钨基合金靶材的粉末冶金制备工艺及其磁控溅射薄膜的研究进展

摘要:具有高密度、高纯度、高熔点及优异机械性能的钨基合金靶材在磁控溅射应用领域具有重要的应用价值。制备方法包括粉末冶金、熔炼等,其中粉末冶金法以较好的成分均匀性和细密的显微结构广受关注。磁控溅射作为一种先进的薄膜沉积技术,因其高效性和精确控制能力,被广泛用于钨基合金薄膜的制备。以钨基合金靶材为原材料,通过磁控溅射的方法制备的W-Mo、W-Cu、W-Ti、W-B 等薄膜,目前已广泛应用于电子器件、机械加工和等离子体物理研究等多个领域。本文首先介绍了粉末冶金钨基靶材的主要制备方法,如热压、热等静压、放电等离子烧结技术等; 然后,介绍了钨基合金靶材磁控溅射薄膜在无扩散屏障材料、超导材料、面向等离子体材料以及硬质涂层材料等领域的应用,并对其抗扩散性能、摩擦磨损性能以及其抗腐蚀氧化性能进行了介绍与分析。最后,展望了钨基合金靶材在未来在各个领域中的广阔应用前景。

中高熵合金涂层制备工艺的研究进展

摘要: 中高熵合金以其独特的多主元合金体系, 展现出一系列卓越的综合性能: 不仅具有高强度与高硬度, 在摩擦环境下还具有较强的抗磨损能力, 并且具备良好的化学稳定性; 在高温环境中, 中高熵合金仍然能够保持稳定的结构与性能, 具备优异的抗氧化特性。这些性能使其在航空航天、 电子、 机械等领域有着广泛的应用。中高熵合金的制备涉及多种元素的精确配比和均匀混合, 因此在原材料的纯度及成分配比准确性方面具有极高的要求。同时, 在熔炼过程中, 为了防止中高熵合金出现成分偏析、 组织不均匀等问题, 需要精确控制熔炼参数, 确保中高熵合金成分的均匀性和组织结构的稳定性。本文从中高熵合金的成分设计出发, 探讨了中高熵合金涂层的制备工艺以及工艺参数对涂层质量的影响。该研究成果可为材料成分和结构上的创新提供参考。

AgCu系电接触材料研究进展

摘要:银铜系电接触材料作为银基电接触材料的一大重要门类在电接触材料行业中因其卓越的电导率、耐磨性、抗熔焊性和广泛应用而占据重要地位。本文对AgCuNi、AgCuV、AgCuO 合金系列以及AgCu/LSCO 等银铜系电接触材料的性能特点、制备工艺和研究现状进行了归纳和阐述。分析了银铜系电接触材料研究中存在的问题,并展望了发展趋势。

先进制程芯片用超高纯钽靶制备工艺研究进展

摘要:通过物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)制备的Ta/TaN层具有优异的抗Cu-Si扩散性与良好的接触电阻等特性,随着半导体先进制程芯片的发展,其成为了扩散阻挡层的最佳选择。然而,作为PVD的重要原料- 磁控溅射超高纯Ta靶往往会因晶粒尺寸、织构梯度均匀性的问题,极大地影响沉积薄膜厚度的均匀性,从而影响先进制程芯片良率。因此,结合先进制程芯片的特殊应用环境,本文简述了集成电路用PVD工艺过程与先进制程对Ta靶的应用需求,并综述了近些年集成电路用超高纯Ta常用提纯与晶粒、织构控制工艺的研究进展,包括Ta粉提纯、电子束熔炼、锻造、轧制、再结晶退火工艺以及加工对最终Ta靶溅射性能的影响,针对各类工艺对Ta晶粒、织构的影响进行了阐述。最后,对磁控溅射超高纯Ta靶在先进制程芯片的应用现状与制备工艺难点进行了总结和展望,指出领域内新出现的更具高经济性与材料利用率的超高寿命高厚度(0.65英寸,1英寸=25.4 mm)Ta靶,以及对超高纯Ta形变热处理工艺研发与优化的迫切需求。

GH4099高温合金激光粉末床熔融制备技术研究进展

摘要:GH4099 作为一种典型γ'相强化型镍基高温合金,因其优异的高温性能、热稳定性、耐腐蚀性以及良好的抗疲劳性能和断裂韧性,被广泛应用于航空、航天、核电等极端服役环境的热端部件。激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)技术通过计算机辅助设计及激光快速成型,有效地解决了传统制造工艺在复杂构件成型过程中存在的加工周期冗长、工序协同性不足、材料利用率低下及成本高昂等技术瓶颈。本文从技术原理、凝固缺陷、微观组织和高温力学性能4 个方面详细介绍了LPBF技术成型GH4099 高温合金的研究进展,重点探讨了粉末特性、工艺参数、后处理技术(包括热处理和热等静压技术)等因素对LPBF成型GH4099 高温合金缺陷调控及高温力学性能的影响规律,最后针对其在未来生产制造中的应用前景与发展趋势进行了总结与展望。

