塑性成形在高熵合金制备中的研究进展

摘要:高熵合金可通过粉末冶金、真空熔炼、激光熔覆等多种方法制备得到,但需要采用塑性成形加工来改善成形质量和组织性能。综述了高熵合金的材料特性、制备方法及工程应用,详细介绍了传统塑性成形方法和新型塑性成形技术在制备高熵合金中的应用,分析了高熵合金的塑性变形机理和组织演变规律,提出了优化高熵合金性能的加工路径,阐述了高熵合金塑性成形技术存在的问题和挑战。

镍基高温合金的研究进展及发展趋势

摘要:随着航空航天、装备制造业、核电工业等领域的迅猛发展,对高温合金的需求日益增长,并提出了更加苛刻的性能要求。镍基高温合金因其拥有较高的高温强度,优异的抗氧化、抗疲劳和耐腐蚀等综合性能而备受青睐。对镍基高温合金进行了详细概述,介绍了镍基高温合金的发展历程和主要应用领域,阐述了镍基高温合金中的常见相及强化机制,综述了镍基高温合金返回料和热处理工艺的研究现状,指出了当前研究存在的问题,最后展望了镍基高温合金未来的发展趋势。

稀贵金属材料基因工程研究进展

摘要:材料基因工程是一种通过大数据技术、机器学习、数据挖掘等现代信息技术手段,快速处理分析及挖掘应用材料计算、高效实验与表征、生产工艺、服役与失效评价等全部或部分材料数据,从而达到提高新材料研发或改良效率、降低材料研发或改良成本目的的一种新研发模式。近年来,美国等发达国家加快布局材料基因工程计划,并开展了大量的研究工作,推动了材料基因组理念、技术的发展。本文综述了国内外材料基因工程,云南稀贵金属材料基因工程总体建设布局、创新平台建设及配套关键技术研发、新材料研发及工程化应用示范等方面的研究进展,并结合稀贵金属新材料产业创新发展要求,提出了稀贵金属材料基因工程未来重点工作思考。

难熔金属及其合金特种熔炼研究进展

摘要:难熔金属及其合金因高温强度大、加工塑性好和耐腐蚀性强的优点,被广泛应用于航空航天、能源化工和国防军工等战略性支柱产业。伴随着高端装备制造业的飞速发展,以难熔金属及其合金为代表的高温结构材料也扮演着更加重要的角色。但是难熔金属储量有限和成分复杂的问题限制了其大规模工程化应用。因此,通过特种熔炼技术对难熔金属及其合金进行精炼提纯和回收利用,对拓展难熔金属材料的应用具有积极作用。首先概述了难熔金属的主要性能和加工工艺现状,然后介绍了真空电弧熔炼、电子束熔炼、真空感应熔炼和等离子熔炼制备高纯难熔金属及其合金的研究进展,最后对难熔金属及其合金特种熔炼的后续发展方向进行展望。

镍基高温合金返回料净化利用技术研究进展

摘要:随着航空航天技术发展,镍基高温合金返回料积累量日益攀升。为了有效应对我国贵重金属资源的浪费问题并推动循环经济的发展,通过使用先进的净化利用技术,确保返回料的成分和性能达到与新料合金相当的水平,显得尤为关键。但是镍基高温合金种类繁多、成分复杂,返回料杂质和缺陷含量高,加大了净化利用技术难度。概述了镍基高温合金返回料添加比例和返回次数对高温合金成分、组织结构和力学性能的影响,重点讨论了国内外返回料预处理技术和纯净熔炼技术发展现状,总结了返回料纯净度检测方法,并对我国镍基高温合金返回料的循环利用提出了一些建议。

