真空熔煉制備Zn-5.5Mg-0.4Ba和Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd的鋅合金。觀察合金顯微組織,測試耐磨性,研究其在SBF模擬體液中的腐蝕性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),稀土Gd能顯著細(xì)化Zn-5.5Mg-0.4Ba合金的微觀組織。在2和4 N載荷下,Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金磨損率分別為1.716及2.071 g/cm²,比Zn-5.5Mg-0.4Ba合金分別降低了16.8%和14.6%。Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金在37℃模擬體液浸泡的腐蝕產(chǎn)物為磷酸鈣、磷酸鋅、磷酸鹽、CaP,有良好的生物活性。Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd比Zn-5.5Mg-0.4Ba合金的腐蝕電位正,腐蝕速率降低51.7%。Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金的容抗弧比未加Gd的大200%,添加0.7%Gd由于晶粒細(xì)化作用及Zn(OH)₂的生成促進(jìn)表面腐蝕膜的生成,對基體形成有效的保護(hù),使合金腐蝕速率降低。

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【部分圖文】：

圖1Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金的組織

圖1為鑄態(tài)Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金的顯微組織。由圖1a可見,合金為襯度最暗的η-Zn基體、淺灰色層片狀結(jié)構(gòu)和白色相的共晶組織,白色為Mg2Zn11相。η-Zn基體粗大,僅有少量白色Mg2Zn11相。添加0.7%Gd(圖1b)合金組織中白色長條狀結(jié)構(gòu)明顯增多并細(xì)化,....

圖2Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金的SEM形貌

稀土Gd可以細(xì)化Zn-5.5Mg-0.4Ba合金組織、增加晶界總面積、減少單位面積位錯塞積、增大裂紋擴(kuò)展阻力,提高力學(xué)性能[16]。在合金凝固過程中,Gd可以通過增加有效晶核數(shù)量、抑制晶體生長,改變其生長方式來細(xì)化。圖3為Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金的X射線衍射譜。Z....

圖3Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金的X射線衍射譜

Zn-5.5Mg-0.4Ba-0.7Gd合金發(fā)生了平衡轉(zhuǎn)變,同時(shí)較多的Ba未固溶進(jìn)入η-Zn基體中,以BaZn13狀態(tài)存在。2.2磨損性能分析

圖4Zn-5.5Mg-0.4Ba-xGd合金在2和4N外載荷下的磨損率

由圖4可見,Zn-5.5Mg-0.4Ba合金的磨損量隨外加載荷的增加而增加。外加載荷增大,摩擦面的實(shí)際接觸面積和摩擦副之間的摩擦力逐漸增加,產(chǎn)生大量微小磨損顆粒,加劇后面的磨損過程,顯著增加磨損量。摩擦中,摩擦副表面溫度由于摩擦生熱而升高,載荷越大,溫度升高越快[17]。鋅鎂合....

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