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氮化铝超声振动辅助纳米磨削过程中振幅和频率的微观作用机制：分子动力学研究

氮化铝超声振动辅助纳米磨削过程中振幅和频率的微观作用机制：分子动力学研究

摘要：超精密表面磨抛是制造高端氮化铝基宽禁带半导体芯片及器件的关键工艺。氮化铝为硬脆难加工材料，采用传统纳米磨削等工艺对其加工存在效率低和易损伤等难点。引入超声振动可以提高磨削加工中工件材料的去除率、降低其亚表面损伤。然而，目前对氮化铝超声振动辅助纳米磨削去除机理的认识尚浅，振幅和频率的影响规律和微观作用机制不明。为此，开展了不同条件下氮化铝表面超声振动辅助单金刚石磨粒纳米磨削过程的分子动力学仿真，从原子层面探究振幅和频率对纳米 / 亚纳米级材料去除和亚表面晶格损伤的作用机制。研究结果表明：增加振幅或频率可在降低磨削力的同时，提高材料去除率，降低表面粗糙度和亚表面晶格损伤。随着振幅的增大，磨削力线性减小，去除体积线性增大，位错分布范围减小，材料去除行为由单一的塑性域去除逐渐向复合去除方式转变。当频率达到1 GHz 时，磨削力急剧下降。在超高频振动的影响下，工件局部出现高温，同时磨粒的冲击作用显著增强，导致去除体积大幅增加。此时，磨削表面呈现出均匀稳定的原子层状剥离现象，亚表面则近乎零损伤，无位错和非晶结构。研究结果可为硬脆半导体材料高效率、低损伤的超精密磨削加工工艺条件优化提供理论参考。
机械 2026年06月29日
增材制造硬质材料的研究进展

增材制造硬质材料的研究进展

摘要：硬质材料包括硬质合金、金刚石、氮化硼及其复合材料等，因其高硬度和强耐蚀性等优异特性，在航空航天、汽车制造、医疗器械、能源以及工业工具等诸多领域得到广泛应用。然而，随着复杂形状硬质材料零部件应用需求的日益增长，传统制造方法如粉末冶金技术等面临诸多限制。增材制造技术为此类应用提供了有效的解决方案。本文概述了硬质材料增材制造技术的基本原理并总结了其主要特点，综述了采用增材制造技术制备硬质合金、金刚石、氮化硼及其复合材料等硬质材料的研究现状，探讨了增材制造硬质材料的应用前景，并指出了当前存在的问题及未来的发展方向。
机械 2026年06月26日
火电领域激光熔覆金属防护涂层的研究与应用进展

火电领域激光熔覆金属防护涂层的研究与应用进展

摘要：激光熔覆技术已经成为现代制造业中提高零部件表面性能的重要手段，特别是在电站设备修复和再制造方面显示出了其独特的优势。本文综述了不同类型的激光熔覆工艺以及其在提高材料耐磨性、耐腐蚀性等方面的研究与应用，包括激光熔覆技术在火电站领域应用的最新进展，以及在超临界／ 超超临界电站的应用进展；详述了哈氏合金、镍基合金等材料在激光熔覆过程中表现出的优异性能，包括陶瓷颗粒增强、元素成分选择以及工艺参数优化等。此外，还探讨了激光熔覆技术面临的挑战和未来发展方向，包括工艺参数的优化、涂层新材料的制备、提高熔覆效率和涂层质量的新技术。通过激光熔覆技术能够有效地提高发电设备的耐用性和可靠性，尤其是在超临界／ 超超临界条件下的高温高压环境中。未来激光熔覆技术的发展挑战主要集中在工艺参数的进一步优化、新型涂层材料的研发、提升熔覆效率和涂层质量的新技术开发。解决这些挑战将有效提高发电设备在高温高压环境中的耐用性和可靠性，为该领域的可持续发展提供重要支持。
机械 2026年06月24日
金属切削液技术的研究进展及发展现状

