂(Si粉+1% (质量分数)卤化物)中升温, 表面纳米晶的再结晶温度因外部Si原子沿着缺陷的快速扩散而进一步提高, 使得纳米晶界面能够在更高的温度下(750 ℃)发挥扩散通道作用, 促进Si原子的扩散, 并在显著地降低保温时间和(作为催化剂的)卤化物含量的同时获得致密的渗Si层.

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4. Nb-Mo微合金高强钢强化机理及其纳米级碳化物析出行为*
张正延,孙新军,雍岐龙,李昭东,王振强,王国栋
金属学报    2016, 52 (4): 410-418.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00482
录用日期: 2016-01-26

摘要38)   HTML7)    PDF (1235KB)(1115)   

采用SEM, EBSD, HRTEM和物理化学相分析等技术分别对0.1%Nb和0.1%Nb-0.19%Mo微合金低碳热轧钢进行了微观组织形貌、钢中析出相及强化机理的观测和分析. 结果表明, 与Nb钢相比, Nb-Mo钢的组织较为细小, 组织中小角度晶界密度也较高, 且Mo的添加使得Nb的析出率升高, 尺寸在10 nm以下的纳米级MC型析出相(Nb, Mo)C含量较高, 这种纳米级析出相(Nb, Mo)C具有较低的熟化速率, 不易粗化, 因此具有较高的沉淀强化增量, 这也是Nb-Mo钢强度高于Nb钢的主要原因.

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5. 纳米孪晶Cu中局部剪切应变诱导的退孪生行为*
白敬胜,卢秋虹,卢磊
金属学报    2016, 52 (4): 491-496.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00503
录用日期: 2015-12-14

摘要53)   HTML6)    PDF (994KB)(349)   

对择优取向纳米孪晶结构Cu样品进行室温轧制变形. 微观结构研究发现, 当变形压下量为15%时, 样品中出现了与轧制方向呈30o~45°方向(最大剪切应力方向)分布的退孪生带. 退孪生带中孪晶片层明显粗化, 孪晶界上出现大量Shockley位错. 塑性变形过程中较小应变时, 纳米孪晶Cu中局部退孪生机制是协调局部剪切应变的主要机制.

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6. Nd2Fe14B/α-Fe系纳米晶复合永磁合金的磁黏滞行为及其交互作用*
李维丹,谭晓华,任科智,刘洁,徐晖
金属学报    2016, 52 (5): 561-566.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00517
录用日期: 2016-02-29

摘要31)   HTML1)    PDF (747KB)(623)   

利用扫描速率法研究纳米晶复合永磁合金Nd8.5Fe76Co5Zr3B6.5Dy1, Nd9.5Fe75Co5Zr3B6.5Nb1和Nd9.5Fe75.4Co5Zr3B6.5Ga0.6的磁黏滞行为, 计算了合金的扰动场及磁交换长度, 分析了其交互作用、微观结构和磁性能之间的关系. 结果表明, 3种合金的扰动场分别为4.80, 4.87和5.09 kA/m; 磁交换长度差别不大, 分别为4.53, 4.41和4.20 nm. Nd9.5Fe75Co5Zr3B6.5Nb1合金的交互作用最强, 主要是因为合金中的晶粒尺寸细小(约为15 nm)且分布均匀. 3种合金均呈单一的硬磁特征, 其中Nd9.5Fe75.4Co5Zr3B6.5Ga0.6合金磁化反转的一致性最好, 使得其剩磁较高, 最大磁能积较大.

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7. 添加剂浓度对直流电解沉积纳米孪晶Cu微观结构的影响*
金帅,程钊,潘庆松,卢磊
金属学报    2016, 52 (8): 973-979.   doi:10.11900/0412.1961.2015.00536
录用日期: 2016-04-25

摘要41)   HTML0)    PDF (1218KB)(635)   

采用直流电解沉积技术制备出具有高密度择优取向的纳米孪晶结构块体纯Cu样品. 利用XRD, SEM和TEM等手段研究了添加剂浓度对其微观结构的影响. 结果表明, 样品由沿沉积方向生长的微米尺寸柱状晶粒构成, 晶粒内含有高密度孪晶界, 且大部分孪晶界平行于生长表面. 添加剂(明胶)浓度对纳米孪晶Cu的孪晶片层厚度有明显影响, 但对晶粒尺寸影响不大. 无添加剂时, 纯Cu样品中存在微米量级宽大孪晶片层, 当添加剂浓度从0.5 mg/L增加到5 mg/L, 孪晶片层厚度从 150 nm减小至 30 nm, 且孪晶界生长更完整. 其原因是随着添加剂浓度增加, 阴极过电位增大, 孪晶界形核率增加, 从而使孪晶片层厚度减小.

