Al-Si合金凝固组织细化技术的发展

摘要:Al-Si合金比强度高、铸造性能和耐热耐蚀性优异,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。然而,高硅含量导致的粗大共晶硅相和α-Al 相严重影响Al-Si合金的力学性能和加工性能。基于对Al-Si 合金凝固组织精细化控制的要求,概述了晶粒细化技术的机制和化学变质剂( 如Sr、P、稀土) 、抗Si/Zr“毒化”的复合细化剂(如Al-TCB 晶种合金) 、物理场细化及快速凝固技术(半固态成形、喷射沉积) 等细化Al-Si 合金凝固组织技术的发展。

TiFe基储氢合金研究现状及展望

摘要:氢能应用的核心在于储氢技术。在众多储氢材料中,TiFe 基储氢合金因成本低,在常温和较低氢压条件下表现出优异的储氢性能,被认为是最具潜力的储氢候选材料之一。然而,该合金对环境要求苛刻,极易与空气中的O2和H2O等发生反应而被毒化,需经过多次活化处理后才能吸(放)氢,增加了制备成本,严重阻碍了其发展与应用。为此,综述了TiFe基储氢合金设计优化及性能改进方法的技术特点和研究现状,包括应用第一性原理密度泛函理论进行合金设计与优化,利用机械球磨、冷轧及高压扭转、元素部分置换或替换等方法提升合金的储氢性能;展望了TiFe 基储氢合金未来的发展方向,以期推动该合金在绿色储能电池领域的应用。

基于深度学习的铝合金压铸件表面缺陷检测方法

摘要:基于深度学习的自构建多尺度空间语义融合网络模型,对铝合金表面自建缺陷数据集进行目标检测训练与验证,使模型的识别性能显著提升,能够满足铝合金表面缺陷检测系统对实时性和准确性的双重要求。结果表明:在两个自建实验数据集中,所提方法的PmAP@50 指标分别提升了6.1%和6.4%,PmAP@50:95 指标分别提升了2.7%和3.5%,这表明该方法在铝合金表面缺陷检测精度上更具优势;相较于通用的YOLOv11n 模型,新构建的模型参数量和计算量分别减少了0.5 MFLOPs和2.1 GFLOPs,表明其在铝合金表面缺陷检测效率方面有明显提升。新模型构建不仅在理论上为铝合金表面缺陷检测网络的优化提供了新思路,更在实践中为铝合金铸件表面缺陷检测提供了一种高效的解决方案。

电网用高性能铝材研发、应用现状与展望

摘要:随着电力行业的快速发展及铜价的日益上涨,“以铝节铜”在国家政策的大力支持下已成为大势所趋,这也带动了电网用高性能铝材需求的增长。铝的储量十分丰富,拥有出色的比强度、优异的耐蚀性,同时兼具优良的导电性能,因此在电力电气领域得到了广泛应用。本文围绕电网用铝材的性能展开综述,系统梳理并总结了电网常用各类体系铝材在材料强度、耐腐蚀性能、导电性能及高温力学性能等方面的研究进展,并在此基础上,对电网用铝材的应用与研究方向进行了探讨与展望。

铝合金双辊铸轧技术的应用与发展

摘要:铝合金双辊铸轧是铝合金板带、箔材坯料的三种生产方式之一。双辊铸轧法制备带、箔材的技术路线具有板坯厚度薄、凝固冷却速率快、流程短和成品率高等特点,特别适合制备Fe含量高的8×××系铝合金双零箔。经70多年的发展,双辊铸轧已被广泛应用于铝合金带、箔材坯料生产,中国已建成1000多条铸轧生产线。经过引进、消化吸收,大部分铸轧设备的设计和制造已实现国产化。但是,我国在铝合金铸轧新装备和新工艺开发方面仍与国外存在差距,国内的大部分铸轧装备仍处于国外1975年水平。国内铝合金铸轧的从业人员对国外铸轧技术发展理念和发展水平还不够了解。本文将在介绍铸轧技术基本原理和特点的基础上,对国外有关铸轧装备和技术的应用和发展现状进行梳理和分析,为国内从事铝合金铸轧的工程技术人员提供一些参考。

多孔阻尼镁合金制备及性能的研究进展

摘要:多孔金属是一种新型轻质的结构-功能材料,其内部连通或不连通的孔隙结构,使其具有优良的阻尼性能、热物理性能、电磁学性能等,被广泛应运在航空航天、轨道交通、生物医学、散热器等领域。基于此,以多孔镁为出发点,简述了多孔镁几种常用的制备方法,概述了多孔镁阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能等方面的研究现状。分析了提高其力学性能和耐腐蚀性能的强化措施,并对多孔金属未来的研究方向进行了展望,以期为制备工艺成熟、性能优良的多孔镁合金提供参考。