金属切削液技术的研究进展及发展现状

摘要：近年来,随着新能源汽车、航空航天、高端装备制造等行业的快速发展和人工智能、大数据等技术的融合应用,工业母机将向更高程度的高端化、智能化和绿色化迈进。切削液是金属切削过程中实现高效、精密及低成本的必要条件,而随着机械制造业的快速发展,传统切削液的低使役性能与核心零部件高质量制造需求间的矛盾日益凸显;另一方面,切削液的绿色应用和安全处置也已成为制约行业绿色化发展的绊脚石。因此,解决传统切削液的系列问题是整个机械制造业和环保领域面临的重大研究课题。本文以传统切削液存在的局限性为切入点,从环保、经济和功能型３ 个维度对现阶段切削液的研究进行整理,综述了相关润滑冷却机理、工艺效果和参数优化的最新研究进展,分析了不同切削液的优劣势及其在发展过程中存在的问题。最终从工业实际应用角度出发,对金属切削液进行了展望,为实现我国切削液技术向功能化和绿色化的国产替代提供了理论思路和研究方向。
机械 2026年06月22日
常用固体润滑薄膜的辐照损伤研究进展

常用固体润滑薄膜的辐照损伤研究进展

摘要：固体润滑薄膜以其优异的减摩抗磨性能、化学稳定性和高温稳定性在航空航天、核工业及机械制造等领域得到广泛应用。然而，在太空、核反应堆等极端环境中，固体润滑薄膜易受辐照损伤而导致润滑性能失效。本文首先介绍了３ 类常用的固体润滑薄膜：二维层状润滑薄膜、碳基润滑薄膜和金属基润滑薄膜，并概述了它们在辐照和摩擦学方面的研究进展。然后，提出了该领域目前存在的问题，并总结了该领域未来的发展方向。最后，针对固体润滑薄膜在辐照环境下面临的挑战，从热退火处理、元素掺杂、多层复合膜结构设计、界面调控、晶粒细化５ 方面展望了提高３ 类常用的固体润滑薄膜抗辐照性能的措施。该综述旨在帮助研究人员了解该领域研究的重要性及紧迫性，以推动具有优异抗辐照性能的固体润滑材料在苛刻辐照领域的发展应用，从而确保其机械部件在极端环境下的可靠性和稳定性。
机械 2026年06月18日
激光刻蚀与电沉积复合技术制备超疏水表面的研究进展

激光刻蚀与电沉积复合技术制备超疏水表面的研究进展

摘要：超疏水表面因其卓越的防腐、自清洁、防冰等性能,在表面工程、应用科学及微纳制造等领域展现出重要的应用潜力。因此,超疏水表面的制备及相关工艺优化已成为当前学术研究的热点。其中,激光加工与电沉积技术因其工艺成熟性,在超疏水表面制备中得到了广泛关注。本文系统地综述了激光、电沉积及其复合工艺在制备超疏水表面的研究现状。首先,阐述了超疏水表面的定义及润湿性理论,并详细分析了电沉积和激光刻蚀作用机理,归纳了相关研究成果;其次,针对激光与电沉积复合工艺,总结了其在制备超疏水表面方面的优势及研究进展;最后,讨论了当前复合工艺在实际应用中面临的技术瓶颈,并对未来的研究方向进行了展望。
机械 2026年06月15日
激光增材制造表面完整性理论与控制技术的研究现状

激光增材制造表面完整性理论与控制技术的研究现状

摘要:激光增材制造技术虽然具有极高的设计灵活性和制造多功能性,但在应用中其制造的一致性、重复性和质量的可靠性、可预测性难以保证,这就意味着开展表面完整性的理论与控制技术研究,实现以服役性能的精准保证为目标的加工过程定量控制,将成为推动激光增材制造过程精准调控的关键。因此,通过实验和仿真来研究工艺-结构-性能-服役(ＰＳＰＰ)关系是进一步提高增材制造能力的行之有效的策略。本文首先简要概述了激光增材制造技术的分类,并对过程控制进行了描述;然后,讨论了表面微观结构、内部缺陷、表面粗糙度和残余应力如何影响激光增材制造构件的力学和服役性能;并探讨了引入机器学习对ＰＳＰＰ 的非线性过程的影响;最后,讨论了激光增材制造表面完整性控制技术未来的发展趋势。
机械 2026年06月12日
异质材料钎焊技术与应用研究进展

