黄宏康 1,3罗霞 1,*戴玉宏 2,3何鑫 1[ ... ]范舟 1
作者单位
摘要
1 西南石油大学新能源与材料学院,四川 成都 610500
2 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广东 广州 510640
3 成都新杉宇航科技有限公司,四川 成都 610500
钛基复合材料具有高弹性模量、高比强度、高耐磨性和优异的高温耐久性等特点,在航空航天领域有良好的应用前景。采用低能球磨制备了纳米TiC颗粒与TC4的复合粉体,然后使用选区激光熔化(SLM)制备了TiC/TC4钛基复合材料,分析了不同体能量密度(29~97 J/mm3)对复合材料成形质量、显微组织、显微硬度的影响,并总结了组织演变机理和TiC演变过程。结果表明,成形该复合材料的最佳体能量密度为50~70 J/mm3,在该范围内试样的最高相对密度可达99.7%,显微硬度为385~392 HV。横截面上,显微组织的晶粒呈特殊的双尺寸分布,即由初生β等轴晶和沿其外围生长的不规则共晶区组成;纵截面上,显微组织呈鱼鳞状形貌分布且熔池内存在大量流纹状组织。复合材料中存在未溶TiC(主要分布于初生β晶界附近)、共晶TiC(主要呈链状网络分布于共晶β晶界)以及沉淀析出TiC(主要呈颗粒状分布于晶粒内)。随着体能量密度的增加,链状共晶TiC向棒状转变,晶内TiC尺寸长大。共晶TiC与β-Ti没有取向关系,共晶TiC、沉淀析出TiC与α'-Ti均存在明显取向关系,即{11-20}α'-Ti∥{110}TiC。
激光技术 钛基复合材料 选区激光熔化 显微组织演变 TiC演变 
中国激光
2024, 51(16): 1602301
作者单位
摘要
1 华北理工大学 电气工程学院,河北 唐山 063210
2 华北理工大学 材料科学与工程学院,河北 唐山 063210
罗丹明6G的痕量检测需要具有较高的灵敏度,为提高SERS基底的增强因子从而提高检测灵敏度,设计了米花型SERS基底,采用有限元法对其拉曼增强效果进行仿真,模拟不同中心球半径r、米花花瓣轴abc以及中心球与花瓣间距d条件下电场强度的变化,得出最佳结构参数,并计算其SERS增强因子。随后利用电化学沉积法制备该基底,并探究电压值以及柠檬酸三钠和AgNO3的浓度配比对基底结构和性能的影响,从而制备出与理想物理模型形态最接近的米花型银/氮化钛薄膜基底。然后用其对罗丹明6G(R6G)进行痕量检测,探究该基底的拉曼增强效果以及稳定性。实验结果表明,当沉积电压为2V,柠檬酸三钠与AgNO3浓度配比为1∶1 (2 mmol/L∶2 mmol/L)时,得到的米花型TiN-Ag复合SERS基底与理想化模型仿真形态最接近。经过计算得到该基底的增强因子可达1015,对罗丹明6G的检测限可达10−13 mol/L。实验结果证明设计的基底灵敏度高、稳定性强,可对食品非法添加剂的痕量检测提供技术支撑。
表面增强拉曼光谱 米花型结构 氮化钛薄膜 痕量检测 罗丹明6G surface-enhanced Raman spectroscopy rice flower structure titanium nitride film trace detection Rhodamine 6G 
红外与激光工程
2024, 53(2): 20230367
Author Affiliations
Abstract
1 Georgi Nadjakov Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, 72 Tzarigradsko, Chaussee Blvd., BG-1784 Sofia, Bulgaria
2 Institute of General and Inorganic Chemistry, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. Georgi Bonchev Str., 11 bd., BG-1113 Sofia, Bulgaria
3 Institute of Optical Materials and Technologies, “Acad. Jordan Malinowski”, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. Georgi Bonchev Str., bl., 109, BG-1113 Sofia, Bulgaria
4 Dipartimento di Fisica, Università degli Studi della Calabria, Via P. Bucci, Cubo 33B, Rende (CS), IT-87036, Italy
We studied the effect of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles (NPs) on dielectric behavior of Na+ ion-conducting salt-complexed polymer nanocomposite system formed from a binary polymer blend of poly(ethylene oxide) (PEO) and polyvinyl pyrrolidone (PVP), with the addition of both sodium metaperiodate (NaIO4) at concentration 10wt.% and TiO2 NPs of size ∼10nm, at concentrations 1, 2, 3, 4 and 5wt.%. Free standing nanocomposite PEO/PVP/NaIO4/TiO2 films (150μm) were characterized at room-temperature by analyzing their complex electrical impedance and dielectric spectra in the range 1Hz–1MHz. At the concentration of 3wt.% of TiO2 NPs, both ion conductivity and dielectric permittivity of the PEO/PVP/NaIO4/TiO2 ion-conducting dielectrics reach an enhancement by more than one order of magnitude as compared to nanoadditive-free case.
