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罗孝周 2012-2015

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生物医用TA2/NiCr材料的爆炸复合工艺及界面组织研究

摘要：本文通过爆炸复合技术制备TA2/NiCr复合材料，将纯钛的生物相容性能及镍铬电阻材料的发热性能有效的结合在一起，有望使其成为一种治疗慢性肌膜炎的新材料。对其爆炸复合工艺、界面微观组织及形成机制等方面的研究将有利于为该材料的后期生产应用提供理论支持与技术指导。本文研究过程中采用了金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)等多种材料表征分析方法，结合理论分析主要得出以下结果：

当炸药类型确定后，熔层的厚度主要受到装药量及金属间间隙的影响。在一定范围内，随着装药量或间隙的增加，熔层厚度都会变厚。

从能量角度出发，建立的熔层厚度计算的物理模型与实验结果吻合较好。

金属间化合物、非晶以及纳米晶共存于熔层内。定量分析得到在非晶转变温度下熔层内的冷却速率范围为1.78 × 10⁷ K/s (1.78 × 10⁷ ℃/s) ~3.89 × 10⁷ K/s (3.89 × 10⁷ ℃/s)。它们都大于非晶相形成所需的冷速速率1.00 × 10⁵ K/s (1.00 × 10⁵ ℃/s)。这个区域高的冷却速率是形成金属间化合物、非晶及纳米晶的主要原因。在爆炸复合过程中，热影响区内发生了再结晶和晶粒异常长大的现象，粗大晶粒的平均尺寸约为60 μm。晶粒异常长大现象可以解释为在巨变形及高温下相邻晶粒晶界瞬间消失的结果。

当退火温度为550℃时，复合丝材的发热效率和抗折疲劳性能最好。

bingfeng wang

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