摘要：电解质等离子体抛光技术在非晶合金结构件的应用仍处于探索阶段,而且会产生含较高浓度的重金属和氟离子废液。为了提高锆基非晶合金结构件的表面质量以满足其使役性能,研究抛光时间、工作电压、硫酸铵浓度、初始温度、工件入水深度、阳极挂具材料等电解质等离子体抛光工艺参数对锆基非晶合金表面粗糙度、晶化情况的影响,并利用正交试验进行参数组合优化,对比不同参数对于表面粗糙度的影响显著程度。最后针对抛光后废液污染的问题,探究并配套合适的废液处理方案。结果表明:影响抛光后材料表面质量因素的显著程度为抛光时间>工作电压>初始温度>硫酸铵浓度,最优抛光工艺参数组合为抛光时间8 min,工作电压220 V,初始温度88℃,硫酸铵浓度为5%,此时表面粗糙度为0.103μm。经化学混凝沉淀法和离子交换树脂法组合工艺处理后,出水废液中的重金属和氟离子浓度均能达国家电镀污染物排放标准。研究成果可为电解质等离子体抛光在锆基非晶合金的实际生产提供工艺指导,有助于推广锆基非晶合金结构件的产业化应用,促进锆基非晶合金的大规模工业生产。

摘要：目的Ti是一种惰性金属材料,植入骨中后存在着生物活性低,骨结合所需时间长等问题。而锆基非晶合金因其独特的原子排列结构可兼具高强度、低模量的力学性能优势与良好的生物相容性。同时,不同的构成元素可以赋予锆基非晶合金不同的个性差异,实现性能优化。为探索锆基非晶合金作为口腔种植材料的应用前景,本研究构建一种新的锆基非晶四元合金,其成型直径可满足种植体的加工要求,并以Ti为对照,比较其压缩断裂强度、生物相容性及促血管生成能力,以检测新型锆基非晶合金作为口腔种植材料的应用潜力。方法以Inoue对非晶合金(bulk metallic glasses,BMG)体系研究的经验准则为依据,设计成分体系为Zr-Cu-Al-Nb。使用铜模吸铸法对具体成分比例进行筛选,得到成型直径≥5 mm的成分比例。确定成分为(Zr_(60)Cu_(26)Al_(14))_(100-x)Nb_(x)(x=1,3,5 at.%)(ZrBMG),采用X射线衍射仪(X-Ray diffraction,XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)验证样品非晶结构;采用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)验证样品的元素组成;确定Zr-BMG可满足种植体加工及检测要求。以Ti为对照,进行室温单轴压缩实验,比较其压缩断裂强度;并采用细胞计数实验(cell counting Kit-8,CCK-8)比较材料在1、3、5、7天对细胞增殖的影响;使用血管生成实验、划痕实验及实时荧光定量PCR实验检测样品促血管生成的能力。结果(Zr_(60)Cu_(26)Al_(14))_(100-x)Nb_(x)(x=1,3,5 at.%)的成型临界尺寸可满足种植体加工要求:x=1时,该体系形成非晶结构的临界尺寸可达7 mm;x=3,5时,临界尺寸可达5 mm。XPS证实材料成分与预设一致。力学性能方面,x=1时其压缩断裂强度最高为1630.52±61.03 MPa,x=5时其压缩断裂强度最低为1102.23±25.00 MPa。生物学性能方面,CCK-8实验表明,Zr-BMG对细胞增殖的影响与Ti无统计学差异(P>0.05);利用材料浸出液对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)进行血管生成及划痕实验,Zr-BMG较Ti展现出更强的促血管生成和促细胞迁移能力;qRT-PCR实验表明,经Zr-BMG浸提液处理的细胞,24h后与血管生成有关的血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、促血管生成素2(Angiopoietin-2,ANG2)、爱帕琳肽(Apelin,APLN)因子表达显著升高(P<0.05)。结论本研究研发的(Zr_(60)Cu_(26)Al_(14))_(100-x)Nb_(x)(x=1,3,5 at.%)成型尺寸佳,可满足加工成为种植体的要求,具有优异的力学性能和显著的促血管生成能力,可作为一种面向口腔种植的极具研究和应用价值的材料。

摘要：以等电子浓度和等原子尺寸为判据．设计了６种下同成分的 Ｚｒ－Ａｌ－Ｎｉ－Ｃｕ合金、用吸铸法制备了上下端直径分别为３和 ４ ｍｍ，长度为 ３０ ｍｍ的合金棒 ＤＳＣ和 ＤＴＡ结果表明，这些合金均主要由非晶构成，且均具有大的过冷液相区范围△Ｔｘ，高的玻璃转变温度 Ｔｇ和约化玻璃转变温度 Ｔｒｇ．ＸＲＤ和 ＴＥＭ的结果表明、除了含 Ｃｕ量（原子分数、％）≥２０的 ２个合金中有少量的晶体相析出外．其余试样中未见晶体相的析出：同时．样品上下端忻出的晶体相的种类不同．

摘要：活性破片对间隔防护结构的破坏特性对于未来航天器防护结构设计具有重要意义。针对新型锆基非晶合金Zr55Cu30Ni5Al10破片撞击间隔靶板开展弹道枪射击试验研究,利用高速摄影对其碎片云形貌以及演化规律进行研究,根据分布特点建立靶前和靶后碎片云轮廓线方程,对形成的靶后碎片云的毁伤效能进行评估。分析表明:高斯函数和双纽线函数可以较为准确地描述Zr55Cu30Ni5Al10非晶材料撞击靶板的靶前和靶后碎片云轮廓;随着撞击速度的增大,Zr55Cu30Ni5Al10非晶试件撞击钢靶板产生的靶后碎片云在后效铝靶上的毁伤面积呈先增大后减小的变化趋势,而在钢靶穿孔直径增加到一定值后几乎保持不变。