高熵合金在焊接领域的应用研究现状

摘要：高熵合金由于其新颖的设计理念及特殊性能，成为材料科学领域内新的研究热点。目前高熵合金的研究与应用还主要局限在材料的制备与合成方面，随着其在工业领域的广泛应用，必然涉及高熵合金在焊接领域的研究。本文从高熵合金同种材料的焊接、高熵合金和异种材料之间的焊接以及高熵合金作为填充材料进行异种材料之间的焊接三个方面展开叙述，重点分析焊接方法、高熵合金组分、焊接初始状态及焊接参数等因素对接头组织和性能的影响，特别在高熵合金作为填充材料时，利用高熵效应和迟滞扩散效应进行的界面调控尤为重要；对不同制备方法下的高熵合金涂层进行细致分析，介绍熔覆工艺、添加微量元素以及后热处理的影响，着重对比激光熔覆工艺下高熵合金涂层的耐磨性；通过对高熵合金在焊接领域的研究与应用进行总结，提出目前存在的问题主要是尚未建立高熵合金体系和焊接工艺间的对应标准及阐明缺陷的形成机理；并对未来高熵合金在焊接领域的重点研究方向进行了展望。

新材料 2024年07月11日 1 点赞 0 评论 119 浏览

层级孔喷涂粉末构筑及新一代长寿命热障涂层材料的研究进展

摘要：广泛应用于航空发动机和地面燃气轮机中的热障涂层具有低热导率和良好的耐温性能，能够降低涡轮叶片表面温度，使高温结构件能在高于其熔点的环境中长时间高效率的服役。热障涂层的性能和寿命受到陶瓷层材料与其结构的直接影响，采用可控原料粉末对陶瓷涂层进行微观结构调节的方法可以减少涂层中的应变-应力失配，具有操作灵活、效果显著、调控范围广等优势。针对传统热障涂层应变容限低，抗热震性能不足等问题，本团队开发了静电喷雾技术结合相分离原理（ESP）制备新型热喷涂微球粉末的造粒理论和实现方法，实现了对粉末形貌结构的精确构筑，可用于制备核壳、均质和层级孔等全体系喷涂微球粉末。与传统的喷涂粉末相比，其中层级孔微球粉末（由特殊的纳米-微米层级跨尺度孔构成）呈现耐烧结、低热导率、高比强度及95%以上的高温波段反射率特点。使用层级孔微球粉末喷涂的热障涂层由于层级孔特征结构的保留，展现出优异的力学性能和隔热性能，热循环寿命提升2倍以上，热导率下降50%以上，且在服役过程中体现出良好的抗烧结性能。ESP造粒技术为新型热障涂层材料从材料设计到工程应用提供了一种快速的涂层性能调控方法，现已成功应用于稀土锆酸盐、稀土钽酸盐和稀土掺杂 YSZ高熵体系等新型热障涂层的制备之中，随着层级孔结构对材料力学、光学、热学的深入研究及其内部拓扑结构的精确控制，未来将会在航空航天、军事国防、荧光测温等领域获得更为广泛的应用。

新材料 2024年07月11日 1 点赞 0 评论 90 浏览

常见结构材料低温性能研究进展

摘要：随着深空探测、极地科考、低温贮运等低温领域的快速发展，对低温材料的要求越来越高，低温材料逐渐成为目前国内外的研究热点。本文综述低温钢、铝合金、钛合金、铝基复合材料以及树脂基复合材料等常见结构材料的低温性能，归纳不同晶体结构、合金种类、合金元素等因素对结构材料的低温强度、塑性与韧性等力学性能的影响及低温变形和强韧化机理，介绍不同种类低温结构材料在国内外重要领域的应用，提出了低温材料未来的研究展望。

新材料 2024年07月08日 1 点赞 0 评论 171 浏览

电子材料新奇物性研究中的关键科学问题

摘要：基于国家自然科学基金委员会第298期“双清论坛”，本文介绍了5d电子相关材料的新奇物性以及相关材料体系的研究意义，从理论、制备、表征、器件四个主要方向回顾了这一研究领域的研究现状以及面临的主要挑战，并进一步提出了亟需关注和解决的重要基础科学问题和重点研究方向。

