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表5-2列出了不同掺Ti量前驱体中Fe和Ti的含量, 结果表明, 各样品的Fe含量均与FePO4·2H2O的理论Fe含量(29.89%)接近, Fe含量虽稍有差异, 但无明显规律.从nTi/nFe比数据可知, 各样品的实际掺Ti 量与期望的掺Ti量基本接近.从第2章和第4章的分析可知, Ti(Ⅳ)在pH=2时极易水解成 TiO2·xH2O, 因此Ti应该是以TiO2·xH2O的形式嵌入到FePO4·2H2O的颗粒之中. 表5-2 掺Ti前驱体中Fe和Ti的含量 图5-1为不同掺Ti量前驱体的XRD图.各样品均无明显的衍射峰, 说明前驱体为无定形结构, 这与文献[32, 272]报道以及第4章中的研究结果一致. 图5-1 不同掺Ti量前驱体的XRD图谱 图5-2 不同掺Ti量前驱体的SEM图 图5-2所示为不同掺Ti量前驱体的SEM图.Ti4+的掺入对前驱体的......
由于钛与人体器官有很好的相容性和亲合力, 且质轻耐蚀, 无臭无害, 故广泛用于制药器械及人体器官.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2, 简称HA]和钛合金都可以作为人体种植体材料.HA具有很好的生物活性, 但其强度低, 脆性大, 不能用在承载部位; 而钛及钛合金具有较高的力学性能, 但其生物相容性较差.HA和Ti的复合材料综合了各自的优点, 使种植体不仅具有金属的高强度和高韧性, 又...基体表面烧结而成含HA的玻璃钛复合材料.该材料研究的另一个关键是烧结复合层的热膨胀系数要低于钛合金基体, 只有这样复合层与钛合金基体的接触界面因热扩散反应, 才能生成致密, 稳定且与基体材料结合紧密的复合层. 采用HA-G-Ti复合材料制成的人工髋关节假体柄经初步临床验证, 证明是一种耐用性强, 初期固定优良的廉价人工髋关节假体.复合层HA-G厚度可任意调节, 生物相容性优良, 复合层与基体结合......
图4-31为Ti+x%Mo2C和Ti+x%VC钛基复合材料室温拉伸后的断口形貌.从图中可以观察到断口上存在由于基体中微空洞聚合形成的韧窝和TiC颗粒的解裂断裂面.这表明钛基复合材料的基体以韧性方式失效, 而TiC颗粒则以脆性方式失效. 图4-31 钛基复合材料室温拉伸断口形貌 随着金属碳化物添加量的增加, 断口上观察到的脆性断裂TiC颗粒数量增多.对比不同金属碳化物添加种类的钛基复合材料可以发现, 脆性断裂的TiC 颗粒在Ti+x%VC钛基复合材料断口上的分布比Ti+x%Mo2C钛基复合材料均匀.为了了解材料的断裂过程, 对其断口附近区域的截面进行了扫描电镜组织观察, 如图4-32.从图中可以观察到Ti+x%Mo2C钛基复合材料断口下方微裂纹的数量随着Mo2C添加量的增加而增加.在Ti+x%VC钛基复合材料中则只能观察到相对较少的微裂纹. 图4-32 钛......
钛在地壳里的平均含量约为0.61%, 比铜, 锌, 锡, 锰还多, 居第17位.已知含钛矿物约有70种, 常见的主要钛矿物有钛铁矿(FeTiO3), 板钛石(TiO2), 钙钛矿(CaTiO3), 榍石(CaTi[SiO4]O)等. 钛是银白色的金属.钛和钛的合金具有质量轻, 强度高, 耐高温, 耐超低温, 耐腐蚀等优良性能, 用以制造飞机, 船舰, 潜艇, 火箭等部件. 鉴定方法: 过氧化钠或过氧化氢法 方法原理: 在酸性溶液中钛与过氧化氢相互作用, 可生成一种过钛酸(或称过氧二硫钛酸)而使溶液显黄色, 橙黄至橙红色, 其反应如下: 这是四价钛离子的特效反应, 是传统的化学定性, 定量方法. 熔剂: 碳酸钠-硼砂混合剂(Na2CO3:Na2B4O7=2:1). 溶剂: 1:3硫酸钠和1:3磷酸的混合液(H2SO4:H3PO4=1:1). 试剂: 过氧化钠......
图4-45为Ti+6%Mo2C和Ti+6%V C钛基复合材料650℃/100 h恒温氧化后的剖面显微组织.从图中可以看到, Ti+6%Mo2C钛基复合材料的表层区域与心部区域相比, 白色衬度相数量减少, 尺寸变小.白色衬度相为β-Ti相, 这说明在氧化过程中β-Ti相转化成α-Ti相.同时, 能谱分析表明表层区域α-Ti相内的Mo元素和氧元素含量高于心部区域.表明表层β-Ti相内的Mo元素在相转变时溶解到α-Ti相内部.Ti+6%Mo2C钛基复合材料的表层区域致密, 没有发现明显的缺陷区域.氧化层与基体没有明显的界面.Ti+6%VC钛基复合材料表层的氧化层大约有100, 而且有大量的孔洞存在.氧化层与基体之间的界面呈现锯齿状.界面沿着TiC颗粒以及白色衬度的β-Ti相向基体一侧弓出, 表明TiC颗粒和β-Ti相比α-Ti相更容易发生氧化. 图4-45 钛基复合材料650......
