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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
硬质合金强韧化理论设计及应用

硬质合金强韧化理论设计及应用

摘要：硬质合金因具备多种优越性能而在现代工业中不可或缺，但其硬度与韧性的矛盾制约了其性能进一步提升。多尺度材料计算方法融合多尺度理论模型与关键实验，能高效研发新材料，为硬质合金强韧化提供科学支撑。本文介绍了第一性原理计算、热力学和动力学计算、相场模拟及有限元模拟等理论手段，展示了黏结相强韧化（纳米相析出）、硬质相强韧化（调幅分解）以及组织结构优化（表面梯度结构和晶须增韧）等硬质合金强度和韧性协同提升的有效措施，并探讨了通过理论设计和关键实验验证相结合的方法来高效提升硬质合金性能。多尺度材料计算方法可为设计和制备出高强高韧硬质合金材料提供理论依据和实践指导，未来需在此基础上深入研究材料微结构演变的内在机制及其与性能的构效关系，推动硬质合金材料研发的创新和进步。
稀有 2025年09月04日
深海采矿技术现状与硬质合金需求分析

深海采矿技术现状与硬质合金需求分析

摘要:深海海底蕴藏丰富的关键金属矿产资源，有效开发深海矿产资源，对于缓解陆地资源枯竭、保障国家矿产资源安全、推进深海关键技术发展具有重要意义。本文在阐述国际海底矿产资源概况及深海采矿技术发展现状的基础上，调研分析了硬质合金材料在深海采矿装备中的应用需求，以多金属硫化物采矿车切割截齿为例，探讨了深海采矿对硬质合金材料性能的具体要求，提出了在深海金属矿产开发领域切割破碎所用硬质合金材料的关键技术，为硬质合金材料在深海采矿领域的应用与发展提供参考。
稀有 2025年08月31日
高熵化设计在硬质合金中的应用

高熵化设计在硬质合金中的应用

摘要：多主元合金，包括高熵合金，由多个主要元素构成，改变了传统合金的设计理念，具有优异的强度-塑性综合调控性能、耐腐蚀、耐高温等特性，为材料性能优化提供了灵活高效的研究思路。在高性能硬质合金材料中，高熵化的概念同时在黏结相和硬质相方面得到了应用。本文针对多主元黏结相和多主元硬质相，重点分析了高熵化对硬质合金材料微观组织、强韧性调控和服役性能的影响机制，并介绍了作者团队的最新研究进展，最后展望了高熵化硬质合金材料的发展前景。
稀有 2025年08月27日
纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

摘要：银薄膜作为高新技术领域极具潜力的新材料，在现代工业中得到了广泛的应用。以银靶为源材料的磁控溅射已成为制备银薄膜的常用方法。本研究比较了冷轧状态和退火状态下Ag靶的溅射性能，探讨了Ag靶与Ag薄膜之间的关系。结果表明：冷轧变形量为83.33%后进行 600 ℃退火可以有效提高 Ag{110}的织构密度。冷轧态和退火态Ag靶具有相似的沉积速率。两种Ag薄膜的电阻率均随溅射时间的延长而降低。在溅射时间相同的情况下，退火态Ag靶溅射的Ag薄膜电阻率低于冷轧态Ag靶溅射的Ag薄膜。退火态Ag靶组织均匀，溅射后溅射跑道较浅。
稀有 2025年08月26日
银基合金滑动电接触材料研究进展

银基合金滑动电接触材料研究进展

摘要：银基电接触材料被广泛应用于电触头、导电刷、导电环、电换向片、电位器等电子电路关键零部件当中，承担电信号传递和控制、电流换向等重要用途。本文总结了AgCu 系、AgNi 系、AgCuNi系三类银基贵廉合金滑动电接触材料的发展历程，性能持续提高的技术路径，介绍了机器学习在电接触材料研发上的关键技术和现状，展望了机器学习在电接触材料研发的发展趋势。
稀有 2025年06月11日