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精品资源

航天装备牵引下的铝基复合材料研究进展与展望

航天装备牵引下的铝基复合材料研究进展与展望

摘要：天问一号是我国第一个行星探测器，其核心祝融号火星车承担着星面巡视和探测重任，已圆满完成预定90个火星日的探测并进入拓展任务。火星车上使用了多种SiC颗粒增强铝基复合材料，分别满足承载结构、运动机构、探测器结构的轻量化、耐磨损、耐冲击、尺寸稳定等苛刻服役要求，用量刷新了我国航天器铝基复合材料占比记录。本文介绍了针对火星车需求的4种铝基复合材料的研发历程，尤其是性能仿真、材料成分设计与制备加工等。在此基础上，针对未来飞行器等先进装备更苛刻服役工况对材料性能的更高要求，对低成本、高效制备和快速响应的需求，介绍了基于材料基因工程思想与大科学装置的研发新模式，展望了铝基复合材料未来的发展方向。
航空 2024年05月30日
载人深潜器耐压壳体用金属材料研发进展

载人深潜器耐压壳体用金属材料研发进展

摘要：介绍了目前6000m以上国内外载人深潜器耐压壳体的选材现状，以各海洋强国载人深潜器应用的金属材料为例，对载人深潜器耐压壳体用金属材料的研发进展情况进行了梳理，分析了未来技术发展趋势。
海工 2024年05月30日
增材制造镁合金技术现状与研究进展

增材制造镁合金技术现状与研究进展

摘要：镁合金具有轻质、比强度高、阻尼减振、生物相容性好、体内可降解等优点，在航空航天、汽车轻量化、生物医疗等领域应用潜力巨大。然而传统的镁合金铸造成形和变形加工技术在制备一体化复杂结构件上具有一定的局限性，制约了镁合金在上述领域的应用普及。增材制造是一种根据三维模型数据逐层熔化沉积的先进技术，有望成为镁合金复杂构件制备的重要技术途径。本文概述了近年来增材制造镁合金的研究进展，重点对选区激光熔化(SLM)和电弧增材制造(WAAM) 2 种主要增材制造的工艺研发现状和影响因素、微观组织、力学性能及耐蚀行为进行分析与总结。研究表明，工艺优化后SLM和WAAM等技术均可获得致密度> 99%的镁合金试件，并且能够获得与传统制造镁合金相当的力学性能和耐蚀性能，增材制造镁合金表现出极大的工程应用潜力。最后，从材料优化、工艺改进及性能评价等方面对增材制造在镁合金中的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。
有色 2024年05月30日
金属激光增材制造材料设计研究进展

金属激光增材制造材料设计研究进展

摘要：激光增材制造被公认为是解决个性化、复杂化金属构件整体成形难题的有效技术手段。现有金属增材制造的研究主要从传统合金牌号出发，但基于平衡凝固过程设计的传统合金成分难以满足增材制造的非平衡冶金动力学特点，往往面临高裂纹敏感性、低韧低疲劳、各向异性等共性问题。因此，需要开展面向激光增材制造的新型材料成分设计研究，充分挖掘增材制造非平衡凝固特性的潜在优势与价值。本文综述了铝合金、钛合金、铁基合金、镁合金等不同材料现有合金牌号增材制造的技术瓶颈，以及面向增材制造的材料创新设计方法与新型合金及其复合材料发展的研究进展。最后提出了金属增材制造材料设计的未来发展趋势。
新材料 2024年05月29日
镍基单晶高温合金的研发进展

镍基单晶高温合金的研发进展

摘要：单晶高温合金是先进航空发动机、燃气轮机的核心热端材料，单晶叶片要求高、制造工艺复杂、容错空间小，在高温、复杂应力、氧化和热腐蚀等苛刻环境下工作。本文概述了近几年镍基单晶高温合金在合金研制、组织性能演化和表征、近服役环境下力学行为评价以及叶片制造工艺等方面的研发进展，并简单介绍了难熔高熵合金等“下一代”新型高温结构材料的研发情况。
稀有 2024年05月29日
镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展

镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展

摘要：为满足不断攀升的两机涡轮动力系统的快速发展，表面冲击强化技术在涡轮转子用高温合金表面强化的应用及相应机制的研究受到了广泛关注。然而，高温合金表面硬化层在高温服役环境下的回复、再结晶行为难以避免，由此引起的表面强韧化、抗疲劳效果的退化，成为制约表面冲击强化技术在先进高温合金关键部件深入应用的瓶颈。本文总结了近年来镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展，分析了表面冲击强化对镍基高温合金表面强韧性及抗疲劳的作用规律，探究了高温合金表面冲击硬化层在高温及长期时效过程中的显微组织、微结构演化及其对高温稳定性的作用机理。以期为发展镍基高温合金表面冲击强化、提高两机涡轮转子疲劳抗力提供基础。
稀有 2024年05月29日
基于稳定性的第三代先进高强钢设计

