高熵合金粉体研究进展

摘要:【目的】为了推动高熵合金粉体领域的创新发展提供参考,对高熵合金的概念与分类、制备技术与应用现状进行总结和阐述。【研究现状】综述由4、5种或者更多金属元素以近等原子比例构成的混合熵高于1.6 R(R为气体常数)的高熵合金,也被称为多主元合金或复杂组元合金;与传统合金相比,高熵合金具有诸多性能优势,例如,优异的高、低温力学性能,良好的耐腐蚀性能和抗辐照性能等;概括高熵合金粉体制备技术,包括机械合金化、雾化法(水雾化、气雾化、等离子旋转电极雾化法)、射频等离子球化法、等离子电弧法、化学还原法等;总结高熵合金粉体在粉末冶金块体材料、增材制造、涂层(薄膜)、催化、储氢等领域的应用。【结论与展望】认为经过近10 a的发展,高熵合金粉体的制备和应用研究均取得了较好的进展,并已初步探索高熵合金粉体的市场化生产与应用的可行性;提出未来研究应聚焦于适用于难熔高熵合金粉体制备的新方法、新技术、批量化制备、性能优化与机制等问题。

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。

高纯锑工业制备技术研究进展

摘要:中国锑储量居世界第一,但出口产品仍以粗锑为主,经国外深加工后的锑产品又返销国内, 造成了巨大的贸易逆差。此外, 高纯锑具有较高的附加价值, 是锑基半导体产业不可缺少的重要原材料,在热电材料、红外成像、高纯合金等领域有所应用,但国产高纯锑原料的替代率严重不足, 导致相关行业存在“卡脖子”问题。因此,金属锑的高纯化研究与开发刻不容缓。为加快金属锑高纯化技术的自主创新,拓宽锑产品产业链并提高其应用附加值,本文概述了高纯金属锑的性质与用途,分析了高纯锑提纯技术的研究成果,详细介绍了高纯金属锑的真空蒸馏、氯化精馏、电解等工业化生产技术,并且对金属锑高纯化技术目前存在的问题以及未来发展的方向进行了总结和展望。

专利视角下钨基材料增材制造技术的发展态势研究

摘要:钨基材料在航空航天、国防军工、医疗设备等领域具有广泛应用,增材制造技术能够高效制备具备复杂结构特征的钨基成形件,未来产业应用潜力巨大。本文从专利视角出发,对钨基材料增材制造技术的全球专利竞争时序、技术来源、技术流向、竞争格局和技术构成进行了分析。研究发现:钨基材料增材制造技术创新正处于快速发展期,中国、美国既是全球最主要的技术来源国,也是最具潜力的目标市场国;国外企业在技术创新方面具有先发优势,而国内创新主体正处于快速追赶阶段;与国外企业相比,国内创新主体在开展海外专利布局方面的意识较为薄弱;纯钨、钨合金材料的增材制造是当前全球技术创新的热点方向。

湿法工艺回收钕铁硼废料的研究现状及发展方向

摘要:钕铁硼在生产加工过程中,有超过30%的稀土金属转移到废料中,导致钕铁硼废料未能得到有效利用,而随着新能源汽车行业的快速发展,钕铁硼废料的绿色回收已成为该领域的研究热点。综述了目前国内外回收钕铁硼废料的湿法工艺研究现状,包括酸浸法、沉淀法、溶剂萃取法、碱分解法、离子液体回收法、水解法及微生物分解法等多种方法的原理及优缺点,同时指出了当前研究面临的技术难点,最后提出了未来钕铁硼废料回收利用的主要研究方向,为稀土资源二次利用提供有价值的参考。

烧结钕铁硼结构细化工艺研究进展

摘要:细化晶粒可以有效提升块状烧结钕铁硼永磁体性能矫顽力,且磁体性能均匀一致性高。介绍了烧结钕铁硼磁体细化晶粒的关键步骤及工业化的装备现状。速凝过程中大的冷却速度可以抑制α-Fe相的生成、降低破碎的难度,针对于高丰度铈磁体,添加微量La和Y等共伴生稀土元素,降低速凝片的生长宽度,速凝生产过程中单位时间内液体体积等量化是速凝结构一致性的关键。在制粉环节,氢破工艺调控及自适应控制,实现粉末的初步细化,不同结构的气流磨设备具有不同的特点,流化床气流磨是磨粉工序最常用的设备,研磨室内喷管交点的气流速度是研磨粉末的关键。在烧结过程中,除了传统的烧结工艺,快速放电等离子体烧结是实现磁体致密、控制晶粒异常长大的有效路径。针对于粒度小于2μm的粉末,无压成型技术解决了超细粉末难成型的问题。

