高纯金属镝、铽的制备与提纯方法研究进展

摘要:高纯金属镝、铽是永磁材料、磁致伸缩材料、磁光存贮材料、磁制冷材料以及电光源材料等高科技领域的基础原料。对制备工业纯级金属镝、铽所用的钙热还原法与中间合金法进行了总结,详细阐述了常用提纯金属镝、铽的真空蒸馏法、区域熔炼法以及固态电迁移法。对尚在研究的氢离子体电弧熔炼技术、电化学脱氧技术以及固相外吸气技术进行了整理。分别从市场导向以及可操作性角度考虑高纯镝、铽金属的未来发展方向,为高纯稀土金属镝、铽行业发展提供参考。

多主元高熵材料的独特强韧化机制

摘要: 多主元高熵材料拥有几乎无限的化学成分空间,其组织结构也可通过制备与加工工艺有效调控。因此,通过化学成分与组织结构的耦合设计,可有效协调多主元高熵材料中的各种强韧化机制,实现优异的综合力学性能。除传统单主元材料中的强韧化效应以外,多主元高熵材料还可具备独特的强韧化机制,从而获得更优的强度与塑韧性搭配。总结了多主元高熵材料相比于传统单主元材料的多种独特强韧化机制,包括宏量置换固溶与宏量间隙固溶、亚稳工程与双向相变、共生纳米双析与多层级析出、高应力孪生、高密度层错与迟滞马氏体相变、纳米非晶-多主元高熵晶体复合机制等。阐述了上述机制对应的多主元高熵材料成分与结构设计依据和思路,分析了典型机制在具体材料中的微观作用原理。进一步基于传统单主元材料中的经典强韧化机制与多主元高熵材料的独特性讨论了其它可能的强韧化机制。最后,展望了多主元高熵材料基于广阔成分与结构设计空间同时实现优异力学性能与其它功能特性方面的潜力,以有效发挥多主元高熵材料的独特优势和价值。

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。

冷加工制备医用铂钨丝材的研究

摘要:铂钨(PtW)合金是一种优良的生物医用材料,铂钨丝材可制成栓塞弹簧圈,用于治疗脑动脉瘤。由于铂钨属难熔合金,且开坯极易开裂。采用非自耗真空电弧熔炼方法制备铂钨合金铸锭,通过小变形量轧制并配以中间热处理,使铸锭发生塑性变形,结合后续的拉制及不同热处理工艺,采用光学显微镜、扫描电镜对微观组织进行观察,并研究铂钨合金丝材在不同热处理条件下的力学性能变化,成功制备出满足生物医用要求的铂钨超细丝材。

高纯铟提纯技术研究进展

摘要:铟是一种优质的稀贵金属元素,当铟的纯度达到99.999% (5N) 时,被称为高纯铟。高纯铟在性能稳定性与可控性方面显著优于工业级纯度的铟,在电子芯片等高尖端领域具有重要应用价值。本文对制备和提纯高纯铟的各种可用技术及最新研究进展进行了综述,重点探讨了萃取法、离子交换法、电解法、区域熔炼法、蒸馏法和吸附法等方法的优缺点。萃取法具有节省能源、操作方便的优势,但需使用大量有机溶剂、酸性溶液,后续还要解决废水处理、环境污染问题; 离子交换法具有可重复利用、再生容易的优点,应用较为广泛,但存在制备技术复杂、设备要求高、费用较高的缺点,未来进一步降低生产成本,该技术将有广阔的发展前景; 电解法所需设备简单、操作环境友好、工序简单,不仅能分离杂质,还可以利用电子直接还原金属离子,但生产周期长、电能消耗大,后续还需要对电解液废液进行处理回收; 区域熔炼法具有高效、节能、环保、工艺流程简单可控的优势,但对原材料纯度要求高,对分配系数在1左右的杂质纯化效果不好; 蒸馏法无污染、操作简单,但效率低,设备和能耗成本高,在高温蒸馏过程中还可能产生有害物质。未来高纯铟提纯除了需要改进现有技术、优化核心工艺参数外,亟需引入人工智能,探索先进提纯技术产业化生产路径。

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。

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。

镍基高温合金关键熔炼工艺及其质量控制策略

摘要:镍基高温合金在航空航天等领域应用广泛,其熔炼工艺对其性能和质量至关重要。本文综述了基于VIM、ESR、VAR的镍基高温合金单炼、双联及三联熔炼工艺。详细分析各熔炼工艺的流程、特点、存在的缺陷及针对缺陷的研究成果,对比不同熔炼工艺在杂质去除、元素烧损控制、缺陷产生等方面的差异,明确各工艺的适用合金类型。结果发现,单炼工艺VIM适用于对纯净度要求相对较低的合金,双联熔炼工艺VIM+ESR和VIM+VAR分别在脱硫和控制易氧化元素烧损方面有优势,三联熔炼工艺VIM+ESR+VAR则能最大程度保证合金纯净度和综合性能。然而,镍基高温合金熔炼工艺仍面临杂质元素难以精确控制、易于产生缺陷等挑战。未来,应聚焦于工艺参数优化、开发新型熔炼技术、缺陷形成机制及大规格铸锭性能提升方面,为我国高温合金熔炼工艺创新发展奠定基础。

氧化铈抛光粉体制备方法研究进展

摘要:氧化铈抛光粉能够形成化学机械拋光( CMP) 作用,可满足精密抛光领域需求,具有抛光速度快、光洁度高、平整度高、抛光后产品使用寿命长的特点。该领域内,国际主要研究方向集中于氧化铈抛光粉的应用优化与拓展、氧化铈颗粒的大小形貌等对抛光性能的影响、添加剂的引入及清洗方式等对表面缺陷等的回复作用、抛光粉粒径控制工艺等,而我国则在抛光粉粒径把控、优化生产工艺、缩短生产周期以及提高设备利用率等方面仍存在不足。氧化铈抛光粉的制备方法主要有固相法、液相法和气相法。固相法包括固相烧结法和固相机械法,通常能耗较高、反应时间较长; 液相法包括水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微波法和微乳液法等,这些方法在较低的温度下进行,能获得粒度更均匀的抛光粉,然而部分液相法工艺复杂,溶剂及副产物的处理亦需优化; 气相法主要包括喷雾干燥法和喷雾热解法,其通过将溶液或悬浮液雾化成细小的液滴,然后在高温下迅速蒸发溶剂形成固体颗粒,能够生产出具有特定形态和大小的抛光粉。随着全球对环境保护意识的增强,开发低能耗、绿色合成方法已成为大势所趋,气相法和其他环境友好型合成方法将受到更多关注; 未来的研究将更加注重氧化铈粉末的粒度和形貌控制,以满足不同领域的抛光需求。

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。