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SiO2基激光淬火增吸收涂剂的应用效果

李刚 , 张明 , 刘云婷 , 张井波

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.10.010

目的:提高激光表面淬火中金属对激光的吸收效率。方法在65 Mn钢基体表面分别预涂纯SiO2骨料涂剂(1#)、SiO2/Al2O3质量比为11:3的涂剂(2#)及市购某涂剂(3#),采用横流CO2激光加工机进行表面激光淬火处理。对淬火前后的水温值、改性层深度及宽度进行测试,对表面改性层组织及耐磨、耐蚀性能进行表征。结果淬火后,硬化区组织为针状马氏体+少量残余奥氏体;过渡区组织为半马氏体+珠光体+铁素体。涂1#和2#涂剂的试样水温变化量最大,△t=22.9℃。涂1#涂剂的改性层硬度最大,可达到1171.5HV,并且其耐蚀性能最佳,自腐蚀电流密度为112.2μA/cm2。涂2#涂剂的改性层层深及宽度均最大,分别为1.139,7.2 mm,并且其耐磨性最佳,磨损率为2.108 mg/mm2。结论 SiO2可作为激光表面淬火增吸收涂剂的骨料,加入适量的Al2 O3可提高涂剂对激光的吸收效果。

关键词: 激光技术 , 增吸收涂剂 , SiO2 骨料 , 改性层 , 水温变化 , 组织 , 性能

激光诱导自蔓延烧结Al80-(Fe-Cr)20合金组织及性能研究

李刚 , 张井波 , 张明 , 刘云婷 , 安亚君

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.022

将铝粉和高碳铬铁粉末按80∶20原子比混合压制成坯,并对压坯进行激光诱导自蔓延烧结,利用金相显微镜、X射线衍射仪等设备,表征烧结合金显微组织及物相结构;采用硬度计、磨粒磨损机及电化学腐蚀仪等,表征烧结合金宏观性能.研究合金表层区、中层区和底层区组织及性能变化规律.结果表明:烧结合金物相主要有α-Al、Fe2AlCr、Al13Cr2、Al13Fe4及Al2O3等,且烧结合金中层区富Al相Al13Cr2和Al13Fe4的含量最多,α-Al相含量最少.烧结合金中层区显微组织最细小均匀;硬度值最高,为817.5HV;磨损率最低,为0.08 mg/mm2;耐蚀性能最好,钝化电流最小,为115.8μA/cm2.

关键词: 激光诱导 , 自蔓延烧结 , 显微组织 , 耐蚀性

(β-TCP/HA)/Ti复合材料的制备及其组织结构与性能研究

李刚 , 刘云婷 , 张井波

人工晶体学报

用化学沉淀法制备β-磷酸钙/羟基磷灰石双向陶瓷(β-TCP/HA)粉末.采用粉末冶金法,以(HA/β-TCP)粉末和Ti粉末为原料,经1050℃真空烧结60 min制备出含不同质量分数钛粉的(HA/β-TCP)/Ti复合材料:(β-TCP/HA)/60wt%Ti、(β-TCP/HA)/70wt% Ti、(β-TCP/HA)/80wt% Ti.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行了组织结构和物相成分表征,并采用维氏显微硬度计测试了复合材料的显微硬度.采用模拟体液浸泡(SPF)进行体外生物活性表征,结果表明:复合材料的物相主要为α-Ti、TiO2、Ca5(PO4)3 (OH)、β-Ca3(PO4)2和CaTiO3;块状陶瓷相沿富Ti相等形成的网状结构的孔隙中分布.(β-TCP/HA)/60wt% Ti复合材料中Ca5 (PO4)3(OH)分解程度最小,显微硬度为HV539,最接近人体骨骼的硬度.经14天SPF溶液浸泡后,Ca5(PO4)3(OH)的衍射峰沿(211)晶面具有明显的择优取向,材料表面密布结晶度良好的棒状Ca5(PO4)3(OH)晶体.

关键词: (β-TCP/HA)/Ti复合材料 , 粉末冶金法 , 组织结构 , 体外生物活性

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