Dielectric properties sodium-ion-polymer electrolyte systems titanium dioxide (TiO2) nanoparticles nanocomposites KWW model 
Journal of Advanced Dielectrics
2024, 14(1): 2350021
作者单位
摘要
1 中国民航大学工程技术训练中心,天津 300300
2 中国民航大学航空工程学院,天津 300300
研究了不同热处理工艺对定向能量沉积TC17钛合金微观组织与摩擦学性能的影响,分析了热处理过程中的组织演变规律与20 N干滑动磨损下的综合磨损行为。结果表明,在退火与退火后固溶处理阶段,合金主要由初生α相及连续或不连续的晶界α相、β相组成,无相析出区伴随连续晶界α相存在。在退火后固溶处理的基础上进一步进行时效处理,针状次生α相开始析出,且随着时效温度的升高,初生与次生α相开始生长、粗化,无相析出区先消失后出现。硬度与磨损测试结果表明,经580 ℃时效处理后显微硬度最高(486.93 HV),此时有较强的弥散强化效果,摩擦学性能最优,磨损率仅为0.0451 mg/m。热处理后多种磨损机制混合存在,磨损率、磨损形貌取决于微观结构与氧化层的变化。研究结果为优化TC17合金摩擦学性能与热处理工艺提供了参考。
激光技术 钛合金 摩擦学性能 微观组织 热处理 定向能量沉积 
中国激光
2024, 51(12): 1202301
作者单位
摘要
1 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063
2 中国航空研究院研究生院,江苏 扬州 225003
主要研究了激光熔覆Ti60合金的工艺参数对成形质量的影响,以及微观组织特征和拉伸性能。结果表明,激光熔覆Ti60合金试样的底部和顶部区域为β等轴晶粒,中部区域为β柱状晶,且尺寸随着激光功率的增加而增大。显微组织主要由板条α相和板间β相构成,且板条α相中有大量白色析出相产生,随着激光功率的增加,微观组织由网篮组织转变为魏氏组织。块体试样的显微硬度分布较为均匀,其硬度值在420~440 HV范围内波动。激光熔覆Ti60合金的室温抗拉强度为1128 MPa,断后延伸率和断面收缩率分别为8.8%和14.4%。当温度为300 ℃和600 ℃时,抗拉强度分别为932 MPa和739 MPa,在600 ℃时,断后延伸率和断面收缩率分别为11.7%和18.2%。激光熔覆Ti60合金试样在室温下的断裂方式为准解理断裂,高温下其断裂方式为韧性断裂。
激光技术 Ti60高温钛合金 激光熔覆 工艺参数优化 微观组织 拉伸性能 
中国激光
2024, 51(12): 1202202
姚建华 1,2,*李波 1,2张群莉 1,2胡耀峰 1,2[ ... ]王健君 1,2
作者单位
摘要
1 浙江工业大学激光先进制造研究院,浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学机械工程学院,浙江 杭州 310023
以Ti6Al4V沉积层为基体,研究基体表面预处理对超音速激光沉积涂层/基体界面结合的影响。试验前,基体表面经过三种不同方式的预处理,分别为抛光、打磨和喷砂。利用X射线衍射仪和表面轮廓仪对基体表面的物相组成和粗糙度进行了分析,利用光学显微镜对涂层/基体界面结合进行了分析,利用单颗粒撞击有限元模型对颗粒与不同表面粗糙度基体的结合情况进行了分析。研究结果表明,打磨处理的基体由于表面生成氧化钛陶瓷相,涂层发生脱落。抛光处理的基体较喷砂处理的基体有更低的表面粗糙度,其涂层/基体界面结合更紧密。数值模拟表明,基体表面的起伏特征在颗粒/基体界面处促成温度和应变的不均匀分布,阻碍颗粒与基体间的紧密结合。
超音速激光沉积 钛合金 表面预处理 界面结合 有限元分析 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114004
Author Affiliations
Abstract
1 VNU-HCM, Key Laboratory of Chemical Engineering and Petroleum Processing (Key CEPP Lab), Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
