深海采矿技术现状与硬质合金需求分析

摘要:深海海底蕴藏丰富的关键金属矿产资源,有效开发深海矿产资源,对于缓解陆地资源枯竭、保障国家矿产资源安全、推进深海关键技术发展具有重要意义。本文在阐述国际海底矿产资源概况及深海采矿技术发展现状的基础上,调研分析了硬质合金材料在深海采矿装备中的应用需求,以多金属硫化物采矿车切割截齿为例,探讨了深海采矿对硬质合金材料性能的具体要求,提出了在深海金属矿产开发领域切割破碎所用硬质合金材料的关键技术,为硬质合金材料在深海采矿领域的应用与发展提供参考。

添加氧化镧对钼铼合金组织性能的影响

摘要:采用粉末冶金技术在钼铼合金中添加氧化镧制备了ODS-Mo-14Re,通过EBSD、XRD、维氏硬度计、电子万能试验机对氧化镧添加前后钼合金管材的显微结构、室温与高温力学性能进行了分析。结果表明,适量氧化镧的添加可以对钼铼合金起到很好的细晶强化与弥散强化作用;添加0.3%(质量分数)氧化镧使得钼铼合金的平均晶粒尺寸由22.6μm 降低至7μm;氧化镧作为细小弥散的第二相添加在钼铼合金中,使晶粒内部位错密度增多,位错相互缠结,运动被阻碍,从而使钼铼合金的强度及塑性明显提升,弥散强化效果显著。室温和高温(1300 ℃)拉伸时,Mo-14Re的抗拉强度为725.8、195.3MPa,而ODS-Mo-14Re的抗拉强度达780.9、226.4MPa,分别提升了7.6%和15.9%,表明氧化镧的添加使钼铼合金的室温以及高温力学性能得到明显提高。

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。

铷和含铷功能材料研究进展

摘要:铷(Rb)作为一种具有独特物理化学性质的稀有碱金属,已在磁流体发电、铷原子钟、特种玻璃、医药等领域得到应用。随着国内外对铷和含铷材料研究的不断深入,其应用范围也在不断扩大与深化。本文综述了铷和含铷材料在光催化、光伏、发光、节能等领域的最新应用研究进展,重点探讨了提高含铷材料性能的方法,例如离子掺杂和复合材料制备策略,并指出尽管含铷材料在众多应用领域显示出巨大潜力,但许多应用仍处于研究阶段,未来的研究工作应着重于提高材料性能、产品稳定性和使用寿命,以及降低制备成本。

稀土永磁材料的氧化和腐蚀防护研究进展

摘要:稀土永磁材料因其特殊的能量转换作用,在航空航天、新能源汽车和风力发电等领域有重要而广泛的应用。然而,由于稀土元素本身比较活泼,稀土永磁材料在高温、潮湿等环境下服役时容易发生氧化和腐蚀,导致其磁性能会急剧下降乃至失效。针对常用的Sm-Co永磁材料和Nd-Fe-B永磁材料,归纳了Sm-Co永磁材料在高温条件下的氧化过程及其模型,总结了Nd-Fe-B永磁材料在高温、湿热环境下发生的氧化、吸氢腐蚀和电化学腐蚀特性,综述了提高磁体自身耐蚀性和涂层防护方面的新进展,并展望了其未来发展的方向。

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。

TZM合金力学性能调控的研究进展

摘要: TZM合金具有熔点高、强度大、线膨胀系数小、耐蚀性强以及高温力学性能良好等特点,是应用最为广泛的钼合金之一,在许多领域具有不可替代的作用。本文从TZM合金的研究现状出发,在钼合金热加工成型与强化理论基础上,综述了TZM合金的制备方法、力学性能的调控方法、显微组织的调控以及研究的最新进展。介绍了调控策略,如改变掺杂和烧结工艺,合金元素和第二相调控。此外,还讨论了这些界面与TZ合金性能之间的关系。最后,结合强韧化机理对TZM 合金的未来研究方向与开发进行了展望。

金属铼的制备和性能研究进展

摘要:金属铼因具有高硬度、高强度、良好塑性以及优异的耐热冲击性和抗蠕变性能,在航空航天、核工业、催化领域、电子领域、生物医学等高科技领域得到了广泛的应用。本文综述了铼粉及铼制品的制备方法,其中制备铼粉的氢气还原法的应用最为普遍。铼粉的制备向着铼粉纯度提升方向发展。铼制品的成熟制备方法包括粉末冶金法、电子束熔炼法和化学气相沉积法。粉末冶金法生产成本低,但复杂构件生产困难;电子束熔炼法制备的产品纯度较高,但成本高且复杂构件生产困难;化学气相沉积法纯度高、可制备复杂构件,多用于薄膜材料的制备,但成本较高。3 种方法均较为成熟,并均具备了一定的工业化生产能力。在此基础上,对不同制备方法的铼力学性能和蠕变性能进行了比较,认为热等静压和化学气相沉积法制备的铼具有更好的性能,且热等静压法由于成本较高还不具备工业化生产能力。国内研究机构还需要进一步探索先进的制备技术、深入研究铼形变机制、探索新的应用领域。

纳米析出强化高熵合金的研究进展

摘要: 纳米析出强化是提高高熵合金强度的重要方法,理解纳米析出相的形成机理及其对高熵合金力学性能的影响机制,对设计和开发高性能高熵合金具有重要意义。系统综述了纳米析出强化高熵合金的研究进展和未来展望,重点讨论了共格析出、非共格析出和复合析出等不同析出形式对高熵合金力学行为和强韧化机制的影响。共格析出相凭借其与基体良好的晶格匹配性和应力传递能力,在显著强化合金的同时保持了良好的塑性; 非共格析出相可显著增强合金的加工硬化能力,但需要合理调控其形貌、尺寸和分布,并充分利用高熵合金基体优异的塑性和应变硬化能力,也可以实现强韧性的良好匹配; 多种纳米相的复合析出可有效发挥不同析出相的集成优势,为高熵合金的性能优化提供了新思路。需要指出,尽管纳米析出强化高熵合金极具应用前景,但在热稳定性、高温性能和工业化生产成本等方面仍面临挑战,需要进一步深入研究。对纳米析出强化高熵合金的研究现状和关键问题进行了系统归纳,可为今后设计高性能高熵合金提供重要指导依据。

稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展

摘要:综述了国内外对稀有金属元素在硬质合金中的应用研究进展,分析了四类元素稀有难熔金属、稀土、稀贵金属和稀散金属对硬质合金微观组织与性能的影响,并展望了稀有金属元素在硬质合金中的应用前景。