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水下焊接关键技术及其应用的研究进展

水下焊接关键技术及其应用的研究进展

摘要：水下焊接技术是舰船、海工、核电等高端装备水下结构物损伤应急或永久修复的重要手段。本文从设备开发、工艺研究及工程应用三个方面介绍水下焊接技术的进展与挑战。在设备开发方面，高性能焊接电源、微型排水罩、智能送丝装置及智能焊接机器人等装备的创新有效提升了焊接质量与效率。在工艺研究方面，聚焦焊接过程动态监测，研究组织演变与力学性能并阐明热输入等参数与显微组织的关联，同时结合质量优化方法可进一步提升焊接可靠性与效率。工程应用实践表明，水下焊接在核电维修、舰船抢修及海上风电修复中展现出重要价值。未来研究需推动水下焊接技术向高可靠、高效率及自主化方向突破，为大型水下结构物修复提供关键技术支撑。
机械 2026年08月18日
影响冷喷涂粒子沉积的关键因素：粉末表面氧化综述

影响冷喷涂粒子沉积的关键因素：粉末表面氧化综述

摘要：冷喷涂技术因具有低温固态沉积特性，在高性能金属或金属基复合涂层制备、修复及增材制造领域已有重要应用。然而，原始喷涂粉末的表面氧化状态对冷喷涂粒子沉积过程及所制备涂层或沉积体的微观组织、界面结合质量和力学性能具有重要影响。一般来说，粒子表面氧化膜的存在增加了粉末的临界沉积速率，降低了粒子塑性变形能力，并在界面处形成未结合区或脆性夹杂，从而显著影响粉末的沉积效率和沉积体的力学性能。然而，在特定条件下，粉末表面的氧化膜经过碰撞作用而破碎，不连续的氧化膜均匀分布在涂层中，通过弥散强化能够提高涂层的硬度。本文主要综述了粉末表面氧化膜在喷涂沉积过程中的破碎行为及其对涂层微观组织和性能的影响，重点探讨了氧化膜对界面结合、涂层组织及性能的影响机制。此外，本文还提出了高强塑性沉积体对粉末低O含量的严格要求，为优化冷喷涂材料性能提供理论指导。最后，对粉末表面氧化膜在冷喷涂增材制造中的影响及未来研究方向进行了展望。
机械 2026年08月17日
系列化高端液压支架智能制造体系构建研究

系列化高端液压支架智能制造体系构建研究

摘要：针对我国高端液压支架制造粗放、质量可靠性不足等突出问题，围绕系列化高端液压支架智能制造体系展开研究，提出了以整体标准-云端设计-智能制造-质量管控为主线的全流程智能制造体系架构。首先，分析了国内外液压支架研究现状，明确了国产装备与国际顶尖水平的差距；随后，构建了含通用、安全、制造等五类核心标准的智能制造标准体系及九大维度管理体系；进而从精准设计系统、全流程智能制造、全流程质量优化三方面搭建体系；最后，提出了新技术融合、多维度保障及“产学研用” 协同等建议。该研究可为我国高端液压支架的智能化转型与产业升级提供理论支撑与实践路径。
机械 2026年08月17日
增材制造原位表征：同步辐射超快X射线成像与衍射技术应用

增材制造原位表征：同步辐射超快X射线成像与衍射技术应用

摘要：同步辐射技术作为揭示增材制造过程中多尺度物理冶金行为的“超级显微镜”，为破解增材制造“黑箱”过程提供了革命性的研究手段。本文系统综述了同步辐射在增材制造原位表征领域的应用进展：在成像方面，高时空分辨超快X 射线成像技术实现了增材制造熔池、缺陷及凝固过程动态演化行为的原位观测，揭示了匙孔波动诱导气孔、马兰戈尼（Marangoni）力驱动缺陷消除等关键机理；在衍射方面，超快X 射线衍射技术定量解析了增材制造快速凝固过程中的相变动力学与残余应力演变规律。进一步，本文探讨了同步辐射原位表征技术与人工智能、多物理场模拟联用的未来发展方向，并展望了其在增材制造工艺优化、缺陷智能检测及新材料开发中的应用潜力，指出该技术为推动增材制造从经验试错向机理驱动转型提供了理论基础与技术途径。
机械 2026年08月14日
陶瓷增材制造技术在催化剂载体领域的研究进展

陶瓷增材制造技术在催化剂载体领域的研究进展

摘要：陶瓷增材制造技术通过高精度结构设计与多材料一体化成型，为催化领域提供了从载体定制到活性位点精准调控的新方法。基于陶瓷增材制造技术制备的催化剂载体具有更高的传质效率、自由成型的几何形态、优异的热稳定性，在降低成本的同时，推动了绿色能源发展。本文综述了应用于陶瓷催化剂载体的四种主要增材制造技术，包括墨水书写成型技术、立体光固化成型技术、数字光投影技术和熔融沉积技术，概述了四种常见的催化剂载体陶瓷体系，总结了陶瓷增材制造技术制备不同类型陶瓷催化剂载体的研究现状，着重讨论了在汽车尾气处理、脱硝处理、化学合成、固体氧化物燃料电池、太阳能热化学循环反应等不同应用场景下催化剂载体的研究进展，最后，对陶瓷增材制造催化剂载体所面临的关键挑战与未来发展方向进行了展望。未来研究应重点围绕新型多功能陶瓷材料体系开发、高精度与多尺度结构协同设计、活性位点与传质行为的耦合调控以及绿色低能耗成型与后处理工艺展开，以推动陶瓷增材制造催化剂载体在能源转化与环境催化等领域的规模化应用。
机械 2026年08月13日
面向智能响应的多功能机械超材料设计与应用