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8. 9Cr-ODS钢中纳米析出相的SAXS和TEM研究*
谢锐,吕铮,卢晨阳,李正元,丁学勇,刘春明
金属学报    2016, 52 (9): 1053-1062.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00164
录用日期: 2016-07-08

摘要51)   HTML2)    PDF (1557KB)(804)   

对球磨不同时间的雾化合金粉采用热等静压烧结方法制备9Cr-ODS钢. 利用高能同步辐射小角X射线散射(SAXS), 配合高分辨透射电镜(HRTEM), 高角环形暗场(HAADF)像和电子背散射衍射(EBSD)研究了不同球磨时间合金粉制备的9Cr-ODS钢中纳米析出相的特征及其对组织和性能的影响. SAXS和TEM实验结果表明, 9Cr-ODS钢中富Y-Ti-O纳米团簇的尺寸随着球磨时间的延长不断下降, 分布密度峰值逐渐升高, 球磨20 h样品中富Y-Ti-O纳米团簇的分布密度峰值达到2.93×1023 m-3; 烧绿石结构Y2Ti2O7相的分布密度峰值在球磨8 h样品中最高(1.03×1022 m-3); 少量大尺寸富Ti, Al和O的析出相的分布密度随着球磨时间延长而增加, 出现核壳结构. 晶粒尺寸随着球磨时间的延长而细化, 屈服强度随着球磨时间的延长而升高. 富Y-Ti-O纳米析出相对材料强度的贡献占主导地位.

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9. Cu系纳米金属多层膜微柱体的形变与损伤及其尺寸效应*
孙军, 张金钰, 吴凯, 刘刚
金属学报    2016, 52 (10): 1249-1258.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00315
录用日期: 2016-08-25

摘要34)   HTML0)    PDF (1051KB)(617)   

纳米金属多层膜材料已成为目前高性能微元器件以及互连结构的核心材料体系, 其服役过程中的变形损伤与断裂是导致系统失效的关键因素. 以本课题组近年来的研究结果为基础, 结合当前国内外有关金属多层膜微柱体塑性变形行为研究的最新进展, 阐述了金属多层膜微柱体微观结构-尺寸约束-服役性能三者之间的关联性, 揭示了金属多层膜微柱体变形模式与损伤的内在规律, 归纳了晶体/晶体与晶体/非晶两类层状结构材料加工硬化/软化行为的微观机理, 并对纳米金属多层膜研究的发展趋势进行了展望.

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10. 2A14铝合金混合表面纳米化对电化学腐蚀行为的影响*
杨建海,张玉祥,葛利玲,陈家照,张鑫
金属学报    2016, 52 (11): 1413-1422.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00102
录用日期: 2016-08-17

摘要36)   HTML2)    PDF (1752KB)(481)   

采用超音速微粒轰击(SFPB)和表面机械滚压处理(SMRT)相结合的混合表面纳米化方法, 在2A14铝合金上制备出梯度纳米结构(GNS)表层, 对比研究了原始样品和常温空气及低温液氮环境下混合表面纳米化样品在3.5%NaCl水溶液中的电化学腐蚀行为. 结果表明: 经混合表面纳米化处理后, 2A14铝合金晶粒尺寸由最表层约30 nm逐渐增大到基体的原始尺寸, 塑性变形层厚度约130 μm, 表面粗糙度Ra约为0.6 μm, 表面微小裂纹消失. 与原始样品相比, 经过SFPB处理的样品耐点蚀能力没有得到提高, 混合表面纳米化样品的耐点蚀能力得到提高, 其中常温空气环境下样品的自腐蚀电位和点蚀击破电位分别由-1.01228和-0.29666 V升高到-0.67445和0.026760 V, 耐点蚀能力最强. 分析表明, 表层晶粒尺寸纳米化、晶界显著增多、残余压应力以及表面粗糙度的改善有利于提高样品的耐点蚀性能.