近年来, 作为智能材料的多孔Ni-Ti形状记忆合金(SMA)的开发, 为Ni-Ti合金在医疗方面开辟了崭新的应用前景.SMA具有准确的动态功能, 在经受大的塑性变形和受热后能准确地回到原设计状态.如果将SMA制成小支架植入动脉中, 由支架的膨胀撑开堵塞的动脉管腔, 就可使血液流通恢复正常.人体的许多器官均可通过此种支架疏通, 如食道, 气管, 胆道系统及泌尿系统等.超弹性的Ti-Ni合金还可做成人体植入器官中的高灵敏度导引丝, 放进导管插入人体动脉系统, 该丝具有良好的扭转性, 回复性及低振荡性.粉末冶金制备多孔Ni-Ti合金的方法包括预合金粉末法, 燃烧合成法(或称自蔓延高温合成法), 热等静压法和元素粉末混合烧结法等.其中元素粉末混合烧结法是用金属粉末作原料, 经混料, 成形, 随后进行烧结而获得所需要的各种类型制品, 是制备多孔Ni-Ti形状记忆合金的重要方法.此烧结法制备的多......
实验所用的主要原料及试剂见表5-1. 表5-1 主要实验原料及试剂 ......
表4-13为Ti+x%Mo2C材料经恒温氧化的表面宏观照片.可以看到, 经过不同温度100 h的氧化后, 钛基复合材料的表面颜色为蓝灰色, 材料表面完整无缺陷. 表4-13 Ti+x%Mo2C材料不同热暴露温度/100 h氧化后的外观 表4-14为Ti+x%VC材料经过恒温氧化的宏观照片.可以看到, 经过不同温度100 h的氧化后, 钛基复合材料的表面颜色为土黄色.经过600℃/100 h的样品表面基本能够保持完整, 但是随着温度的增加样品开始变形, 并且出现裂纹. 表4-14 Ti+x%VC材料不同热暴露温度/100 h氧化后的外观 表4-15为添加(6Al-4V)合金元素的Ti-6%Mo2C钛基复合材料恒温氧化的宏观照片.可以看到, 样品经过氧化后表面呈暗紫色, 但是外形较为完整. 表4-15 Ti-3Al-2V-6% Mo2C......
(1)用磷酸盐共沉淀法制备了掺Ti, Al和Ti-Al的FePO4·2H2O.研究表明, Ti是以水解物TiO(OH)2(或记为TiO·xH2O)的形式进入到前驱体颗粒中, 而Al是以磷酸盐(记为AlPO4·xH2O)的形式进入到前驱体颗粒中.各前驱体一次颗粒的粒径均为100~300 nm, 且一次颗粒均团聚成疏松多孔的二次颗粒. (2)适量的Ti, Al以及Ti-Al掺杂不会破坏 LiFePO4的晶体结构, 当掺杂量较低时, Ti优先占据Li位, Al优先占据Fe位; 当掺杂量较高时, Ti, Al均同时占据Li位和Fe位, 且可能产生杂相. (3)随着掺Ti量的升高, Li1-4xTixFePO4(0≤x≤0.05)的晶胞常数a, b, c, 晶胞体积V以及微晶尺寸D311逐渐减小; 随着掺Al量的升高, LiFe1-3y/2AlyPO4(0≤y≤0.05)的晶胞常数a逐渐减小......
在第4章中, 以钛铁矿浸出液为原料制备了Ti-Al共掺杂型LiFePO4, 其电化学性能优异.但是, Ti-Al共掺杂的机理, 共掺杂与Ti, Al单掺杂的异同, 共掺杂和单掺杂对LiFePO4的结构, 形貌和性能到底有何影响, 以及掺杂量的优化等, 尚值得进一步探讨. 近年来, 关于LiFePO4掺杂改性的研究报道很多, 但均为单一金属掺杂的研究.如Y. M. Chiang等[27]以Li2CO3, NH4H2PO4和FeC2O4·H2O为原料, 用少量金属离子取代部分锂, 制备了Li1-xMxFePO4(M=Mg, Al, Zr, Ti, Nb)型固溶体, 结果发现, 掺杂后LiFePO4的电子电导率(10-3~10-2 S/cm)较未掺杂的LiFePO4(10-10 S/cm)提高了近8个数量级.G. X. Wang等[267]以Li(OH)·H2O, FeC2O4·2H2O......
