周忠诚
,
阮建明
,
邹俭鹏
,
李松林
,
符乃科
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.05.017
以四氯化钛为原料, 在低温条件下水解, 直接得到金红石型纳米二氧化钛粉体. 通过对粉体进行XRD, TEM和BET等的表征表明, 四氯化钛的盐酸溶液在低温水解中直接生成金红石相质量分数高达99.24%的沉淀产物, 经干燥或进一步在较低温度(200, 300, 400 ℃)下煅烧即可得到金红石型二氧化钛粉体, 制得的粉体粒子呈椭圆形, 粒径为10～30 nm, 且分散性好, 比表面积大.
关键词:
纳米二氧化钛
,
金红石型
,
四氯化钛
,
水解
邹俭鹏
,
阮建明
,
周忠诚
,
黄伯云
,
陈启元
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01001
研究了316L纤维的长度、直径与含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的力学性能的影响规律. 结果表明: 纤维直径为40μm的复合材料力学性能优于纤维直径为50μm的复合材料; 纤维长度为0.8～1.2mm的复合材料力学性能优于纤维长度为2～3mm的复合材料; 随着纤维体积分数增大, 纤维之间相互接触而导致在复合材料中形成的微孔增多, 并成为微裂纹源, 导致材料力学性能下降. 含20vol%直径为40μm、长度为0.8～1.2mm的316L纤维的HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的综合力学性能最佳, 其抗弯强度、杨氏模量、断裂韧性和相对密度分别为140.1MPa、117.8GPa、5.81MPa·m 1/2和87.1%. 复合材料微观组织随HA粉末和316L纤维成分的变化呈规律性变化, 没有出现明显的裂纹或孔隙, 316L纤维与HA-ZrO2(CaO)基体紧紧地咬合在一起, 其结合主要靠基体对316L纤维的物理附着力所致. 基体中发生微量Fe元素扩散, 但在316L纤维中不发生基体Ca、P元素的扩散. 含5%316L纤维复合材料表现为脆性断裂, 而含10%、20%、40%316L纤维复合材料均表现为韧性断裂, 且韧性程度随316L纤维含量的增加而增大.
关键词:
316L不锈钢纤维(316L纤维)
,
biomaterials
,
microstructure
,
mechanical properties
,
fracture properties
邹俭鹏
,
何则强
,
周忠诚
,
阮建明
稀有金属材料与工程
采用热压工艺制备了HA/316L粉非对称生物功能梯度材料(FGM).HA/316L粉非对称生物FGM在宏观上呈现明显的梯度,微观上则表现出成分连续变化,且各成分分布均匀、弥散.在各梯度层内部及界面都没有裂纹及大孔洞出现,界面结合紧密.随着316L粉的含量增加,韧窝的数量逐渐增加,韧窝形貌由浅变深,边缘由尖锐逐渐变得圆滑,表明材料由脆性断裂向韧性断裂转化.纯HA梯度层为典型的脆性断裂,HA80/316L和HA60/316L梯度层表现为典型的晶间断裂,HA40/316L和HA20/316L梯度层断裂性质为晶间断裂中掺杂有韧性断裂,而316L梯度层则表现为典型的韧性断裂.316L粉的加入改变了HA/316L粉生物FGM各梯度层的断裂方式,从而提高了材料的力学性能.从整体上而言,HA/316L粉生物FGM主要增韧机制包括层间裂纹偏转增韧与裂纹偏转增韧.
关键词:
功能梯度材料(FGM)
,
羟基磷灰石(HA)
,
热压
,
微观组织
,
增韧机制
邹俭鹏
,
张兆森
中国有色金属学报
采用真空烧结法制备90W-7Ni-3Fe 高密度钨合金,通过材料试验机、SEM、XRD 等表征了材料的性能与显微结构.结果表明:钨合金的相对密度、强度、塑性均随烧结温度升高先上升后下降,1440℃烧结试样的性能最佳,其相对密度、抗弯强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率分别为99.2%、1920.5 MPa、1086.7 MPa、22.8%和24.4%.钨合金单纯由体心立方的钨相和面心立方的Fe3Ni2固溶体相组成,未出现其他杂质相.在1360~1460℃的烧结温度范围内,随温度的升高,钨合金断裂形态依次发生以下转变:沿晶脆性断裂、穿晶脆性断裂、韧窝韧性断裂、粘接相撕裂韧性断裂和穿晶脆性断裂.
