钛合金热等静压粉末冶金专利技术态势分析

摘要:基于Incopat专利数据库,从专利数据角度对全球钛合金热等静压粉末冶金技术专利进行文献检索、数据提取和计量分析,从专利申请趋势、技术趋势和主要国家申请等方面呈现全球热等静压钛合金专利的整体态势。结果显示:我国对热等静压钛合金的探索关注多,技术专利具备数量优势。热等静压钛合金专利申请主要围绕制备技术展开,三个细分主题分别为烧结粉末金属/硬颗粒/粉末冶金钛合金、烧结时间/烧结温度/钛合金金属、镍钛合金/热等静压/冷加工;专利申请机构主要以高校为主,中国、美国和俄罗斯为全球主要钛合金热等静压粉末冶金技术专利申请国家。今后需关注热等静压钛合金专利的数量提升和质量优化,增强校企间合作,推进热等静压钛合金粉末冶金研制主题的深化与专利布局。

纯铜粉末注射成形工艺的研究进展

摘要:随着新能源汽车、通讯等技术的快速发展,对高性能、复杂结构的纯铜散热器要求越来越高。传统的锻造、铸造、粉末冶金压制等工艺都难以制造复杂结构的制品,而机加工、3D打印等工艺成本较高,不利于大规模推广,金属粉末注射成形工艺具有低成本、批量制造复杂形状制品的优势,有望实现复杂结构纯铜散热器的规模化制造。目前,纯铜粉末注射成形工艺存在球形粉末成本高、烧结致密度不高等技术挑战。因此,本文系统总结了纯铜粉末注射成形工艺的研究进展,重点阐述了喂料制备、注射成形、脱脂和烧结等关键工艺的研究现状,并提出未来发展建议,为推进纯铜注射成形工艺的工程化应用提供参考。

TAExplorer:影响钛合金性能的关键因素可视化探索

摘要:钛合金具有高强度,优秀的耐腐蚀性和耐热性等特点,因此被航空航天、化工和医疗等领域广泛应用。由于钛合金的性能取决于它的结构特征,不同应用领域对于钛合金性能的要求不尽相同,专家们一直致力于通过试验试错方法来设计和获得具有目标性能的新材料,以及寻找影响钛合金性能的工艺因素。然而钛合金的制作工艺复杂,时间成本过长,利用传统方法来找到合适的材料非常困难。目前基于机器学习的方法被引入并用于材料预测,但是为领域专家设计的、能够对机器学习模型进行直观性能比较和分析的学习工具却很少。为此提出基于钛合金的交互式可视化分析系统TAExplorer,可以为专家提供多方面的参考。该系统采用多方面的可视化方案,旨在从各个角度进行分析,例如特征分布、数据相似性、模型性能以及结果呈现。专家们通过实际实验室试验进行了案例研究,最终结果证实了该系统的有效性和实用性。

高纯铜应用及其制备方法研究进展

摘要:综述了纯度5N以上高纯铜相较于普通3N或4N铜在导热、导电、耐疲劳等性能方面的优异性,以及其在半导体、显示面板、光伏、军工、高端制造、航空航天等领域的较广泛应用。同时,总结了电解法、区域熔炼法、真空蒸馏法、真空感应熔炼-定向凝固法、真空电子束熔炼-定向凝固法、阴离子交换法制备高纯铜的研究进展。初步展望认为,电解精炼法与区域熔炼法、真空蒸馏法等火法工艺相结合的湿法-火法联合工艺,是高纯铜材料制备技术的重要发展方向之一。此外,彻底排除高纯铜制备全流程的每个污染源,也是突破高纯铜精炼技术的关键研究内容。未来,随着对高纯铜性能要求的不断提高以及应用领域的持续拓展,制备技术将朝着更加高效、环保、低成本的方向发展,以满足日益增长的市场需求。

冷喷涂制备钛基复合涂层的研究进展

摘要:冷喷涂过程的低温特性带来了热输入小与涂层氧含量极低的特性,在制备氧化敏感的钛基涂层上有着极大的优势。结合冷喷涂在制备颗粒增强复合涂层方面的便利性,不仅能够弥补纯钛或钛合金材料耐磨性差的缺点,制备兼具良好力学性能与耐蚀耐磨的高性能涂层,而且在结构涂层与功能涂层的制备上也有很大的潜力。本文根据现有的研究报道,对冷喷涂钛基复合涂层制备过程中的沉积行为和机制进行总结;通过分析孔隙率和沉积效率,阐明强化相对冷喷涂钛基复合涂层的微观组织影响规律;揭示了强化相对钛基复合涂层的力学性能和摩擦磨损性能的作用机制。最后,对冷喷涂钛基复合涂层在未来的应用进行了展望,并列举了几个值得深入研究的方向。

