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钨及其合金高温性能研究进展

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。
稀有 2026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
增材制造多孔钽骨科植入材料研究进展

增材制造多孔钽骨科植入材料研究进展

摘要：钽作为一种“亲生物”的高性能医用金属材料，被广泛应用于骨结构重建和骨功能修复领域。多孔钽骨科植入物具有优异的力学性能、生物学性能和体内骨融合以及骨长入性能，临床治疗效果突出。本论文在团队近年来研究工作基础上，结合文献分析，重点评述增材制造多孔钽材料的制备工艺、结构设计及优化、力学性能、生物学性能、体内骨融合和骨长入能力以及临床应用方面的最新研究进展。增材制造（3D打印）技术在多孔钽材料及骨科植入物领域的应用，为骨组织修复提供了新的解决方案，通过精准调控三维贯通仿生多孔结构，实现孔隙率、孔径分布及连通性的优化，模拟天然骨组织的孔道结构，为细胞迁移、营养物质传输及骨长入创造适宜的微环境。多孔钽材料展现出优异的静动态力学性能，其弹性模量与天然骨相匹配，有效避免应力屏蔽效应。多孔钽材料表现出显著的骨传导性，并与宿主骨组织形成稳定的界面结合，实现良好的骨整合效果。此外，增材制造技术能够基于患者医学影像数据，实现个性化定制植入物的高效制备，显著提高植入物的适配性和治疗效果。在临床应用方面，增材制造多孔钽材料在复杂骨缺损修复、关节置换及脊柱融合等人体骨功能重建和骨疾病治疗领域展现出广阔的应用前景。
稀有 2026年09月30日
金属铪力学性能及其影响因素的研究进展

金属铪力学性能及其影响因素的研究进展

摘要：铪（Hf）因其优异的耐高温性能、较大的中子吸收截面、良好的抗腐蚀能力以及优良的导热和导电性能，在核工业、高温合金、电子技术等领域具有重要的应用价值， 近年来受到国内外研究学者的广泛关注。然而， 由于铪属于密排六方（hcp）晶体结构，可独立启动的滑移系较少，导致其塑性变形能力较差，限制了其在更广泛领域的工程应用。本文综述了近年来金属铪力学性能的研究进展，重点阐述了杂质元素、塑性加工工艺以及热处理制度对铪力学行为的影响规律。首先，分析了非金属杂质及金属杂质对铪塑性变形机制的作用， 并总结了目前锆铪分离与提纯的主要工艺方法。在此基础上， 结合铪以柱面滑移和孪生为主的变形机制，梳理了其在热锻、热轧、冷轧等塑性加工过程中的变形行为与微观机制，重点讨论了加工过程中织构演化及其对力学性能的影响。考虑到铪对氧、 氮等气体元素具有较强的亲和力， 其热处理过程需在真空环境下进行以防止污染。本文从热力学与动力学角度探讨了真空热处理工艺对铪显微组织与力学性能的影响规律。最后， 对进一步提升金属铪力学性能的可行途径进行了总结与展望， 以期为高性能铪材料的开发与应用提供理论参考。
稀有 2026年10月30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
镍基高温合金三维超声辅助车削装备设计及加工工艺特性研究

镍基高温合金三维超声辅助车削装备设计及加工工艺特性研究

摘要：针对难加工金属材料镍基高温合金在常规车削中存在的切削力大、刀具磨损严重、表面质量控制困难等问题，利用超声辅助加工的优势，系统设计并搭建了一套三维超声辅助车削（3D UVAT）装备，并利用该装备开展了镍基高温合金的车削实验，探究了超声振动作用对镍基高温合金加工中切削力及表面质量的影响规律。研究结果表明，所设计的三维超声辅助车削装备可实现三维超声振动，其刀具在切削方向、切深方向和进给方向的振幅分别达到23、10 和10 μm。三维超声辅助车削中刀具与工件周期性分离接触的作用能够显著降低镍基高温合金加工过程中的切削力，降幅可达42.6%，同时加工后的表面粗糙度值下降可达86.3%。
稀有 2026年10月27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
金属镓提取工艺研究进展

金属镓提取工艺研究进展

摘要：镓作为一种战略金属，广泛应用于现代军事、无线通讯、生物、太阳能电池、半导体等诸多新兴领域，在航空航天中也具有重要地位。镓主要伴生于铝土矿、闪锌矿、粉煤灰等，具有低熔点、高沸点等特性。随着砷化镓产品的使用，不可避免地产生大量废料，这些废料中包含丰富的镓资源，有必要对其进行回收以减少资源浪费。本文从镓的来源角度出发，详细综述了从矿物加工副产品提取原生镓的技术现状与从砷化镓废料中再生镓的现有方法，归纳总结了各方法的工艺特点及技术指标，并展望了镓的提取与二次资源回收技术的未来发展方向。
稀有 2026年01月30日
硅酸锆的研究现状与展望

硅酸锆的研究现状与展望

摘要：硅酸锆（ZrSiO4）作为地球最古老的矿物之一，凭借其优异的高温稳定性、化学惰性、低热膨胀系数及抗辐射能力，在耐火材料、核废料固化及陶瓷釉料等领域广泛应用。近年来，随着材料科学与工程技术的突破，ZrSiO4 的合成方法、结构调控及功能拓展研究取得显著进展。传统固相合成法因工艺简单仍占据主导地位，而溶胶-凝胶法、水热法和机械化学法等新兴技术通过精准调控晶粒尺寸与形貌，成为研究热点。通过稀土元素或过渡金属掺杂结合纳米化处理，可显著提升其离子交换能力、机械强度及光催化、荧光等功能特性。此外，ZrSiO4在核废料锕系元素固化及航天热防护涂层等极端环境下的稳定性研究备受关注。本文系统综述了ZrSiO4的晶体结构、热膨胀系数、热分解温度、相稳定性及耐辐射性能等关键物理化学性质，对比分析了固相法、溶胶-凝胶法等主流合成技术的优缺点，重点探讨了ZrSiO4在掺杂改性、高性能陶瓷釉料、抗氧化涂层、高温结构陶瓷及核废料固化等领域的应用进展，揭示了掺杂剂类型与微观结构对功能特性的调控机制，并对未来的发展趋势进行了展望。
稀有 2026年10月23日
高阻合金的研究进展、应用及未来趋势

高阻合金的研究进展、应用及未来趋势

摘要：高电阻合金具有高电阻率、高抗拉强度、低电阻温度系数以及良好耐磨性和抗腐蚀性等一系列性能特点，作为精密电阻合金材料具有广泛而重要的应用。本文主要以Ni-Cr基、Fe-Cr-Al基、Pd基、Au-Pd基高电阻合金为例，阐述了不同工艺处理手段对合金性能的影响，并归纳了现今高阻合金的不足之处，最后对高阻合金的应用和发展趋势进行了简要概述。
稀有 2025年06月03日