冷喷涂制备铝基复合涂层研究现状

摘要:陶瓷颗粒增强铝基复合涂层具有低密度、高强度、高刚度以及良好的耐磨性能等优点,在航天航空和汽车工业领域被广泛应用。冷喷涂可以避免材料熔化引起的氧化和相变问题,还具有沉积效率高、孔隙低、结合强度高等优点,在铝基复合涂层制备领域应用前景广阔。对冷喷涂技术制备铝基复合涂层的研究现状进行归纳和总结,介绍了不同方法制备铝基复合粉末在喷涂过程中的沉积原理, 围绕常用的Al2O3、SiC、B4C、TiN 和其它增强颗粒铝基复合涂层,分析了冷喷涂沉积铝基复合涂层的微观结构和性能,同时阐述了热处理对铝基复合涂层性能的影响规律。最后,对潜在的铝基复合涂层性能优化方法进行了展望。

铜及铜合金的导电性能与抗氧化性能研究进展

摘要:随着微电子器件微型化与高密度集成化的快速发展,高性能铜基微细丝凭借优异的传导性能被广泛应用于集成电路引线键合。然而,铜基键合线在存储以及服役过程中易受环境中的氧侵蚀形成Cu2O/ CuO 氧化层,导致界面接触电阻升高,严重影响电子元器件的使用寿命和稳定性。本文从导电性能优化、导电机理研究、抗氧化性能实验研究、改善抗氧化性能方法以及抗氧化机理等方面综述了铜及铜合金的导电性能和抗氧化性能的研究进展。基于铜及铜合金成分设计、加工工艺改善抗氧性能和导电性能对比分析,提出了当前存在的问题,展望了利用微量稀土元素与涂镀工艺协同提升铜及铜合金微细丝抗氧性能与导电性能的应用发展前景。

环境友好型铝合金阳极氧化膜层封闭技术:Li、Ce、Mn盐体系工艺研究进展

摘要:针对铝合金阳极氧化膜传统重金属封闭体系的环境风险,亟需系统解析环境友好型封闭技术的反应机理与耐蚀机制。通过综述铝合金阳极氧化膜层制备工艺及多孔结构特性,剖析了传统封闭(热水/铬盐/镍盐)的技术局限;进而聚焦Li、Ce、Mn3类环保体系,从封闭反应路径、产物化学特性、耐蚀机制及自修复功能等多个维度展开讨论。Li盐体系存在pH值调控封闭行为,酸性条件下生成LiAlO2,碱性条件下形成LiAl-LDH层状双氢氧化合物),其耐蚀性源于物理屏障以及层间离子交换反应;Ce盐体系凸显其Ce3+/Ce4+价态间的转变赋予的动态自修复能力,耐蚀机制依靠水解产物协同物理封堵与化学钝化效应;锰盐体系通过构建Mn2+-Mn4+-Mn7+之间的多价态循环,模拟了铬酸盐的钝化机制。该循环所产生的氧化还原作用能够在材料表面损伤区被重新触发,从而驱动活性组分的再沉积与再钝化。基于所揭示的Li/Ce/Mn体系的构效关系与机制差异,为无铬封闭技术的设计提供理论框架,并指明通过价态调控与多机制耦合提升环境适应性是未来核心方向。

钛合金钝化膜结构及钝化动力学机理研究进展

摘要:钛合金的优异耐蚀性得益于其良好的钝化及再钝化能力。在自然环境中,钛合金表面会自发形成一层纳米级钝化膜,其在遭受破坏后会快速修复,有效隔离基体与腐蚀介质的接触,显著提升材料耐蚀性;但在海洋工程等复杂的服役工况下,钝化膜的“溶解-成膜”动态过程对稳态膜结构有较大影响,从而决定其耐蚀性,为此,表征钛合金钝化膜结构并探究其在环境中的钝化动力学行为对于分析钛合金服役安全性、可靠性及优化钛合金耐蚀性具有重要意义。针对这一需求,本文首先综述了钛合金钝化膜结构表征技术研究现状,并在此基础上详述了钝化膜的厚度、组分、形貌表征及结构模型构建的最新研究成果;其次探讨了典型的金属动力学模型特点,包括高场模型、原子位置交换模型和点缺陷模型,总结出点缺陷模型是融合了微观粒子迁移机制和长程缺陷运动的物理模型,其理论框架更为完善;最后结合钛合金未来在海洋环境中推广应用需要,基于点缺陷模型分析了海洋环境用钛合金成分、组织以及氯离子、pH 值、溶解氧含量、静水压力和温度等海洋环境主要因素对膜结构及耐蚀性影响规律,为分析钛合金在海洋环境中的钝化动力学行为及研究其耐蚀性提供理论支撑。