面向智能响应的多功能机械超材料设计与应用

摘要：机械超材料通过结构单元拓扑设计、多材料配合与尺度协同设计，使材料在宏观层面获得超越天然材料的力学性能调控能力，为突破自然材料约束提供了新思路，在航空航天、深海探测和智能装备等领域具有广阔的应用前景。近年来，随着物理原理创新、设计方法优化和制造方法升级，机械超材料正由单一性能设计，向多功能集成、可编程响应与外场调控方向演进。多功能机械超材料不局限于实现低频减振、负泊松比、各向异性等单一性能，还能通过结构重构实现力-位移曲线、泊松比和波传播行为的动态调节，打破了机械超材料设计后性能固定的局限性。本文系统回顾了面向智能响应的多功能机械超材料的研究进展与发展趋势，重点聚焦准零刚度、负泊松比、带隙调控等功能的机械超材料实现可编程设计与外场驱动多模态的研究现状，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括研究应聚焦于高效集成的单胞设计、多物理场耦合下的原位调节模拟与精确设计，基于新型物理机制、智能材料与先进制造技术推动机械超材料从被动设计走向主动智能，实现其在复杂工况下的广泛应用。
机械 2026年08月12日
电弧增材制造技术研究进展

电弧增材制造技术研究进展

摘要：电弧增材制造具有成形效率高、环境适应性强、加工成本低、装备操作简单等优势，已成为大型金属结构件成形的先进技术，对推动新材料的高质量发展具有重要作用。但由于电弧增材过程涉及电弧传质传热行为、熔覆金属的动力学行为、合金化控制等复杂物理化学过程，结构件的成形和性能的控制较为困难。本文从技术分类、硬件系统、软件系统、成形控制和性能优化等方面总结了国内外电弧增材的相关研究进展，系统梳理了电弧增材型件的控形控性策略，并对该技术的未来发展趋势进行展望，旨在为该领域的后续研究与工程应用提供有益参考。
机械 2026年08月12日
超高速激光熔覆研究现状与进展

超高速激光熔覆研究现状与进展

摘要：超高速激光熔覆作为一项新兴技术，具有高效率、无污染、低孔隙率、小热影响区、低稀释率等优异特点，显著提高了普通激光熔覆技术所制备涂层的性能，并拓宽了其应用领域。鉴于超高速激光熔覆的优势，本文首先介绍了超高速激光熔覆不同于普通激光熔覆的技术特点和基本原理，围绕其主要工艺参数对涂层形貌、微观组织和性能的影响进行了总结，之后从粉末运动和熔覆过程两方面介绍了超高速激光熔覆数值模拟，介绍了超高速激光熔覆涂层质量监控与控制现状，并对超高速激光熔覆制备的涂层材料体系进行了重点论述。大量研究表明超高速激光熔覆制备的涂层性能在极低的稀释率和晶粒细化的共同作用下优于普通激光熔覆。随后对超高速激光熔覆制备涂层的常见缺陷进行了概括，最后对超高速激光熔覆已有的应用和未来可能的发展方向进行了展望。
机械 2026年08月11日
多功能超滑涂层的研究进展

多功能超滑涂层的研究进展

摘要: 在漫长的进化历程中,自然界的生物演变出诸多独特结构,为科技发展提供了源源不断的灵感。其中,荷叶表面呈现的疏水特性极大地激发了研究人员对表面湿润性领域的深入探究。为进一步解决超疏水涂层在极端条件下(如机械磨损、化学腐蚀和温度变化)可能失效的固有缺陷,润滑油被引入其表面,从而制备出高性能的超滑涂层。结合国内外相关研究,综述超滑表面在防腐蚀、除冰霜及耐磨损3个功能方向的研究进展。最后,针对超滑涂层面临的磨损与老化问题,以及如何提高其耐久性与使用寿命等当前挑战,进行了总结与展望。
机械 2026年08月11日
原子层刻蚀：工艺、材料兼容性与应用研究进展

原子层刻蚀：工艺、材料兼容性与应用研究进展

摘要：原子层刻蚀（Atomic Layer Etching，ALE）是一种基于“表面改性-刻蚀”循环机制的原子级精度材料去除技术，凭借其单层自限性、高选择性和三维均匀性，被广泛应用于半导体制造、纳米器件加工及光电子器件开发等领域。根据刻蚀过程所需能量来源不同，ALE 技术主要分为热原子层刻蚀（T-ALE）、激光原子层刻蚀（L-ALE）、离子束原子层刻蚀（IB-ALE）和等离子体原子层刻蚀（P-ALE）。文章综述了各类ALE 技术的基本原理、工艺特征及最新研究进展，重点探讨了等离子体原子层刻蚀（P-ALE）在硅基材料、氮化硅、氧化硅及过渡金属化合物等体系中的最新应用。同时，对比国内外发展现状，提出国内ALE 技术有待突破多材料兼容性、工艺稳定性及环保前驱体开发等挑战。最后，展望了ALE技术的未来发展方向，包括激光-等离子体耦合工艺、机器学习驱动的智能化控制及低全球变暖潜能值（GWP）气体替代，为下一代原子级制造技术的研发与应用提供理论支撑。
机械 2026年08月10日