关键词:
钨合金
,
抗拉强度
,
塑性
,
脆性断裂
,
韧性断裂
邹俭鹏
,
阮建明
,
黄伯云
,
周忠诚
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2005.03.007
制备了HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称功能梯度材料(FGM),316L不锈钢纤维的含量(体积分数)按20%→10%→0→10%→20%呈轴向对称梯度变化.分析了材料的微观结构和微区元素含量,研究了材料的性能与316L不锈钢纤维含量的关系.结果表明,在HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称FGM中,316L不锈钢纤维在微观上呈无序和均匀分布状态,它被包裹于HA(ZrO2)基体中,两者紧密结合.316L不锈钢纤维与HA(ZrO2)基体间的界面表现为部分凹凸不平,紧紧地咬合在一起.在FGM基体中发生了微量的韧化相Fe元素扩散,在韧化相316L不锈钢纤维不发生基体相Ca、P元素的扩散,基体与韧化相之间不发生化学反应.随着316L不锈钢纤维含量的增加,HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维复合材料的断裂韧性和弹性模量逐渐增加,体现了FGM中各梯度层的力学性能缓和设计.按Miao模型计算HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维FGM中的残余热应力为515 MPa,FGM的增韧机理主要为纤维的拔出增韧和层间的裂纹偏转增韧.
关键词:
复合材料
,
功能梯度材料
,
生物材料
,
羟基磷灰石
,
316L不锈钢纤维
,
热等静压
邹俭鹏
,
阮建明
,
黄伯云
,
周忠诚
,
申雄军
,
周智华
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.05.006
用真空烧结成功制备了不同成分316L不锈钢纤维/HA复合生物材料和316L不锈钢纤维/HA-ZrO2(CaO)复合生物材料,并通过金相显微镜、SEM、EDXA分析了材料的微观结构、断裂性能和微区元素含量.结果表明:不锈钢纤维和纳米ZrO2(CaO)粒子对复合材料具有增强和增韧的作用.综合考虑认为,20%316L不锈钢纤维/HA-ZrO2(CaO)复合材料的性能最优,其抗弯强度和抗压强度分别为140.1 MPa和348.9 MPa.316L不锈钢纤维/HA-ZrO2(CaO)复合材料抗弯强度随316L不锈钢纤维直径和长度减小而增大,且纤维长度对抗弯强度的影响略大于纤维直径的影响.复合材料微观组织随HA粉末和316L不锈钢纤维成分变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,HA和316L不锈钢纤维结合紧密,界面平整,两相融合程度较高.5%316L不锈钢纤维复合材料表现为脆性断裂,而10%、20%、40%316L不锈钢纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L不锈钢纤维含量依次增加.基体与韧化相均相对独立,二者之间不发生任何化学反应,基体HA中发生微量的Fe元素扩散,但在316L不锈钢中不发生基体的扩散.
关键词:
真空烧结
,
316L不锈钢纤维
,
生物材料
,
微观结构
,
理化性能
邹俭鹏
,
阮建明
,
周忠诚
,
王栋
复合材料学报
采用热压工艺制备了硅酸铝纤维/TCP生物功能梯度材料(FGM).采用X射线衍射分析、扫描电镜、EDAX线扫描能谱分析、密度分析及洛氏硬度分析对FGM进行了研究,结果表明:纤维含量分布呈轴向对称梯度变化.FGM整体完好,无破损或裂纹出现.FGM在宏观上呈现较模糊的梯度分布,微观上则表现出成分的连续变化.TCP基体与纤维结合紧密.FGM中TCP与硅酸铝纤维及热压模之间均未发生化学反应生成杂质化合物,HA至TCP的相变是因为羟基磷灰石的分解产生.随纤维含量增加,FGM各梯度层的断裂形式由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂,且韧性程度随纤维含量增加而增强.各梯度层硬度和相对密度随纤维含量的增加而提高,且在纤维含量为60 vol%时达到最高,分别为92.7 MPa和86 .5%.