钨及钨合金强化方法和烧结工艺研究进展

摘要:钨及其合金因其优异的性能被广泛应用于核工业、航空航天等极端环境中,但钨固有的低温脆性和重结晶脆性也限制了它的进一步应用。本文结合近年来相关研究, 从钨及其合金的成分和制备工艺两方面出发, 综述了钨基材料性能方面的改善及其实现方法。成分调控领域有Re,Ta和 Nb等元素的固溶强化,以及碳化物和氧化物的第二相强化;制备工艺方面分为场辅助烧结的热压、放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)和微波烧结等工艺,以及无场辅助烧结的活化烧结和无压两步烧结方法。最后,总结了现有工艺和技术的发展现状,对不同制备工艺的发展趋势进行了展望。

自钝化钨合金高温氧化性能研究现状

摘要:钨因具有高熔点、高硬度和优良的抗离子溅射性能,被选为聚变堆面向等离子体第一壁的重要候选材料。但是钨的抗氧化性能较差,严重限制了其工程应用。通过添加钝化元素制备自钝化钨合金,可形成保护性氧化膜改善其抗氧化性能。与纯钨相比,自钝化钨合金的抗氧化性能提高了2~4个数量级。近年来,研究者从成分设计和成分优化对自钝化钨合金开展了大量研究, 取得了丰硕成果。通过添加Si或Cr制备的W-Si或W-Cr二元自钝化钨合金,因可形成SiO2 或Cr2O3 保护膜,其抗氧化性能明显提高。在二元自钝化钨合金基础上,通过添加活性金属元素如Y,Zr改善氧化产物与合金基体的结合力,发展了三元和四元自钝化钨合金,进一步改善了其抗氧化性能。总结归纳了自钝化钨合金的研究进展,从氧化前后显微结构、物相分析、氧化增重等方面论述了其氧化过程及机制。在此基础上,指出了自钝化钨合金面临的问题并对其发展前景进行了展望。

难熔金属钼及钼合金焊接研究进展

摘要:钼及钼合金作为高温难熔金属,在极端环境中具有广阔的工程应用前景,但其焊接接头易出现缺陷,存在脆性大、焊接性差等问题,严重制约了其规模化工程应用。通过综述钼及钼合金焊接技术的研究进展,系统梳理了熔化焊、高能束焊(激光焊、电子束焊)、扩散焊、真空钎焊等焊接工艺在钼及钼合金连接中的应用现状,分析了现存关键问题,并明确了下一步研究方向,为其高效稳定连接提供理论与实践支撑。结果表明,传统熔化焊易产生裂纹、气孔等焊接缺陷;高能束焊存在氧化、热裂纹问题;扩散焊可实现高质量精密连接,但接头脆化问题尚未解决;钎焊适用于复杂构件,钎料研发与工艺优化是提升接头性能的关键。当前相关研究多关注于接头剪切强度,而对密封性、韧性等研究较为匮乏。未来需聚焦低氧环境施焊、新型焊材与中间层的研发,结合数值模拟技术调控接头微观组织,实现脆性断裂有效抑制,提升接头综合性能,推动钼及钼合金在极端高温环境中的稳定应用。

W-Cu复合材料的应用现状及掺杂改性的研究进展

摘要:W-Cu复合材料因具有高的硬度、耐磨性、抗烧蚀性能、导电性和导热性以及低热膨胀系数等综合性能而被广泛应用于多种工业领域。本文介绍了W-Cu复合材料的最新研究进展及其在电触头、微电子、军事、功能梯度材料方面的应用现状,着重总结和分析了目前W-Cu复合材料掺杂改性的分类及原理,以及掺杂改性对材料性能的影响,最后提出了W-Cu复合材料未来发展的潜在问题和值得关注的研究方向。

镍基耐蚀合金热变形行为研究进展

摘要:镍基耐蚀合金因其优异的综合性能而被广泛应用于核电、海洋工程以及航空航天等领域。由于变形抗力高、合金元素复杂,镍基耐蚀合金加工对设备要求高,热加工窗口窄,变形过程中极易出现粗晶、混晶和裂纹等不利情况,影响材料的服役性能。通过建立本构模型、动态再结晶模型和热加工图,将热变形工艺参数对显微组织演变的影响进行定量化和可视化分析,有助于优化镍基耐蚀合金的热加工工艺,提高其成形性能和产品质量。本文阐述了不同体系镍基耐蚀合金的成分特性与应用, 着重总结了镍基耐蚀合金热变形流变应力特征和组织演变规律方面的研究进展,以期为镍基耐蚀合金的工艺优化和性能提升提供理论支撑。