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真空蒸馏提纯金属镱的理论及实验研究

真空蒸馏提纯金属镱的理论及实验研究

摘要：采用Miedema模型研究了真空蒸馏提纯金属镱过程中Ca、Mg、Mn等杂质的分离特性及分离规律，并根据理论分析结果开展了不同温度下镱的真空蒸馏提纯实验。计算结果表明：在1000℃以下杂质Fe、Al、Cu、Ni与Yb的饱和蒸气压差值Δｐ＊ 极大，而杂质Mg、Ca、Mn与Yb的Δｐ＊ 很小；随着温度降低，分离系数βCa,Yb逐渐增大，而分离系数βMg,Yb和βMn,Yb保持稳定，杂质Mg、Ca、Mn的挥发速率急剧下降。实验结果表明，在700℃下真空蒸馏可有效去除金属镱中的杂质Mg、Ca、Mn。
稀有 2025年11月10日
无添加制备超粗晶碳化钨工艺研究

无添加制备超粗晶碳化钨工艺研究

摘要: 采用无添加方式经高温氢还原制备超粗晶钨粉,对还原过程和钨粉质量进行分析,探讨了工艺条件对钨粉质量的影响。将钨粉与炭黑均匀混合、压制后分别在2 100 ℃和2 300 ℃下进行碳化,对比不同温度所得碳化钨的微观组织。结果表明:在1 300 ℃以上和较高的水汽分压条件下能够产出平均粒度为30 μm 以上、粒度均匀且团聚少的钨粉。在较高温度下碳化能够产出成分单一、耐磨性好、缺陷少的超粗晶碳化钨粉。2 300 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金平均粒度达到8.1 μm,比2 100 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金具有更高的抗弯强度和抗冲击磨损性能。
稀有 2025年11月05日
高纯钽靶材的制备及其织构研究

高纯钽靶材的制备及其织构研究

摘要: 根据国内外文献分析了晶粒度和织构对钽靶材溅射产出率的影响,认为晶粒细小且均匀的钽靶材具有较高的溅射产出率。采用高纯钽锭通过大变形锻造并结合轧制和真空退火制备钽靶材,并借助金相显微镜和EBSD 技术对钽靶材的微观组织、晶粒度和织构组成进行了分析。结果表明:通过增大铸锭锻造变形量可使钽靶材在厚度方向获得细小而均匀的晶粒,同时织构在厚度方向均匀地随机分布。
稀有 2025年11月04日
真空蒸馏分离杂质提纯金属钪研究

真空蒸馏分离杂质提纯金属钪研究

摘要: 采用Miedema混合焓模型进行热力学计算,获得了金属钪中各元素的饱和蒸气压、杂质元素与Sc的分离系数以及蒸馏挥发速率,分析了真空蒸馏提纯金属钪过程中Fe、Al杂质的分离特性及规律。根据理论分析结果,在蒸馏温度为1 550~1 700 ℃、真空度小于10-3 Pa的条件下进行金属钪的真空蒸馏提纯实验。计算结果表明,杂质Mg、Ca、Mn、Ni与主元素Sc的饱和蒸气压差值较大,易于真空蒸馏分离,而饱和蒸气压与Sc相近的Fe和Al杂质难分离;在1 550~1 700 ℃范围内杂质Fe、Al与Sc的分离系数均远小于1,且随着蒸馏温度的升高逐渐增大,不利于Sc与Fe、Al分离;随着蒸馏温度的升高,Sc与杂质Fe和Al的挥发速率均逐渐增大,且杂质随其含量升高挥发速率进一步增大。实验结果表明真空蒸馏可有效去除金属钪中的杂质Fe和Al,使其残留在渣相中。
稀有 2025年11月03日
基于机器学习的激光粉末床熔融工艺参数优化、过程监测和服役寿命预测的方法论

基于机器学习的激光粉末床熔融工艺参数优化、过程监测和服役寿命预测的方法论

摘要：激光粉末床熔融工艺(LPBF)因成形精度较高、制造周期短，成为增材制造的主流方法之一，但其制造工艺的可重复性、生产过程的可解释性和成形构件的可靠性仍面临重大挑战。LPBF成形过程涉及的参数众多袁不同工艺参数的选择会导致构件内部产生不同类型的微观/宏观缺陷，进而影响构件的服役性能。因此明确工艺参数、缺陷和性能三者之间的联系是当前激光粉末床熔融制造的热点与难点。作为大数据与人工智能发展到一定阶段的必然产物，机器学习方法为有效处理高维物理量之间的复杂非线性关系提供了契机，在增材制造过程中工艺参数优化、缺陷监测和性能预测等方面得到持续关注。本文介绍了常用的机器学习(ML)模型，总结了LPBF中ML的输入信息，重点分析了数据驱动和物理驱动ML模型在LPBF各领域的应用，最后指出当前ML的局限性，并探讨了其发展趋势和技术前景。
稀有 2025年11月02日
激光增材制造相变诱导型高熵合金的研究进展

