高铁含量2∶17型钐钴永磁材料研究进展

摘要:新能源汽车和轨道交通等领域的快速发展对永磁材料的耐温能力和最大磁能积提出了更高要求。基于2∶17型钐钴(SmCo)磁体的高居里温度优势,适当增加铁对钴的替代量,是开发耐高温磁能积磁体的重要途径。然而,当铁的质量分数超过20%时,磁体中结构缺陷大幅增加,退磁曲线方形度和矫顽力急剧恶化,制约了最大磁能积的提升。基于高铁含量 2∶17型 SmCo永磁材料的研究现状及问题,本文从晶内和晶界两个方面概述了磁体中常见的结构缺陷,并总结了结构优化与磁性能提升的新进展,最后对高铁含量 SmCo永磁材料的研究趋势进行了展望。

碲的回收和高纯化制备研究进展

摘要:碲属于典型稀散金属,主要来源于铜阳极泥,是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体快速发展,对碲的需求急剧增长,碲的回收及高值化利用越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分离、富集及高纯化制备进行了综述,为碲的高效回收及高值化制备提供理论指导,并进一步展望了碲纯化的重要发展方向。

新型ECAP工艺制备超细晶材料研究进展

摘要:等径角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)因可制备出超细晶材料而受到界内广泛关注。其制备出块体超细晶材料具有优异的力学性能与耐腐蚀性能,目前已在航空航天、生物医疗、机械电子等领域得到率先应用,成为国内外材料学者研究的热点。然而, ECAP技术在发展和应用过程中仍然受到多重限制。对ECAP工艺进行优化与改进已成为发展趋势。初期,诸多学者通过实验研究证明:新型ECAP可达到“一次挤压,多次应变”的效果,晶粒细化更加明显,可制备出力学性能优异的材料。近年相关学者采用有限元模拟方法,探究新型ECAP技术的影响因素,从而对生产进行指导。本文评述了近年来国内外新型ECAP制备超细晶材料相关研究进展,从工艺原理出发,将新型ECAP工艺分为工艺优化与模具改进两大类,重点对7种不同新型ECAP工艺及研究现状进行归纳总结,对不同ECAP工艺后超细晶材料的显微组织、力学性能进行深入分析, 最后对新型ECAP制备超细晶材料过程中存在的问题与今后的研究方向进行总结与展望,以期为开发晶粒细化效果更佳、生产效率更高的剧烈塑性变形技术提供参考。

高温高压处理增强化学气相沉积多晶金刚石的光学性能

摘要:增强化学气相沉积(CVD)金刚石的光学性能是学术界和工业界长久以来的 追求。然而,CVD技术的壁垒限制了金刚石的应用领域。文章通过高温高压处理方法成功提高了CVD多晶金刚石的光学性能。使用光学显微镜、紫外-可见光吸收光谱和红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对 CVD多晶金刚石在高温高压处理前后的微观结构进行了表征。结果表明,在 10 GPa下,CVD金刚石的透明度随着处理温度的升高而显著增加,从最初的不透明提升到几乎完全的光学透明。通过光谱和微观结构分析,提出了高温高压条件下 CVD多晶金刚石的改性机理。高温高压处理改善初始CVD多晶金刚石光学性能的同时降低了合成具有纯sp3键合的高透明度金刚石材料的技术难度,具有科学及应用上的双重意义。

弥散强化钼合金及第二相调控研究进展

摘要:第二相强化钼合金(ODS、CDS以及复合强化型)因其高强韧性、高耐热性和高的再结晶温度等特征,是一种很有前途的新型高性能耐热材料,在高温领域有广泛的应用前景,如高功率空间反应堆包壳及堆芯结构材料等。本文综述了加入不同氧化物和碳化物等第二相颗粒对钼合金微观组织和力学性能影响的研究结果。重点讨论了稀土氧化物La2O3和Y2O3、陶瓷氧化物Al2O3和ZrO2、难熔TiC和ZrC碳化物等单一或复合掺杂方式对Mo合金性能的影响。分析了第二相强化相的种类、大小、晶内/晶间分布情况以及与基体相界面关系对弥散强化钼合金性能的影响,讨论了不同掺杂技术获得高性能钼合金的特点。以期为通过添加第二相颗粒设计高性能钼合金的研究工作提供帮助,扩展钼合金的应用范围。