高熵合金抗氢脆性能的研究进展

摘要:高熵合金由于其复杂的化学成分、无序的原子结构、严重的晶格畸变效应等因素影响,使其具有与其他金属材料不同的氢溶解度、氢扩散特性和氢捕获能力,从而表现出优异的抗氢脆性能。为推动高熵合金在抗氢脆领域的发展,通过对现有研究进行梳理,归纳总结了微观组织结构、合金元素、氢的来源和制备工艺对高熵合金氢脆敏感性的影响及其作用机制,发现上述影响因素对高熵合金抗氢脆性能的影响效果存在一个特定的阈值,而具体的阈值需要进一步的实验研究和理论分析。最后介绍了一些抗氢脆高熵合金的设计方法,如晶界工程、引入梯度纳米孪晶结构、引入纳米碳化物/氮化物、通过计算机辅助进行开发设计,并对未来抗氢脆高熵合金研究的工作重点进行了展望。

高熵合金熔盐腐蚀行为研究进展

摘要:高熵合金因其优异的耐腐蚀性能在高温熔盐环境中的应用备受关注。综述了高熵合金在热腐蚀环境、熔盐堆、聚光太阳能发电系统以及铝电解工业等多种不同熔盐中的腐蚀行为,分析了不同腐蚀机理与高熵合金成分设计、微观组织调控之间的关系。最后,提出了目前高熵合金在熔盐腐蚀环境中应用和研究的局限性,并对其发展趋势进行了展望。

轻质高熵合金:成分设计、制备工艺与性能研究进展

摘要:轻质高熵合金具有优异的力学性能,如高强度、良好的延展性和出色的韧性等,在金属结构轻量化方面有着广阔的应用前景,有望取代铝合金成为下一代轻质金属材料。基于此,对轻质高熵合金展开了全面论述。首先介绍了轻质高熵合金的核心效应,阐述了基于经验参数及相图计算的设计原理。随后,详细总结了轻质高熵合金常用的制备方法,包括真空电弧熔炼、真空感应熔炼以及机械合金化法。最后,总结了80 多种轻质高熵合金的热力学参数、相结构、制备方法、力学性能和密度,并深入探究了热力学参数与轻质高熵合金相形成间的关系。此外,还指出了轻质高熵合金目前存在的问题,并预测了其发展前景。

高熵热障陶瓷的性能优化及发展现状

摘要:为了应对航空发动机服役温度的升高对高性能热障涂层(Thermal barrier coatings, TBCs)材料的迫切需求,高熵陶瓷材料的合成及性能评价为新型TBCs 材料的开发提供了新的思路。研究表明,由于存在四种独特的效应,与传统TBCs 材料及单组元TBCs 材料相比,高熵TBCs 陶瓷的成分设计及性能调控灵活,综合性能也更为优异。总结了高熵热障陶瓷的研究现状,基于高熵陶瓷材料的微观结构及质点间成键性质从热导率、热膨胀性能、高温抗烧结性及相稳定性、力学性能及抗CMAS 腐蚀性能等五个方面对高熵TBCs 材料的组分设计及性能优化进行了分析总结。成分设计时,具有较大的质量差和离子半径差的不同组元成分进行固相合成,形成较大程度的晶格畸变,扩大声子碰撞几率,可降低热导率;电负性相差较小的阴阳离子可形成具有较弱键合强度的离子键,易于获得高的热膨胀系数,同样,形成较强键合强度的离子键有益于力学性能的提高;半径相差越大的元素离子竞争同一晶格点位,越易形成更为严重的晶格畸变,阻碍物质扩散,表现出迟滞扩散现象。研究旨在为高熵TBCs 材料的成分设计及性能优化调控提供一定的理论指导。

钨粉制备技术研究进展

摘要:钨粉作为钨制品重要的基础材料,广泛应用于硬质合金、电子封装、航空航天、军工国防等尖端领域。本文综述了近年来钨粉制备技术的主要研究进展,包括钨氧化物氢还原法、熔盐电解法、高能球磨法、溶胶凝胶法、等离子体法,同时概述了元素掺杂法、自蔓延高温还原法、循环氧气还原法、H2O2氧化水热晶化法、甲醇蒸气还原法。简要介绍了增材制造钨粉和电子级(5N)钨粉制备相关研究。分析了各种制备方法的优缺点,并进行了各种制备方法的纵向对比,提出未来钨粉制备技术将朝着绿色化、复合化、功能化和高性能化等方向发展,以期为钨粉制备技术的持续发展与应用提供参考。