高熵合金腐蚀行为研究进展

摘要: 高熵合金独特的成分设计和多组元间协同作用,赋予了其许多特殊的物理、化学和力学性能,如在多种腐蚀介质中展现出优于传统合金的耐腐蚀性,在现代工业和高技术领域展现出巨大的应用潜力。从高熵合金成分、制备方法和热机械处理工艺对其晶粒尺寸、元素分布、相结构、晶体缺陷的影响出发,阐明了在多种腐蚀介质中高熵合金表面钝化膜组成成分、形成过程和稳定性的差异化原因,进一步对腐蚀发生的具体形式、腐蚀产物和腐蚀机理进行梳理,准确评估了高熵合金的腐蚀性能。最后,对突破传统合金的应用限制,解决极端服役环境下的“卡脖子”难题,开发高强塑耐腐蚀高熵合金,推进高熵合金新材料工业化应用过程中面临的挑战进行了总结与展望。

高熵合金及高熵陶瓷在电解水中的应用进展

摘要:析氢、析氧的动力学过程迟缓,带来电解水制氢能效低、成本高的问题,给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料,是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来,高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广泛关注。高的混合熵可以赋予材料大的晶格畸变、显著的迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应,为催化剂的成分设计和性能提升提供了良好平台。高熵材料也因此开始在电解水制氢领域崭露头角,并迅速成为解决绿氢制备低能效问题的一种理想催化剂,是该领域当前的一个研究热点。鉴于此,本文综述了高熵合金和高熵陶瓷在电解水催化方面的研究现状。文章首先基于电解水反应机制,总结了高熵合金、高熵陶瓷催化剂的成分设计和结构调控策略,梳理了用于析氢和析氧催化的不同高熵合金、高熵陶瓷成分体系,介绍了高熵电解水催化剂的合成方法,并对其优缺点进行了评估,最后对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望,以期为低成本、高性能高熵电解水催化剂的开发提供新思路,促进绿氢相关技术的研究和发展。

镍基单晶高温合金/热障涂层体系的应用研究进展

摘要:随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求,不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求,采用以镍基单晶高温合金作为基体,叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材料的研发、镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价是保障涡轮叶片工作安全性的关键,是当前航空发动机领域的研究热点之一。本文对涡轮叶片用镍基单晶高温合金、热障涂层材料的研究及应用情况进行了详细介绍,简要介绍了镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价及失效机理研究进展,并从单晶基体/金属底层界面匹配性、新型金属底层和陶瓷面层研发以及考核评价等方面阐述了涡轮叶片用镍基单晶高温合金/热障涂层体系的研究重点,以期为充分发挥镍基单晶高温合金/热障涂层体系使用潜力提供参考。

从铜钼冶炼二次资源中回收铼的研究进展

摘要:铼(Re)作为稀缺战略性金属元素,超90% Re应用于高温超级合金与铂−铼催化剂的生产。我国Re资源对外依存度超过50%,严重制约航空航天等高端制造业发展。本文系统回顾了冶炼二次资源中Re 提取的研究进展。铜钼冶炼烟尘和废酸是最主要含Re 二次资源,回收技术需因原料差异开发。当前主流工艺为火法预处理−湿法浸出−深度提铼,但存在能耗高、回收率低等问题。深度提Re的关键在于实现Re与杂质元素的高精度分离。化学沉淀法和非化学沉淀法是常用方法,非化学沉淀法回收效果好,但局限于弱酸性或中性环境;化学沉淀法操作简便、选择性高,然而易杂质共沉淀,影响Re 纯度,尤其在硫化沉淀中,精准调控硫离子浓度对提升Re 分离效率至关重要,优化硫化剂类型与添加方式可改善沉淀效果。本文围绕“源头控制−过程强化−精准分离”,剖析Re回收关键技术问题,展望研究新方向,为冶炼二次资源中Re的高效分离提供理论与技术参考。

溅射用难熔金属靶材的制备及再制造工艺研究进展

摘要:【目的】为了探讨难熔金属靶材在半导体行业的应用现状,分析其制备工艺,并预测未来的发展趋势。【研究现状】梳理在靶材制备过程中,致密度、纯度、晶粒尺寸和结晶取向等关键因素对靶材性能的影响;总结粉末冶金技术(热压、热等静压、冷等静压、放电等离子烧结等)和熔炼技术(电子束熔炼、电弧熔炼等)在难熔金属靶材制备中的应用;阐述靶材回收技术和原位修复技术的研究进展和应用前景。【结论与展望】难熔金属靶材的未来发展正朝着以下几个关键方向迈进:追求更高的纯度和均匀性,实现更大的尺寸和更高的平整度, 开发新型制备技术,以及优化回收与再利用流程,这些进步将为半导体行业带来更高的效率,提供可持续的发展路径。

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。

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。

反应堆水化学对锆合金耐腐蚀性能影响研究现状

摘要:锆合金由于其良好的综合性能在压水反应堆燃料包壳领域得到广泛应用,在反应堆运行过程中,高温水腐蚀是导致锆合金包壳失效并决定燃料服役寿命的主要原因。一回路水环境作为锆合金包壳的服役环境,需要起到传递热能、抑制腐蚀产物沉积等作用,水化学的优化是提高反应堆经济性与安全性的重要措施之一。锆合金的耐腐蚀性能受到水化学环境显著影响,本文综述了几种水化学参数对锆合金耐腐蚀性能的影响研究进展,探讨了不同水化学参数对锆合金腐蚀的影响机理,为反应堆水化学改善以及锆合金腐蚀行为研究提供参考,并对未来反应堆水化学以及锆合金材料的研究方向作出展望。

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。

锻造次数对纯钽组织、织构与硬度的影响

摘要: 纯钽的组织和织构会影响电子工业用钽靶的性能,为明确纯钽锻造过程中微观组织和织构的演变特征,在液压机上对电子束熔炼的纯钽进行锻造变形,随后进行1050℃退火处理,采用背散射衍射和显微硬度技术系统研究锻造次数(1~3次)对纯钽微观组织、织构、再结晶率及硬度的影响。结果表明: 1次锻造退火后的纯钽组织粗大且再结晶率较低,仅为72%;随着锻造次数的增加,纯钽的平均再结晶晶粒尺寸逐渐减小,再结晶率逐渐增加。3次锻造退火后,纯钽内部形成了强烈的{111}<uvw>织构,并且{111}晶粒占比达39.7%。维氏硬度随着锻造次数的增加而增大,3次锻造退火后的平均硬度值达到101.3 HV。