激光增材制造相变诱导型高熵合金的研究进展

摘要：高熵合金是以4种及以上元素为主元的合金，热力学上存在高熵效应，动力学上呈现迟滞扩散效应，晶体学上表现为晶格畸变效应，使用时展现出鸡尾酒效应，具有良好的力学性能和耐腐蚀性。相变诱导塑性高熵合金通过在变形过程中发生马氏体相变，延迟了裂纹的产生，同时提高了金属的加工硬化率，解决了塑性-强度难题，具有极大的研究潜力和应用前景。铸造高熵合金存在偏析严重、晶粒粗大等缺陷，成形样品力学性能差。增材制造具有局部熔池快速凝固的特点，成形的高熵合金成分均匀、晶粒细小，力学性能远高于铸件。本文阐述了增材制造成形相变诱导塑性高熵合金的显微组织、力学性能、组织演变、耐蚀性等方面的研究进展，并展望了未来的研究方向。
稀有 2025年10月31日
钨合金的强韧性研究进展

钨合金的强韧性研究进展

摘要：钨及其合金具有高熔点、高密度和优异的抗等离子体溅射侵蚀能力等优点，尤其是在高温服役环境下，还具有优异的综合力学性能，是航空航天、武器装备、核工程等不可或缺的关键材料。但在极端高温服役环境下钨合金面临强化相尺度大、分布不均，导致钨合金高温强韧性不足的问题。为解决上述难题，国内外学者开展了钨合金的强韧性研究，通过调控材料成分与组织结构提高钨合金的力学性能。本文主要从形变强化、固溶强化和弥散强化3个方面阐述钨合金的组织调控与强韧化机制，并对钨合金的未来发展趋势与未解决的问题进行展望。
稀有 2025年10月30日
人造金刚石的合成机理研究现状

人造金刚石的合成机理研究现状

摘要:人造金刚石合成机理的研究符合发展新质生产力的内在要求，可以高效指导优质金刚石晶体材料的制备，特别是对合成边界条件的预测和探究，形核和长大过程的控制，性能的调控和修饰等具有重要作用。本文就目前金刚石合成方法中的高温高压法、爆轰法、气相沉积法的相关合成机理进行详细的阐述，以期对金刚石的合成过程有更加深入的了解。由于目前的技术条件无法对合成过程进行直接实时观察，对人造金刚石的合成机理暂未形成统一的认识，上述理论研究方法主要通过对实验过程和合成前后产物的分析进行推理。笔者认为借助于分子动力学等方法进行模拟仿真，同时利用原位测量设备如原位X射线进行实时监测，结合合成过程中的其他表征，未来有望进一步揭示人造金刚石合成的本质。
稀有 2025年10月24日
高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷中的研究现状与展望

高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷中的研究现状与展望

摘要:Ti(C,N)基金属陶瓷因其具有良好的硬度、耐磨性和化学稳定性，成为制造业中不可或缺的关键材料，进一步提高金属陶瓷材料的强韧性对扩大其应用领域和应用规模具有十分重要的意义。本文阐述了Ti(C,N)基金属陶瓷的相结构特点，并重点综述了高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷的黏结相和添加相成分设计和制备中的应用。对高熵合金/陶瓷在金属陶瓷的主要研究方向进行了总结展望：在Ti(C,N)基金属陶瓷中加入高熵合金黏结相后组织的演变和对材料性能的影响机理需进一步研究；同时高熵陶瓷添加相在Ti(C,N)基金属陶瓷中的作用及机理也是一个重要的研究方向。
稀有 2025年09月10日
激光增材制造硬质合金的缺陷控制工艺与机理

激光增材制造硬质合金的缺陷控制工艺与机理

摘要:选区激光熔化（SLM）技术是目前WC-Co硬质合金增材制造的主要工艺之一，但由于金属相和陶瓷相在物理性质上存在显著差异，如何基于SLM工艺打印得到无裂纹和孔洞、且具有高性能的硬质合金零件仍然面临重要挑战。本文首先基于熔点差异相对较小的WC-Ti粉，研究了激光功率、扫描速率、扫描间距对成形试样孔隙率的影响规律，由此建立了激光工艺参数与打印件致密性的函数关系，发现扫描速率对成形试样致密性的影响最为显著。在此基础上，通过进一步协同优化激光光斑尺寸和粉末粒径，SLM打印WC-Co硬质合金的孔隙率降低至1.5%，完全消除了裂纹，并结合分子动力学模拟揭示了激光光斑尺寸和粉末粒径的优化匹配对抑制打印硬质合金中形成裂纹、孔洞等缺陷的作用机理。基于优化的WC-Co复合粉末、SLM成形和后续热处理条件，打印获得了具有双晶组织特征、近全致密的硬质合金切削刀片，维氏硬度为（1300±20）HV30，抗弯强度为（1020±130）MPa，压缩强度达到（3520±240）MPa，综合力学性能与同成分、类似晶粒尺寸的烧结硬质合金相当，显示出良好的应用前景。
稀有 2025年09月05日