锆基非晶合金焊接与晶化控制研究现状

[ 摘要] 锆基非晶合金凭借着高强度和耐腐蚀等优异性能成为材料科学与工程领域的研究热点,并在航空航天、电力电气等领域实现应用。然而,块体锆基非晶合金制备尺寸有限且焊接过程中易发生晶化,难以实现大尺寸非晶材料的生产应用。因此,在分析锆基非晶合金焊接性的基础上,综述了锆基非晶合金焊接的研究现状以及晶化控制研究进展,最后针对锆基非晶合金焊接存在的问题对未来的研究方向进行了展望。

高熵非晶材料及其增材制造技术研究进展

摘要:高熵非晶合金具有独特的物理、化学和力学性能以及更好的热稳定性,因而其制备技术成为国内外重要的研究热点之一. 然而利用传统技术制备高熵非晶材料时会产生晶粒粗大及材料浪费等缺点,难以满足工艺生产需要。而增材制造技术的精准制造和快速冷却等特点可以解决这一问题,制备出各项性能优越的高熵非晶合金。简要介绍了高熵非晶材料的研究体系和常用制造方法,着重阐述了高熵非晶材料的断裂强度、耐腐蚀性和热稳定性的研究,对增材制造技术的工艺特征和优势,以及利用增材制造技术制备高熵非晶合金的科学难点作出了总结。结果表明,利用增材制造技术有利于获得致密均匀的高熵非晶材料,但对于非晶相形成的解释仅限于高熵合金4大效应.最后阐述了近年来利用常用的两种增材制造手段制造高熵非晶合金的研究,并对增材制造技术制备高熵非晶材料的发展趋势提出了展望。创新点:(1) 阐明了高熵合金中非晶相的形成机理。(2) 阐述了常用于制造高熵非晶材料的两种增材制造方法。

镍基单晶高温合金的研发进展

摘要:单晶高温合金是先进航空发动机、燃气轮机的核心热端材料,单晶叶片要求高、制造工艺复杂、容错空间小,在高温、复杂应力、氧化和热腐蚀等苛刻环境下工作。本文概述了近几年镍基单晶高温合金在合金研制、组织性能演化和表征、近服役环境下力学行为评价以及叶片制造工艺等方面的研发进展,并简单介绍了难熔高熵合金等“下一代”新型高温结构材料的研发情况。

类石墨烯二硫化钼的合成及应用研究进展

摘要: 类石墨烯二硫化钼( MoS2)是一种具有超薄层状结构的新型二维半导体材料。由于其具有可控带隙及特殊的六方晶系结构,表现出优异的电学、光学、热学和机械性能,从而受到了纳米电子器件、光电子器件和传感等领域研究者的广泛关注。本文介绍了类石墨烯MoS2的基本结构,对其常用的合成方法及应用进行了重点综述,并展望了其未来的研究发展趋势和面临的挑战。

碳纳米管在高速列车电磁屏蔽领域应用研究展望

摘要:碳纳米管(CNTs)由于具有优异的物理化学性能和良好的改性空间,在高速列车电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。然而碳纳米管不具有铁磁性,对于电磁波的直接吸收能力相对较弱,因此往往需要对碳纳米管进行改性后再使用。 结合高速列车这一特殊应用环境,总结了碳纳米管在电磁屏蔽领域的优势。简述了电磁屏蔽材料阻碍电磁波的机制,并综述了近年来CNTs应用于电磁屏蔽领域的研究进展,包括与铁磁性材料复配、化学镀或沉积金属镀层、与MXene复配、稀土元素改性,并对不同改性方法的作用机制进行了分析。最后对CNTs材料在电磁屏蔽领域未来的发展方向进行了总结和展望,提出获得性能更加优异的碳纳米管屏蔽体的新方法,可以从复合镀层、稀土元素改性、晶体化镀层等角度进行探索。

激光熔覆高熵合金涂层的研究进展

摘要:近年来,高熵合金凭借其耐磨损、耐腐蚀、强韧性、高温抗氧化性和生物相容性等优异性能引起了人们广泛关注。激光熔覆是一种涉及多学科的现代表面强化技术,具有能量密度高、快速加热和冷却、稀释率低、热影响区小、成分偏析少、冶金结合性好等特点。本文综述了激光熔覆高熵合金涂层的最新研究进展。首先,概述了高熵合金的设计理念以及激光熔覆高熵合金涂层的优点。然后,介绍了激光熔覆高熵合金涂层的相结构和性能特征,以及合金元素对其影响规律,讨论了激光工艺参数和辅助激光熔覆技术对激光熔覆高熵合金涂层组织结构和性能的影响。最后,总结与展望了激光熔覆高熵合金涂层的发展趋势。

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。

超细晶和纳米晶钨基合金制备方法的研究现状与进展

摘要:先进核聚变能系统的发展需要具有更加优良力学性能和抗辐照性能的钨基合金。超细晶钨(晶粒尺寸0.1~1.0μm)和纳米晶钨(晶粒尺寸小于0.1μm)具有低溅射腐蚀速率、良好的抗辐照能力以及较高的高温强度等,因而在核工业、航空航天、电子器件等领域中具有重要的潜在应用价值。本文从自上而下法和自下而上法两个方面介绍了超细晶和纳米晶钨基合金的制备方法及其主要性能,综述了国内外在制备超细晶和纳米晶钨基合金方向上的最新成果,分析了国内外超细晶和纳米晶钨基合金的制备技术、制备过程及其存在的问题,并对超细晶和纳米晶钨的应用和发展方向进行了展望。

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。

机械合金化高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能研究

摘要:机械合金化(MA)是一种借助高能球磨机来制备高熵合金(HEAs)的方法,该方法能在较低的温度下使合金元素有效且均匀地融合,从而得到性能优良的高熵合金材料。本工作采用机械合金化方法制备了FeCoNiCrMn 高熵合金,并对其晶体结构、力学性能和耐腐蚀性能进行了表征。研究结果显示,机械合金化制备的FeCoNiCrMn高熵合金为FCC晶体结构,烧结压力的增加不会引起晶格常数的变化。FeCoNiCrMn高熵合金自身密度较高,在不同烧结压力下均表现出良好的抗拉性和延伸性,在塑性和断裂强度方面也呈现出较好的力学性能优势。同时,FeCoNiCrMn高熵合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液、0.5mol/L H2SO2溶液、1mol/L HCl溶液和1mol/L NaOH溶液等腐蚀介质中均表现出较高的抗腐蚀性。因此,机械合金化高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能较为优良,具有良好的应用前景。