分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用RTCA法和Annexin-V/PI双标记法研究了一种新型磷镁晶须的体外生物相容性,采用共培养法研究了抗菌性能。结果表明,磷镁晶须材料的生物相容性随着晶须浓度的提高而降低,晶须浓度小于等于500μg/mL时具有较好的体外生物相容性。当晶须浓度为50μg/mL和200μg/mL时,对成骨细胞几乎没有影响。磷镁晶须的杀菌效能随着浓度的提高而提高,浓度为500μg/mL时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率分别达到96.84%和99.93%,表现出优异的抗菌性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 对新型00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢进行不同变形量的冷轧处理,研究了高氮无镍不锈钢的冷变形性能以及冷变形对其摩擦磨损性能的影响。结果表明,高氮无镍不锈钢的奥氏体组织稳定,即使发生60%的冷变形也不产生形变马氏体;随着冷变形量的增加,高氮无镍不锈钢的强度、硬度提高,断后延伸率、加工硬化指数逐渐减小。在2、5和10N载荷作用下,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损速率随着冷变形量的增加呈现先减小后增加的趋势,且载荷为2N和5N时在20%变形量处高氮无镍不锈钢具有最佳耐磨性,载荷为10N时40%变形态高氮无镍不锈钢的耐磨性最佳。同时,随着冷变形程度和载荷的增加,00Cr18Mn15Mo2N0.9高氮无镍不锈钢的磨损机制逐渐由磨粒磨损、氧化磨损和脆性剥落转变为磨粒磨损和脆性剥落。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 人类认知由微生物导致的金属腐蚀现象距今已有一个多世纪的历史。最近20年,微生物腐蚀(Microbiologicallyinfluencedcorrosion,MIC)已成为金属腐蚀的一个研究热点。因为缺乏对MIC机理的深入了解和认识,人们甚至认为MIC是腐蚀领域中的一个“谜”。因此,迫切需要了解MIC的发生机理。最新的研究结果表明,金属的微生物腐蚀在本质上是一个生物电化学过程。在微生物与金属并存的环境中,当电子供体(如碳源)不存在或消耗掉之后,微生物用金属代替碳源获取电子,导致金属发生微生物腐蚀。另外一种腐蚀机理是,微生物的代谢产物(比如有机酸)导致金属腐蚀。腐蚀是一个能量释放的反应过程,微生物通过腐蚀金属得到维持其生命所必需的能量。目前,电化学方法已应用于微生物金属腐蚀研究,学者们提出了诸如“阴极去极化”等经典理论。但单纯从电化学角度研究微生物腐蚀金属可能得到一些片面的结论。随着对这一领域研究的不断深入人们认识到必须结合生物能量学以及生物电化学方面的知识,以更好地理解微生物影响金属腐蚀的进程。本文总结这方面的最新研究进展,并着重介绍“生物催化阴极还原”理论(Biocatalyticcathodicsulfatereduction,BCSR)和“电化学微生物腐蚀”理论(Electricalmicrobialinfluencedcorrosion,EMIC)等最新的金属微生物腐蚀机理。本文主要从生物能量学和生物电化学方面介绍金属微生物腐蚀机理研究,这是目前国际上一种新的研究方法和思路。BCSR就是依据这一思路解释了微生物为什么和怎样腐蚀金属这一MIC研究领域中的这一难题。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 研究了ADS嬗变系统候选结构材料新型低活化马氏体耐热钢SIMP钢和T91钢在800℃空气中的高温氧化行为。结果表明,SIMP钢和T91钢在空气中氧化500h后在表面形成了不同结构的氧化膜:在SIMP钢表面形成了连续致密的Cr2O3层,在Cr2O3层分布一层颗粒状的铬锰尖晶石,在基体和氧化膜之间出现硅的富集;而在T91钢表面形成了外层为Fe2O3和内层为铁铬尖晶石的双层结构氧化膜。新型SIMP钢的高温氧化速率远比T91钢的低,表现出优异的抗高温氧化性能。SIMP钢中较高的铬和硅元素含量,是其抗高温氧化性能优于T91钢的主要原因。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用机械合金化方法制备添加0.3%Y2O3的CLAM钢混合粉末, 利用热等静压技术固化成型, 制备出致密度高达98.7%的ODS-CLAM钢. 利用二次电子成像、电子探针、XRD技术研究球磨后CLAM钢合金粉末形貌、合金元素分布、晶格畸变, 确定ODS-CLAM钢混合粉末的最佳球磨工艺为: 球磨时间50 h, 球料比10∶1, 球磨介质直径6 mm的硬质钢球, 球磨气氛Ar. 依据此工艺制备出的ODS-CLAM钢的高温组织稳定性较好, 在1200 ℃固溶60 min 后, 其晶粒尺寸并未明显长大,板条细小, 且Y2O3颗粒仍稳定存在于基体中.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-11-21 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 本研究利用多弧离子镀技术在Ti6Al4V表面沉积纯Mg薄膜,研究了不同工作气压对纯Mg薄膜表面质量及性能的影响,研究了纯Mg薄膜的体外降解等性能、抗菌性及生物安全性能。结果表明:多弧离子镀方法可将纯Mg薄膜制备于钛合金表面,薄膜颗粒均匀致密,未见明显缺陷。体外浸泡实验结果表明:由于Ti6Al4V与Mg发生电偶腐蚀而使Mg薄膜迅速降解,1周时间内薄膜基本降解完毕。抗菌实验结果表明:纯Mg薄膜样品对金黄色葡萄球菌具有强烈的杀灭作用,表现出良好的抗细菌感染功能。