多技术协同工艺深度提纯铼酸铵

摘要:工业初级铼酸铵常伴有多种杂质,传统铼酸铵提纯方法存在效率低、成本高、设备要求严苛等问题。本研究以某粗铼酸铵产品为原料,其主要杂质为铜、硫、硒、铁、砷等,创新性采用“纯水溶解+超声辅助结晶+双氧水氧化除杂+电渗析深度除杂”多技术协同耦合的除杂工艺制备高纯铼酸铵,并进行了工艺参数优化试验及验证试验。纯水溶解除杂工序利用铼酸铵高温下极易溶解的热点,在85℃下搅拌溶解1 h条件下,可以过滤除去不易溶于水的大部分硫化铜和硒化铜杂质。超声辅助结晶工序利用超声波的空化效应,可提升晶核的生成速率;利用其高频振动可以使杂质元素难以附着在晶核表面,此工序除去溶液中大部分砷和铁。双氧水氧化除杂工序可以氧化S2-、Se2-、Cu+等低价态杂质离子,使其生成高价态的不溶物,进而过滤去除。电渗析深度除杂工序针对溶液中难以去除的钾、钠等元素,及残留的铜、铁等离子,利用激活膜的离子交换性能进行去除。该工艺以品位约30%的粗铼酸铵为原料,采用上述工序处理后成功制备了成分满足标准YS/T 894—2018《铼酸铵》要求的5 N高纯铼酸铵;该工艺摒弃了复杂化学药剂的使用,各除杂技术相辅相成,协同作用显著,极大提升了除杂效率;同时,该工艺能够稳定、高效地制备出高纯铼酸铵产品,为制备高纯铼酸铵开拓了一条绿色、高效且切实可行的全新路径。

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。

化学计量比对钇-镍基储氢合金结构和储氢性能的影响

摘要:采用磁悬浮感应熔炼和分步退火的方法制备了YNix(x=1.9,2.1,2.3,2.5)合金,通过X射线衍射(XRD)电子显微探针(EPMA)和Sieverts方法研究了化学计量比x对合金相结构和储氢性能的影响。结果表明,随着x从1.9增加至2.5,合金中YNi相消失,Y0.95Ni2相含量逐渐减小,YNi3相出现,且含量逐渐增加,当x=2.5时,YNi3相含量达到92.85%。储氢性能测试结果表明,随着化学计量比x的增加,合金前4周储氢容量衰减率逐渐减小,稳定吸氢容量逐渐增加,YNi2.5合金在循环后容量不发生衰减,具有最大的稳定吸氢容量,为1.716%。吸放氢前后结构变化研究表明,YNix(x=1.9,2.1,2.3,2.5)合金容量衰减主要来源于Y0.95Ni2相的歧化,而YNi3相结构在吸放氢后不发生改变。化学计量比x的增大能够显著改善钇-镍基合金的吸放氢容量和可逆储氢容量。

双相高熵合金的研究进展

摘要:高熵合金因其独特的组织结构和性能引起了广泛关注,但单相固溶体结构的高熵合金很难兼具高强度和良好塑性的综合性能。双相高熵合金由于不同相结构的力学优势及变形过程中相之间的相互作用,有望实现高强度和良好塑性的综合力学性能,目前已成为高熵合金研究领域的一大热点。概述了双相高熵合金的成分设计准则,列举了共晶型、非晶型、析出强化型以及亚稳态型等四种常见双相高熵合金的组织结构和性能特点,总结了元素变化及热处理工艺对双相高熵合金的组织和性能的影响,并展望了双相高熵合金的发展趋势。

钨及其合金高温性能研究进展

摘要: 难熔金属钨是熔点最高的金属,还具有优异的高温力学性能和热物理性能,是承受极端高温的关键候选材料,在航空航天、核工业、现代国防等领域具有重要应用。然而,如何协同提升钨的室温塑性与高温强度一直是扩展其应用的关键难点。本文综述了钨及其合金在高温环境下的力学行为、蠕变性能与失效机制,重点分析了晶粒尺寸与形态、铼合金化、弥散强化( 如HfC、ThO2、La2O3) 及氧含量等因素对其高温性能的影响。通过合金化、弥散强化和热机械加工等手段可显著提升其综合性能。本文还探讨了钨在超高温及多耦合场环境下的组织稳定性与损伤行为,对未来高性能钨基材料的设计与应用提出展望,包括新型合金开发、多尺度机理研究、先进制备技术及蠕变性能优化等。