In-Situ Precipitated Needle Like Nanocrystalline β-Ti Reinforced Porous Titanium Alloy via Molten Salt Electrolysis

Hao Wang; Jiahao Zhao; Honglin Li; Zhifeng Huang; Yangwei Wang; Qiang Shen; Fei Chen

doi:10.1007/s12540-023-01497-5

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hao Wang (Wuhan University of Technology) Jiahao Zhao (Wuhan University of Technology) Honglin Li (Wuhan University of Technology) Zhifeng Huang (Wuhan University of Technology) Yangwei Wang (Beijing Institute of Technology) Qiang Shen (Wuhan University of Technology) Fei Chen (Wuhan University of Technology)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.1

발행연도: 2024.1

수록면: 48 - 60 (13page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01497-5

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Fabricating porous active metals through chemical dealloying poses challenges due to their reactivity and vulnerability tooxidation in aqueous solutions. The objective of this study was to create micron-sized porous Ti alloy by utilizing the Ti–Mo system as a precursor alloy for chemical dealloying. The impact of phase composition and initial microstructure of theprecursor alloys (Tix at% Mo100 − x at%, x = 60 ~ 70) on the morphology of the resulting porous Ti alloy was systematicallyinvestigated. To improve the mechanical strength and minimize oxidized phases during the dealloying process, a molten saltelectrolysis (MSE) method was employed. The strengthening mechanism of MSE on porous Ti alloys encompassed three keyaspects. Firstly, it effectively reduced the presence of oxidized phases, thereby eliminating surface defects. Secondly, MSEfacilitated grain growth and eliminated voids and cracks at the grain boundaries, leading to enhanced mechanical properties. Thirdly, the involvement of a secondary phase contributed to the overall strengthening mechanism. Following MSE treatment,the oxygen content in the porous Ti alloy decreased from over 13 to 5 at%, and needle-like nanocrystalline β-Ti precipitatesformed within the ligament structure. The accumulation and aggregation of compression-induced dislocations at the grainboundaries of the precipitated phase further improved the mechanical properties. In summary, this work presents an innovativeapproach to fabricating porous Ti alloy with low oxygen content, high strength, and adjustable microstructure. It elucidatesthe strength enhancement mechanism by MSE, providing insights for future materials development and applications.

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