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11. Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的应变率敏感性
王尧,朱晓莹,刘贵民,杜军
金属学报    2017, 53 (2): 183-191.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00358
录用日期: 2016-12-08

摘要35)   HTML0)    PDF (4995KB)(660)   

为研究调制周期和界面结构对纳米多层膜应变率敏感性的影响,采用电子束蒸发镀膜技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=4 nm,12 nm,20 nm)的Cu/Ni纳米多层膜,采用磁控溅射技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=5 nm,10 nm,20 nm)的Cu/Nb纳米多层膜。在真空条件下,对Cu/Ni纳米多层膜进行了温度分别为200和400 ℃、时间4 h的退火处理,对Cu/Nb纳米多层膜进行了温度分别为200、400和600 ℃,时间为4 h的退火处理。采用XRD和TEM表征了Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的结构,采用纳米压痕仪获取了不同加载应变率(0.005、0.01、0.05和0.2 s-1)下纳米多层膜的硬度。结果表明,应变率敏感性受到界面结构和晶粒尺寸的影响,非共格界面密度提高以及晶粒尺寸变大均可导致应变率敏感性下降。当周期变大时,Cu/Ni纳米多层膜的非共格界面密度提高,晶粒尺寸变大,应变率敏感性指数m减小;当周期变大时,Cu/Nb纳米多层膜的非共格界面密度下降,晶粒尺寸变大,m基本不变。随退火温度上升,Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜应变率敏感性大体上呈现下降趋势,这是由退火过程中非共格界面密度上升和晶粒长大共同引起的。

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12. U65Fe30Al5非晶合金的纳米压痕蠕变行为研究
徐宏扬,柯海波,黄火根,张培,张鹏国,刘天伟
金属学报    2017, 53 (7): 817-823.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00322
录用日期: 2017-04-25

摘要38)   HTML4)    PDF (2482KB)(406)   

在室温下利用纳米压痕测试技术研究了峰值载荷和加载速率对U65Fe30Al5新型非晶合金蠕变行为的影响规律。结果表明,随着峰值载荷和加载速率的增加,在相同蠕变时间内,蠕变位移呈增大趋势,但当加载速率高于特定阈值时,蠕变位移不再增大。通过蠕变经验公式拟合发现,蠕变过程的应力指数随峰值载荷的增加不断变大,但随加载速率的增加先减小后基本恒定。与常规晶态合金相比,U65Fe30Al5非晶合金具有更大的应力指数,这反映出后者内部结构中富含自由体积。

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13. Finemet型纳米晶软磁合金的双团簇特征与成分优化
耿遥祥,林鑫,羌建兵,王英敏,董闯
金属学报    2017, 53 (7): 833-841.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00546
录用日期: 2017-04-25

摘要37)   HTML4)    PDF (2903KB)(343)   

基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的“双团簇”结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成:一种为基于α-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe3Si相)的[Si-Fe14](Cu1/13Si12/13)3弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si, B)-B2(Fe, Nb)8]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si0.8B0.2)-B2Fe7.2Nb0.8]Fe+[Si-Fe14](Cu1/13Si12/13)3 (即Fe74B7.33Si15.23Nb2.67Cu0.77)非晶两晶化峰的峰间距(ΔTp=Tp2-Tp1)最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度Bs约为1.26 T,矫顽力Hc约为0.5 A/m,1 kHz下的有效磁导率μe约为8.5×105。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3的已有Finemet纳米晶合金。

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14. 焊前混合表面纳米化对2A14铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响
杨建海,张玉祥,葛利玲,程晓,陈家照,高杨
金属学报    2017, 53 (7): 842-850.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00421
录用日期: 2017-04-19

摘要36)   HTML0)    PDF (1423KB)(483)   