关键词:
硅酸铝纤维
,
功能梯度材料(FGM)
,
热压
,
微观结构
,
性能
邹俭鹏
,
阮建明
,
黄伯云
,
周忠诚
,
刘玉龙
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.05.026
用低压热等静压方法在1100℃下制备了HA(ZrO2)-316L不锈钢纤维非对称FGM,其中316L不锈钢纤维含量按体积比20%→15%→10%→5%呈非对称梯度变化.并通过金相显微镜、SEM、EDXA分析了材料的微观结构和微区元素含量.结果表明,HA(ZrO2)-316L不锈钢纤维非对称FGM微观上表现为316L不锈钢纤维在FGM中呈无序、均匀分布状态,316L不锈钢纤维包裹于HA(ZrO2)基体中,两者结合紧密,界面表现为部分凹凸不平,316L不锈钢纤维与HA(ZrO2)基体紧紧的咬合在一起.在FGM基体中发生了微量的韧化相Fe元素扩散,韧化相316L不锈钢纤维不发生基体相Ca、P元素的扩散,基体与韧化相均相对独立,二者之间不发生任何化学反应.随着HA含量增加,HA(ZrO2)-316L不锈钢纤维复合材料的断裂韧性和弹性模量逐渐减小,体现了FGM中各梯度层的力学性能缓和设计.HA(ZrO2)-316L不锈钢纤维FGM中,分析认为,增韧机理主要为纤维拔出增韧和层间裂纹偏转增韧.
关键词:
功能梯度材料
,
生物材料
,
羟基磷灰石
,
316L不锈钢纤维
,
热等静压
,
显微组织
,
EDXA分析
邹俭鹏
,
阮建明
,
周忠诚
,
黄伯云
,
陈启元
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.05.044
研究了316L纤维的长度、直径与含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的力学性能的影响规律.结果表明:纤维直径为40μm的复合材料力学性能优于纤维直径为50μm的复合材料;纤维长度为0.8～1.2 mm的复合材料力学性能优于纤维长度为2～3 mm的复合材料;随着纤维体积分数增大,纤维之间相互接触而导致在复合材料中形成的微孔增多,并成为微裂纹源,导致材料力学性能下降.含20vol%直径为40μm、长度为0.8～1.2 mm的316L纤维的HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的综合力学性能最佳,其抗弯强度、杨氏模量、断裂韧性和相对密度分别为140.1MPa、117.8GPa、5.81MPa.m1/2和87.1%复合材料微观组织随HA粉末和316L纤维成分的变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,316L纤维与HA-ZrO2(CaO)基体紧紧地咬合在一起,其结合主要靠基体对316L纤维的物理附着力所致.基体中发生微量Fe元素扩散,但在316L纤维中不发生基体Ca、P元素的扩散.含5%316L纤维复合材料表现为脆性断裂,而含10%、20%、40%316L纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L纤维含量的增加而增大.
关键词:
316L不锈钢纤维(316L纤维)
,
复合生物材料
,
微观结构
,
力学性能
,
断裂性能
邹俭鹏
,
杨洪志
,
肖平
,
潘一峰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150660
以CaCl2和Na2CO3为反应原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基磺酸钠(SDSN)为模板剂,在50℃采用化学沉淀反应,干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的 CaCO3中空微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手段对所制备的样品形貌、结构进行了表征,结果显示：所制备的微纳分级结构CaCO3中空微球直径为4~6μm,壳壁由直径约60 nm的CaCO3颗粒组成,壳层厚度约为200 nm, CaCO3中空微球晶相组成为方解石和球霰石的共混体。同时,在反应温度为50℃、PVP添加量为0.4 g, SDSN浓度为0.1 mol/L的条件下,所制备的微纳分级结构CaCO3中空微球分散性好,且形貌比较完整。
关键词:
微纳分级结构
,
碳酸钙中空微球
,
作用机理
,
模板法