生物浸出技术在贵金属二次资源回收中的应用

摘要:贵金属因其独特的物化性质广泛应用于高新技术领域,在催化、能源、光电和医药等多领域具有重要价值。我国贵金属矿产资源较为匮乏,但作为工业体系健全的制造业大国,对贵金属的需求巨大,使得供需矛盾异常突出。开展贵金属二次资源回收能够缓解我国贵金属供需矛盾并带来巨大的经济效益。传统冶金方法在贵金属二次资源回收工艺上存在着诸多问题,例如能耗高、成本高、流程长、环境污染严重等。生物浸出作为一种新兴的绿色技术,具有绿色环保、能耗低、成本低、选择性高等优点,在贵金属资源利用方面得到广泛关注,成为目前贵金属冶金科学研究的热点。本文综述了生物浸出贵金属的研究进展,包括涉及的微生物种类、作用机制、影响因素以及该技术面临的挑战与发展前景。

激光增材制造高熵合金强化机制的研究进展

摘要:随着航空事业的飞速发展,对合金材料的性能提出了更高要求。在传统合金材料性能提升空间逐渐受限的背景下,高熵合金凭借其独特的多主元设计,不仅在力学性能上表现优异,还在耐腐蚀、耐高温等方面展现出其独到之处,成为最具发展潜力的材料之一。激光增材制造技术为高熵合金的设计与制造提供了新的工艺技术途径,确保了成形件具有结构致密、组织均匀等优势。本文总结了激光增材制造高熵合金强化机制方面的研究进展,列举了包括应变诱导孪晶强化、变形诱导相变强化、细晶强化、固溶强化以及第二相强化等机制的典型案例,重点阐述了工艺特性对强化机制的显著影响。结果表明,激光增材制造技术的工艺特点能够增强高熵合金强化机制的效果,进而提升合金的力学性能。

铁捕集铂族金属合金的电化学回收工艺研究

摘要:低温铁捕集技术是一种从废催化剂中富集铂族金属(PGMs)的有效技术。然而,铁捕集得到的铁-铂族金属合金具有硬度大、惰性高的特点,导致溶解缓慢。此外,废催化剂中的Mn,Ni,Cr等杂质元素也会进入到合金中,造成后续分离困难。本文以铁-铂族金属合金为原料,利用金属间的电化学性质差异,研究直流电解回收铁、阳极泥酸浸和电沉积分离提纯铂族金属。结果表明,Fe2+的氧化以及阴极析氢反应是电解阶段主要的副反应。在电压为1.0 V, 初始Fe2+浓度为0.7mol·L−1,温度为60℃条件下,经2 h电解,铁-铂族金属合金质量损失和阴极电流效率分别达到34.78%和62.97%。合金中的碳等杂质形成外层抑制了离子扩散,阻碍铁溶解。电解后,PGMs由于高电负性难以氧化- 络合溶解, 被富集在阳极泥中。阳极泥经酸浸、过滤后进行直流恒压电沉积, 当电压为0.45 V时,沉积物主要为Pd,微观形貌呈枝状;随着电压的增加,阴极析出Pt和Rh, 沉积层呈块状堆积。在0.65 V下电沉积3h可回收61.83%的Pt,77.28%的Pd以及55.20%的Rh,实现了杂质的去除;动力学研究表明Pd的电极反应速率受扩散过程控制。本文研究为废催化剂中铂族金属的高效、环保回收提供了可靠的新方法。

无添加制备超粗晶碳化钨工艺研究

摘要: 采用无添加方式经高温氢还原制备超粗晶钨粉,对还原过程和钨粉质量进行分析,探讨了工艺条件对钨粉质量的影响。将钨粉与炭黑均匀混合、压制后分别在2 100 ℃和2 300 ℃下进行碳化,对比不同温度所得碳化钨的微观组织。结果表明:在1 300 ℃以上和较高的水汽分压条件下能够产出平均粒度为30 μm 以上、粒度均匀且团聚少的钨粉。在较高温度下碳化能够产出成分单一、耐磨性好、缺陷少的超粗晶碳化钨粉。2 300 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金平均粒度达到8.1 μm,比2 100 ℃下所得碳化钨制备的硬质合金具有更高的抗弯强度和抗冲击磨损性能。