采用超音速微粒轰击(SFPB)和表面机械滚压处理(SMRT)相结合的混合表面纳米化(HSNC)方法在2A14铝合金表面制备出梯度纳米结构(GNS)表层,之后进行了搅拌摩擦焊(FSW)。利用OM、SEM和TEM对比研究了HSNC样品和原始样品FSW焊缝的微观组织和断裂形貌。结果表明,GNS表层以类似“S”线复杂形式分布在HSNC样品的热机影响区(TMAZ)和焊核区(NZ)中,形成了纳米层区(NLZ);原始样品显微硬度最低处和断裂位置均发生在前进侧的TMAZ,HSNC样品显微硬度最低处和断裂位置均发生在NZ;HSNC样品的抗拉强度比原始样品提高了6.4%,延伸率比原始样品提高了14.1%,两者的断裂方式均为韧性断裂,但原始样品断口形貌为非等轴韧窝和撕裂韧窝,HSNC样品断口形貌为等轴韧窝。分析表明,由于纳米晶的优异性能,NLZ在提高焊缝强度的同时提高了塑性变形能力。

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15. 碳基非晶镀层的纳米晶诱发机理及其摩擦学性能研究
董丹,蒋百灵,郭萌,杨超
金属学报    2017, 53 (7): 879-887.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00436
录用日期: 2017-04-17

摘要43)   HTML0)    PDF (1116KB)(338)   

采用磁控溅射离子镀技术制备了一组不同Cr含量的碳基离子镀层,利用XRD、SEM、TEM、XPS及Raman光谱对镀层的微观结构进行了表征,并分析了微观结构对镀层的力学性能及摩擦学性能的影响。实验结果表明:随着Cr含量的增加,碳基镀层从典型的非晶结构转变为纳米晶/非晶复合结构,sp2杂化键含量逐渐增加,sp3杂化键含量逐渐减少,并且碳基镀层的硬度和内应力均随着Cr含量的增加而呈现减小的趋势。微量的金属Cr掺杂可有效地降低镀层的摩擦系数和比磨损率。过量的Cr掺杂虽有利于sp2杂化键含量的提高,但金属相的弥散分布导致了碳基镀层摩擦系数和比磨损率的增大,摩擦学性能变差。

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16. 界面能调控熔体中纳米颗粒分布铝热合成铁基ODS合金
刘建学, 席文君, 李能, 李树杰
金属学报    2017, 53 (8): 1011-1017.   doi:10.11900/0412.1961.2016.00438
录用日期: 2017-04-17

摘要43)   HTML0)    PDF (1109KB)(720)   

利用铝热合成工艺结合快速凝固技术制备了铁基氧化物弥散强化(ODS)合金。经过优化铝热剂成分,合金熔体中不仅原位生成了α-Al2O3纳米颗粒,还发生了液相调幅分解,形成了富Fe、Cr与富Ni、Al的两相结构。因为α-Al2O3与富Ni、Al相之间的界面能较低,Al2O3纳米颗粒与富Ni、Al相结合,从而在基体中均匀分布。分析了反应熔体发生液相调幅分解的热力学可能性以及纳米颗粒在界面能和Brownian运动影响下的移动速率。实验结果表明,液相调幅分解得到的NiAl相呈球形,直径约50 nm,体积分数约50%;反应合成的α-Al2O3颗粒直径约5 nm,受界面能作用全部与NiAl相结合。计算表明,受界面能和Brownian运动影响,α-Al2O3颗粒移动速率极快,快速冷却过程中完全有时间在两相液体间完成移动和分布。测试表明,铁基ODS合金平均拉伸强度为602 MPa,延伸率为21%,大气环境中1000 ℃下氧化100 h后增重0.4 mg/cm2

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17. 微纳米尺度金属导电材料热疲劳研究进展
张广平, 陈红蕾, 罗雪梅, 张滨
金属学报    2018, 54 (3): 357-366.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00371
录用日期: 2017-12-22

摘要28)   HTML10)    PDF (3600KB)(694)   

世界已逐渐进入以物联网和智能制造为主导的工业4.0时代,特别是人工智能和大数据处理的强烈需求,微纳米尺度器件的研发制造及广泛使用的日趋活跃使得小尺度材料得到广泛关注。由于这些材料的几何尺度和微观结构尺度的约束效应,其热疲劳损伤行为与块体材料不同。同时,材料尺度由微米向纳米量级的转变也会引起损伤机制的转变,使材料表现出不同的损伤形式,产生显著的尺寸效应。本文综述了近年来国内外开展的有关金属薄膜/线的热疲劳实验方法、热疲劳损伤行为及演化和热疲劳影响因素的研究进展,探讨了微纳米尺度金属材料热疲劳的微观机制和尺寸效应,并对这一领域的研究前景进行展望。