2 Faculty of Chemical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
3 Vietnam National University Ho Chi Minh City (VNU-HCM), Linh Trung Ward, Thu Duc City, Vietnam
In this study, three-dimensional porous magnesium ferrite/titanium dioxide/reduced graphene oxide (MgFe2O4-GM/TiO2/rGO (MGTG)) was successfully synthesized via green and hydrothermal-supported co-precipitation methods using the extract of Garcinia mangostana (G. mangostana) as a reducing agent. The characterization results indicate the successful formation of the nano/micro MgFe2O4 (MFO) and TiO2 on the structure of the reduced graphene oxide (rGO), which can also act as efficient support, alleviating the agglomeration of the nano/micro MFO and TiO2. The synergic effects of the adsorption and photodegradation activity of the material were investigated according to the removal of crystal violet (CV) under ultraviolet light. The effects of catalyst dosage, CV concentration, and pH on the CV removal efficiency of the MGTG were also investigated. According to the results, the CV photodegradation of the MGTG-200 corresponded to the pseudo-first-order kinetic model. The reusability of the material after 10 cycles also showed a removal efficiency of 92%. This happened because the materials can easily be recollected using external magnets. In addition, according to the effects of different free radicals ·O2?, h+, and ·OH on the photodegradation process, the photocatalysis mechanism of the MGTG was also thoroughly suggested. The antibacterial efficiency of the MGTG was also evaluated according to the inhibition of the Gram-positive bacteria strain Staphylococcus aureus (S. aureus). Concurrently, the antibacterial mechanism of the fabricated material was also proposed. These results confirm that the prepared material can be potentially employed in a wide range of applications, including wastewater treatment and antibacterial activity.