异质材料钎焊技术与应用研究进展

摘要：轻量化、高性能与多功能化是当前制造业的新兴趋势，在该趋势的推动下，材料连接技术逐渐向多材料、混合结构的方向发展，从而显著提升了对异质材料连接的需求. 异质材料连接技术能够充分发挥不同材料的性能优势，满足现代工业对结构轻量化、功能集成化和性能最优化的要求. 然而，异质材料在连接过程中，由于物理、化学和热力学性质的显著差异，容易出现物相不相容、受热不均匀、界面化合物不稳定、残余应力较大等难题. 针对上述问题，文中总结了近年来异质材料钎焊领域的相关研究和应用现状. 首先，从被连接母材的角度出发，介绍了陶瓷与陶瓷基复合材料、高温合金和金刚石3 种典型异质材料钎焊问题的研究热点；其次，从连接方法的角度，介绍了熔钎焊等新兴钎焊工艺和技术的发展现状；最后，总结了异质材料钎焊技术的应用以及所面临的关键问题，并对其未来的发展趋势和技术难点进行了展望.创新点： (1) 从被连接母材和连接技术两个角度出发，梳理了国内外关于异质材料钎焊连接问题的研究现状.(2) 提出了异质材料钎焊技术所面临的问题，并展望了其未来发展方向.
机械 2026年06月11日
焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术

焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术

摘要：目前，焊接结构件焊缝成形质量的无损检测仍普遍采用低效率、低精度的目视方法. 为改善这一现状，一种基于结构光视觉的焊缝成形质量在线检测技术被提出，建立的3D 坐标识别模型，赋予了该技术对空间3D 信息的感知能力，融合YOLOv5 与空间距离判断法的图像处理算法，从结构光图像中自主判定焊缝的类型，并自动测量焊缝的几何尺寸，如焊缝宽度、余高与焊脚尺寸等，该算法不再局限于焊缝轮廓的监测，还可准确地识别、分类与定位各种焊缝几何缺陷，如焊缝超高、错边、未焊满下垂、咬边、焊瘤、凸度过大与焊脚不对称等，并根据ISO 5817:1992 标准在线自主评定缺陷的质量等级. 结果表明，该技术对焊缝几何尺寸的测量精度可达10−2 mm 量级，对焊缝几何缺陷的质量等级评定准确率达100%，完全满足自动化焊接生产线在线评定焊缝成形质量的技术要求.创新点： (1) 设计了对接焊缝和角接焊缝同等适用的成形质量在线检测技术.。（2）实现了焊缝几何尺寸的精确测量.(3) 实现了焊缝几何缺陷的准确识别、分类、定位与质量等级评定.
机械 2026年06月10日
激光冲击微成形研究现状及展望

激光冲击微成形研究现状及展望

摘要: 激光冲击微成形是一种基于高能脉冲激光诱导等离子体冲击波实现微纳米级塑性变形的先进制造技术。系统综述了激光冲击微成形的原理及装备、尺寸效应、技术应用、最新应用拓展和局限性, 并进行了总结与展望。激光冲击微成形的核心装备主要包括高能脉冲激光系统、精密运动控制系统和约束烧蚀系统等, 实现高能脉冲对微纳米结构的精准成形。该技术已广泛的在微压印和微拉深等领域展开深入研究, 并较为成功地用于微纳结构的制备和生产中。同时, 基于该技术开发了以激光冲击微液压成形、激光冲击微气泡成形和激光冲击微铆接成形等新兴的激光冲击微成形技术, 促进了激光冲击技术的多元化发展。最后基于该技术现有的发展及相关局限性, 对其进行了系统性的总结与展望。
机械 2026年06月10日