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18. 电解液温度对直流电解沉积纳米孪晶Cu微观结构的影响
程钊, 金帅, 卢磊
金属学报    2018, 54 (3): 428-434.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00208
录用日期: 2017-11-08

摘要56)   HTML9)    PDF (2973KB)(531)   

通过控制直流电解沉积电解液温度制备出不同微观结构的块体纳米孪晶Cu样品。结果表明,当电解液温度由313 K降低至293 K,纳米孪晶Cu的平均晶粒尺寸由27.6 μm减小至2.8 μm,平均孪晶片层厚度由111 nm减小至28 nm。电化学测试表明,降低温度减缓了纳米孪晶Cu沉积的电化学过程,使阴极过电位增大,引起晶粒和孪晶的形核率增加,从而使晶粒尺寸和孪晶片层厚度同时减小。

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19. 纳米晶Ta2N涂层在模拟人体环境中的耐蚀性能研究
徐江, 鲍习科, 蒋书运
金属学报    2018, 54 (3): 443-456.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00246
录用日期: 2017-12-19

摘要32)   HTML4)    PDF (6418KB)(336)   

为了改善植入钛合金材料在人体环境中耐蚀性能,采用双阴极等离子反应溅射沉积方法,在医用Ti-6Al-4V钛合金表面制备了厚度为40 μm、平均晶粒尺寸为12.8 nm的Ta2N纳米晶涂层。采用纳米压入仪、Vikers压痕仪和划痕仪考察了Ta2N纳米晶涂层的硬度、弹性模量、韧性以及涂层与基体间的结合力。结果表明,Ta2N涂层的硬度和弹性模量分别为(32.1±1.6) GPa和(294.8±4.2) GPa,涂层与基体的结合力为56 N;在压入载荷为0.49~9.8 N下,Vikers压痕表面以及横断面均未观察到微裂纹,反映其具有较高的压痕韧性。采用动电位极化、电化学阻抗谱、恒电位极化和电容测量(Mott-Schottky)等多种电化学表征技术,对Ta2N涂层在Ringer's生理溶液中的电化学腐蚀行为进行了深入研究,并从钝化膜组成、致密性和半导体特性3个方面探讨了涂层的腐蚀防护机理。结果表明,在Ringer's生理溶液中,Ta2N涂层表面形成的钝化膜更加致密,其腐蚀抗力明显优于Ti-6Al-4V合金。XPS分析结果表明,在较低的极化电位下,Ta2N涂层的钝化膜主要由TaOxNy构成,随着外加极化电位的升高,其进一步氧化形成Ta2O5;电容测试结果表明,Ta2N涂层表面所生成的钝化膜具有n型半导体特征,其施主浓度和载流子扩散系数明显低于Ti-6Al-4V 合金表面生成的钝化膜。

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20. 基于微观结构的多晶Cu纳米压痕表面缺陷研究
赵鹏越, 郭永博, 白清顺, 张飞虎
金属学报    2018, 54 (7): 1051-1058.   doi:10.11900/0412.1961.2017.00411
录用日期: 2018-01-08

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基于多晶材料的微观拓扑结构,从多晶Cu纳米压痕中晶粒内部、晶界面、三叉晶界和顶点团等4类微观结构与缺陷结构的配位数、内应力、原子势能等方面,研究了压痕表面位错缺陷的演化机制。结果表明:当高维数的微观结构承载压应力时,与其邻近的低维数微观结构表现为拉应力,且更低维数的微观结构(顶点团)更易表现为拉应力;位错缺陷形核时其原子具有较高的内应力与原子势能,扩展时其边缘的不完全位错原子内应力高于内部堆垛层错原子内应力;位错形核与扩展和内应力的累积与释放具有相似的方向性,首先扩展至低维数的顶点团、三叉晶界,而后传递至高维数的晶界面并止于晶界面。

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