基于稳定性的第三代先进高强钢设计

摘要：第三代先进高强钢(TG-AHSS)是近年来材料科学与汽车工业领域的研究热点。本文针对TG-AHSS的成分设计、热处理工艺及强韧化机制，基于热力学稳定性阐明了第三代先进高强钢成分设计的宗旨，基于广义稳定性对几类代表性热处理工艺进行了诠释。在此基础上，从广义稳定性与热-动力学相关性形成的热-动力学贯通性入手，对第三代先进高强钢的强韧化机制进行了总结和归纳。从热-动力学角度，对第三代先进高强钢的设计策略进行了展望。
钢铁 2024年05月29日
结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况

结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况

摘要：阻尼材料主要通过内耗把振动能转化为其他形式的能量而减少振动和噪声，这种从材料本身入手来实现减振降噪的方法最为直接和有效。作为一种新兴的结构功能一体化钢铁材料，高锰减振钢依靠其大量的ε马氏体和层错等作为阻尼源而呈现突出的阻尼特性，在力学性能、成本以及适用范围等方面也具有独特的综合优势。结合团队前期取得的研究结果，本文主要对高锰减振钢的国内外研究和发展情况进行综述。首先，对高锰减振钢的微观组织特征进行介绍，分析热与变形诱导条件下奥氏体、ε 马氏体和α'马氏体间的相互转变行为；其次，总结了高锰减振钢的力学行为与加工硬化机制以及阻尼性能和机理，对比几种强化机制对于力学性能的影响规律，并阐明了影响高锰减振钢阻尼性能的关键性因素；最后，指出了高锰减振钢研发过程中存在的问题，并对未来的研究进行展望。
钢铁 2024年05月29日
镁离子电池的工作原理与关键材料

镁离子电池的工作原理与关键材料

摘要:镁离子电池具有原料丰富、成本低廉、环境友好以及高体积比容量等优点,近年来备受广泛研究。然而,充放电过程中缓慢的Mg2+ 扩散动力学性能、镁金属负极表面钝化层的形成以及电解液对空气敏感、腐蚀性强与电压窗口低等问题阻碍了其发展和实际应用。探索合适的电极材料以及与之兼容性好的电解液对镁离子电池的发展至关重要。简述了镁离子电池的工作原理,总结了镁离子电池正极、负极材料以及电解质的研究现状,并探讨了它们存在的问题以及相应的解决策略,旨在推动镁离子电池的进一步发展。
新能源 2024年05月28日
低温金属离子电池负极材料的研究进展

低温金属离子电池负极材料的研究进展

摘要：环境污染与温室效应的日益严重促进了清洁二次能源的发展与利用。具有高能量密度、环境友好等特性的锂离子电池成为最佳的储能载体。但当温度低于0℃时，传统石墨负极难嵌锂，电池性能急剧恶化，且低温充电时易析锂引发安全问题。为了满足锂离子电池的低温应用需求，通过改变电解液成分使其熔点降低，并调节SEI成分与去溶剂化过程，能够降低电荷转移阻抗，但石墨负极的本质属性使其低温应用受到限制。为从根源上解决锂离子电池低温性能差的问题，需要寻找具有适中工作电位、高离子扩散能力、高容量的新型负极材料替代传统石墨负极。嵌入式负极材料中，钛酸锂和二氧化钛具有较好的低温与倍率性能，但能量密度较低，应用范围受到限制，研究重点在于进一步挖掘其低温高倍率能力，使其应用在较为恶劣的服役环境中。合金的嵌锂反应在低温下较易进行，并且能够提供较高容量，其是极具潜力的锂离子电池低温负极材料，可以通过复合结构设计与表面改性提升其低温性能与循环寿命。基于转化反应的负极材料通常具有较高的赝电容效应，较快的表面反应受温度的影响较小，能够在低温下实现快速的充放电，通过纳米结构设计等方法能够进一步增强材料的赝电容效应。尽管Na、K、Mg 等新型金属离子电池能量密度较低，但资源丰富，并且本征低温性能优于锂离子电池，在寻找与之适配的负极材料后有望成为重要的低温储能器件。本文根据金属离子在负极材料中的存储方式来分类，综述了低温锂离子电池以及新型金属离子电池负极材料的研究进展，并展望了低温负极材料的发展趋势。
新能源 2024年05月28日
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