新材料 2024年07月04日 1 点赞 0 评论 120 浏览

高熵陶瓷薄膜晶体结构、制备及其功能特性研究进展

摘要：高熵陶瓷薄膜是在高熵合金薄膜中掺入C、N、O等非金属元素形成的碳化物、氮化物、氧化物等性能更优异的薄膜材料。由于高熵陶瓷薄膜具有组分可调节空间大、熵效应独特及材料性能可调控等优点，因此高熵陶瓷薄膜无论是作为结构材料还是功能材料，都有望成为综合多种优异性能的薄膜材料。首先介绍了含有C、N、O等不同非金属元素的高熵陶瓷薄膜的晶体结构，并研究了改变晶体结构的影响因素。除了掺入薄膜中的C、N、O等非金属元素含量会对薄膜的晶体结构产生显著影响外，制备工艺中的工艺参数也会对高熵陶瓷薄膜的晶体结构产生影响。例如，随着基底温度的升高，高熵氮化物薄膜会由非晶结构转变为简单的FCC 固溶体结构。另外，基底偏压虽不能直接影响高熵陶瓷薄膜的晶体结构，但对薄膜的择优取向有着显著影响。综述了制备高熵陶瓷薄膜常用的技术，包括磁控溅射技术、脉冲激光沉积技术、真空电弧沉积等。综述了目前国内外研究者对高熵陶瓷薄膜的功能特性的研究进展，包括抗辐照性、扩散阻挡性、电催化性、磁学性、生物相容性等。最后总结了高熵陶瓷薄膜的应用，并指出了目前研究的不足，以及高熵陶瓷薄膜未来的研究方向。

新材料 2024年07月04日 1 点赞 0 评论 127 浏览

类石墨涂层的研究进展

摘要: 类石墨(GLC)涂层具有优异的摩擦学性能和较低的内应力,其摩擦系数小、磨损率低,可以作为减少运动部件摩擦磨损、延长使用寿命的保护涂层的候选材料之一,在机械工程、医疗和电子等领域具有广泛的应用潜力。类石墨涂层与类金刚石(DLC)涂层同属于非晶碳涂层,差异在于sp2和sp3键的含量,其制备方法、结构和性能都有明显的不同。类石墨涂层以sp2杂化为主,目前研究者们对其结构和性能及其掺杂和应用进行了大量的研究。本文综述了类石墨涂层的研究成果、分析了掺杂对类石墨涂层性能的影响、列举了不同类石墨涂层的应用范围,旨在为开发更合适的类石墨涂层提供参考,最后对类石墨涂层的研究方向及相关技术的研究发展进行了展望。

新材料 2024年06月28日 1 点赞 0 评论 118 浏览

高熵形状记忆合金的研究进展

摘要： TiNi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性，使其广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。然而，面对日益增长的在更苛刻环境下服役的需求，传统二元TiNi合金存在着相变温度低、高温环境下功能特性丧失和强度不足等问题，还需要不断优化合金成分和热处理工艺以提升其性能，从而发展出高性能形状记忆合金。TiNi合金的力学性能和功能特性受多种因素的影响，本文主要从合金成分的角度重点概述了各合金化元素对合金微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性的影响，并结合高熵合金化思想，综述了近年来在TiNi基高熵形状记忆合金领域取得的进展。最后展望了TiNi基形状记忆合金未来的发展方向及应用前景。

新材料 2024年06月27日 1 点赞 0 评论 104 浏览

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展:新型粘结相

摘要: Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料,具有出色的硬度和韧性组合,在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe 基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善,其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展,总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理,并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。

新材料 2024年06月27日 1 点赞 0 评论 72 浏览

第一性原理在热障涂层中的研究与应用进展

摘要：第一性原理作为一种不依赖经验参数的定量分析方法，能够大幅度缩减材料从设计到工程化应用的周期及成本，对热障涂层的研究具有重要的推动作用。总结了近年来第一性原理在热障涂层材料体系设计和界面结合优化等方面的研究成果，从热障涂层材料的结构稳定性、力学性能、热物理性能和耐腐蚀性能等４个方面，概括了第一性原理在界面结合功、分离功、电子结构、成键情况等方面的应用，揭示了杂质和掺杂剂对界面强化/削弱的机理，为热障涂层的深入研究提供了必要的理论知识储备。

新材料 2024年06月25日 1 点赞 0 评论 102 浏览

石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备

摘要:为促进石墨烯基复合材料的制备和应用，利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层，利用扫描电镜(SEM)对镀层的形貌进行了观察分析，利用X射线衍射仪(XRD)对镀层的物相进行了分析，利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明: 在相同的制备条件下，对于石墨烯/镍复合镀层，石墨烯的引入使镍基晶粒细化，且由于石墨烯导电性能比镍好，在电沉积过程中，镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起; 而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层，晶粒较大。XRD检测结果显示，整个电沉积过程无相变发生，石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小，组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小，沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大，分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层，最高硬度可达约530HV4.9N。以上结果表明:利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中，是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。

新材料 2024年06月25日 0 点赞 0 评论 109 浏览