细胞毒性实验结果表明:纯Mg薄膜可促进骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的增殖。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用真空感应炉制备316L-50Mn初始合金,然后通过真空环境下Mn升华去合金制备多孔不锈钢,应用SEM、EDS和XRD等对物理真空去合金工艺方法制备的多孔不锈钢进行分析,并研究去合金过程中温度以及时间对孔的形成、发展以及孔的形貌的影响。结果表明,物理真空去合金工艺可以制备多孔不锈钢,其孔隙率为30%~60%,孔径为0.5~3 μm,多孔层深度达到15~55 μm。真空热处理温度和时间是物理真空去合金制备方法的2个关键因素,处理温度主要通过影响Mn元素挥发和体扩散速率进而影响孔的形貌,而处理时间对多孔层的深度起到主要作用。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 为了评价反应堆候选结构材料与液态金属的相容性,本工作针对低活化马氏体钢在液态Pb-Bi共晶中的拉伸脆化现象,采用2种拉伸速率的拉伸实验,研究了中国低活化马氏体钢(CLAM)在200~500 oC范围内的Ar气和液态Pb-Bi共晶环境中的拉伸断裂行为。结果表明,在Ar气环境中拉伸时,CLAM钢均为韧性断裂;而在液态Pb-Bi共晶环境中拉伸时,在300~450 oC温度下会出现脆性断裂现象。在300~450 oC脆化温度区间内试样强度变化不大,但总延伸率显著降低,出现“韧谷”现象。然而拉伸温度在低于或高于脆化温度区间时,脆断现象消失,总延伸率回复到与对比试样相同水平。在更低的拉伸速率下, CLAM钢发生“韧谷”现象的温度区间明显扩大,表明拉伸速率对CLAM钢在液态Pb-Bi共晶中的脆化也有影响。经低温回火硬化后,CLAM钢在液态Pb-Bi共晶中出现拉伸脆化现象是由于液态Pb-Bi接触裂纹尖端后造成表面能降低,进而降低临界解理应力而发生脆性断裂。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 本文采用高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)等分析手段研究了一种多相强化型马氏体时效不锈钢时效过程中的元素偏聚特征及其与材料力学/耐蚀性能的关系。结果表明,实验钢在时效过程中析出三种强化相,即富Mo的R′相、Ni3Ti金属间化合物η相和富Cr的α′相,其中R′相与η相一起形成核壳状结构,α′相则单独弥散分布于基体中。时效时间延长至40h后,主要强化相η相的成分、数量密度和等效半径基本稳定,同时实验钢的强度不再发生明显的变化,这种优异的抗过时效能力得益于主要强化相形成的核壳状结构。腐蚀试验结果表明,由于富Cr的α′相的析出,导致了贫Cr区的形成,进而降低了实验钢的耐蚀性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 加速器驱动次临界ADS(Accelerator Driven Subcritical system)系统由加速器、散裂靶、反应堆三部分组成,被认为是安全处理核废料最具前景的技术方案。其中,散裂靶用结构材料需要同时具有耐高温、抗辐照、抗液态金属腐蚀等性能。针对这一挑战研发了新型核用马氏体耐热钢-SIMP钢。通过制衡9-12Cr%马氏体耐热钢中C、Cr、Si等重要元素含量对耐高温、抗辐照、抗液态金属腐蚀性能的影响,获得了SIMP钢优化的化学成分,极好地平衡了SIMP钢耐高温、抗辐照、抗液态金属腐蚀三方面性能。以1吨级和5吨级SIMP钢为实验材料的各项性能测试结果表明,SIMP钢是ADS系统中散裂靶的首选结构材料。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 通过对商用X80管线钢进行适当的Cu合金化功能性改进,制备出不同Cu含量(1.06%Cu,1.46%Cu,2.00%Cu)的新型管线钢。利用抗菌性能检测、电化学测试、腐蚀产物分析、激光共聚焦显微镜(CLSM)等方法研究了含铜管线钢的抗菌性能和微生物腐蚀行为。研究表明,含铜管线钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有强烈的杀灭作用,以多边形铁素体为特征的1.0Cu管线钢能够保证在X80钢强韧性的水平下具有优异的抗微生物腐蚀性能。含铜管线钢中富铜相对抗微生物腐蚀性能起到了关键作用。1.0Cu钢和X80钢的线性极化电阻(LPR)在含有硫酸盐还原菌(SRB)的土壤浸出液中浸泡2天后均急剧下降,导致X80钢的腐蚀电流密度明显大于1.0Cu钢。显微观察表明,大量生物膜的生成导致在SRB环境中的X80钢的点蚀数量和最大点蚀坑深度均高于1.0Cu钢(23.6μmvs1.9μm)。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 利用抗菌性能检测、硬度测试、透射电镜观察、激光共聚焦显微镜观察和扫描电镜观察等手段研究了时效处理对3Cr13MoCu马氏体不锈钢抗菌性能的影响。研究结果表明,随着时效温度的升高,3Cr13MoCu马氏体不锈钢中的富Cu相不断长大,对金黄色葡萄球菌的杀菌率不断提高,但其硬度迅速下降。而在500 ℃进行时效处理时,延长时效时间至10~14 h后,钢中富Cu相含量不断增加,其抗菌性能和硬度均不断提高。结合抗菌性能和硬度测试结果,确定3Cr13MoCu不锈钢的优化热处理制度为:1080 ℃固溶30 min,水冷 + 500 ℃时效10~14 h,空冷。在此抗菌热处理工艺下,3Cr13MoCu不锈钢表现出了非常优异的抗菌性能,在杀灭游离态细菌的同时,还可以有效地抑制表面细菌生物膜的形成。