magnesium ferrite titanium dioxide reduced graphene oxide Garcinia mangostana photodegradation antibacterial 
Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 122702
作者单位
摘要
1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
3 3.中国科学院大学 材料科学与光电工程研究中心, 北京 100049
4 4.上海大学 生命科学学院, 200444
钛及其合金以其优异的机械性能和生物相容性而被广泛应用作硬组织植入器械, 但其表面缺乏生物活性以及植入后的炎症反应易导致骨整合不佳。本研究利用不同气氛中的热处理工艺调控氧化钛涂层的润湿性, 并研究表面润湿性能对免疫反应和成骨性能的影响规律。研究结果表明, 与亲水(接触角~10º)的氧化钛涂层相比, 处于亲水/疏水临界状态的氧化钛涂层(接触角’90º), 在仅培养巨噬细胞时, 抑制了巨噬细胞向M1促炎方向极化; 在共培养小鼠骨髓间充质干细胞和巨噬细胞时, 促进了巨噬细胞向M2抗炎方向极化, 同时显著上调了骨髓间充质干细胞成骨相关标记物的基因表达, 显示出更好的免疫促成骨性能。
表面润湿性 氧化钛涂层 退火 免疫成骨 surface wettability titanium oxide coating annealing osteoimmunomodulatory effect 
无机材料学报
2023, 38(12): 1457
杜佳恒 1,2范鑫丽 3,4肖东琴 2尹一然 1[ ... ]段可 1,*
作者单位
摘要
1 1.西南医科大学附属医院骨与关节外科, 四川省骨科置入器械研发及应用技术工程实验室, 泸州 646000
2 2.川北医学院第二临床学院, 南充市中心医院组织工程与干细胞研究所, 南充 637000
3 3.山东大学齐鲁医学院口腔医学院, 口腔医院口腔颌面外科, 济南 250012
4 4.山东省口腔组织再生重点实验室, 山东省口腔生物材料与组织再生工程实验室, 山东省口腔疾病临床医学研究中心, 济南 250012
骨科钛内置物存在感染的风险, 需要开发具有抗菌性、生物相容性且不易产生耐药性的表面涂层。通过电泳沉积15、30、45、60 s在微弧氧化(MAO)的钛表面制备了4组纳米氧化镁(MgO)涂层。MgO颗粒在MAO表面形成均匀涂层, 覆盖率随电泳时间延长。与金黄色葡萄球菌共培养6 h后, 4组样品抗菌率分别为1%、69%、83%、84%; 共培养24 h后抗菌率分别为81%、86%、89%、98%。显微观察发现MgO沉积样品表面黏附细菌密度、活细菌比例均随沉积时间延长而减少。与小鼠成骨细胞共培养1 d后, 4组样品存活率(相对空白孔板中所接种细胞)分别为108%、89%、53%、27%, 5 d后分别为139%、117%、112%、66%。荧光显微观察发现MAO样品表面未见死细胞, 而MgO沉积样品表面死细胞比例随沉积时间延长而增加, 但在实验周期(5 d)内均<5%。本研究表明电泳沉积30 s制备的MgO涂层具有良好的体外抗菌性和生物相容性。
 内置物 抗菌 微弧氧化 氧化镁 电泳沉积 titanium implant antibacterial micro-arc oxidation magnesium oxide electrophoretic deposition 
无机材料学报
2023, 38(12): 1441
作者单位
摘要
1 南阳职业学院机械与汽车工程学院,河南 南阳 474500
2 郑州科技大学机电工程学院,河南 郑州 450064
3 西峡乐力嘉液压科技有限公司,河南 南阳 474500
采用3D打印成形方法制得内燃机用沉积态Ti600钛合金,利用相关仪器表征各取向(与激光扫描方向成45°、扫描方向和沉积方向)上的钛合金微观组织,并通过MTS万能拉伸机测试了其在各取向上的室温静态压缩特性。研究结果标明:在沉积方向上形成了很高的温度梯度,导致β相出现外延生长,生成了等轴晶组织,β相柱状晶尺寸接近400 μm;各取向的试样中都形成了密排六方类型的晶体组织;45°角取向试样发生了(101)择优取向。各取向的试样断口处形成了许多韧窝和撕裂棱,表现为韧性断裂现象;按照韧窝尺寸大小排序依次为沉积方向、扫描方向、45°;45°取向试样达到了更高强度,其屈服强度接近890 MPa,同时断裂强度为980 MPa,沉积方向与扫描方向试样的强度基本相同;45°取向试样(101)取向生长减弱了材料变形阶段晶粒协调能力,抑制了变形过程的发生,达到了最高的强度,并且塑性发生降低。
3D打印成形 钛合金 微观组织 静态压缩 力学性能 laser rapid prototyping titanium alloy microstructure static compression mechanical properties 
应用激光
2023, 43(6): 0073

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!