激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层的性能研究进展

摘要:钛合金因其良好的密度、耐腐蚀性和生物活性被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。然而,由于硬度不足、耐磨性差、高温易氧化和生物相容性较差等因素,严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。针对这一系列问题,国内外学者利用高硬度、高耐磨性、高温抗氧化性的陶瓷材料,以及激光熔覆层(是一种高效、狭窄的热影响区、高结合强度和致密的工艺),进行了一系列的研究工作。系统深入探讨了在激光熔覆技术中,如何精确选择碳化物增强相以及掌握激光熔覆过程中的关键参数(如激光功率、扫描速度、光斑直径、比能量和送粉量等因素)对所制备涂层的耐磨性能的影响,其次详细探讨了激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层在耐磨性、耐腐蚀性、高温抗氧化性及力学性能等方面的使用性能研究,最后,结合原位合成、梯度复合设计等创新方法,重点阐述其涂层在航空航天、生物医学、海洋工程、冶金等工业领域中的应用。并在现有的研究成果上对其未来发展进行了展望和总结。

镁基合金微弧氧化热控涂层的研究进展

摘要:镁基合金因质轻、高比强度、优良的阻尼和加工性能等特点,在航空航天等多个领域应用广泛。热控涂层是航天器热设计常用的一种被动热控制技术。选用合适的热控涂层,能使航天器某些部位处于期望的温度范围内,这对于航天器正常在轨运行具有重要的作用。而微弧氧化(MAO)技术可在镁合金表面原位生长结合力强的陶瓷膜,对镁基合金进行有效防护的同时,还可通过改变实验参数对涂层的热控性能进行调控,使其温度处在一个适宜的范围。目前,镁基合金热控涂层存在热控效率低、耐太空辐照性能差、耐蚀性和热震性能差等问题,围绕提升镁基合金热控涂层性能,简单介绍其热控机理,并从实验参数和色度性质两方面对热控性能的影响进行了综述。反应时间作为关键实验参数,通过改变氧化涂层的厚度、粗糙度及孔洞数量等表面结构影响其热控性能。氧化过程中,占空比、电源频率和电流密度等电参数,通过改变能量供给状况,显著改变涂层的表面形貌与微观结构,进而调控其吸收率、发射率及抗紫外辐照等性能。此外,在电解液中添加不同的着色盐可以改变氧化涂层的色度值,进而影响其吸收率、发射率、耐腐蚀及抗热震等性能。这些实验参数对热控涂层各方面性能影响的研究,对研制综合性能更好、应用更广的微弧氧化热控涂层具有重要的指导意义。

铝合金轮毂制造技术及性能测试发展现状

摘要: 随着现代汽车节能减排要求的不断提升以及安全环保法规的日益完善, 对轻型汽车的各项要求也更加严格。铝合金轮毂因其较低的质量和优异的强度而备受青睐, 在现代汽车工业中应用广泛。与铸造工艺相比, 锻造-旋压复合工艺结合了锻造工艺和旋压工艺的优点, 综合发挥两种工艺的优势, 克服各自局限性, 可用于制造高性能、复杂形状、轻量化的轮毂。从成形机理出发, 阐述了铝合金轮毂的成形制造技术, 重点分析汽车铝合金轮毂锻造-旋压复合工艺, 介绍了铝合金轮毂性能测试方法, 包括径向疲劳试验、弯曲疲劳试验和冲击试验等, 并对目前研究中所存在的问题进行了说明, 对未来发展方向进行了展望。

深海环境对钛合金应力腐蚀影响的研究进展

摘要:钛合金广泛用于深海探测和资源开发的装备设施,但深海的严酷环境对钛合金服役性能提出了严峻挑战。钛合金具有非常优异的耐腐蚀性能,但在深海环境中存在应力腐蚀风险。本文详细分析了深海环境中的关键影响因素(静水压力、温度、盐度和微量物质)以及多种应力(拉伸应力、残余应力和交变应力等)对钛合金应力腐蚀的影响,探讨了钛合金的成分设计和微观组织对应力腐蚀敏感性的影响。目前针对钛合金微观组织对应力腐蚀的影响、钛合金焊接接头的深海应力腐蚀规律、多环境因素耦合和复杂应力影响机制等方面的研究存在明显不足,且研究基本局限于材料水平而未拓展到结构水平,钛合金深海应力腐蚀防护技术也存在一定空白,急需开展钛合金深海防护涂层技术的研发,因此本文还展望了钛合金深海应力腐蚀的多环境因素耦合机制、蠕变-腐蚀协同效应、焊接接头微观组织及残余应力影响、新型防护技术开发,以及多轴复杂应力条件的模拟及其影响下的应力腐蚀行为探究等方面的研究方向。

氧化铝材料的强韧化研究进展

摘要:氧化铝(Al2O3)材料因其高强度、高硬度、低导热性以及化学稳定性, 被广泛应用于航空航天、牙齿修复、汽车制造、电子器件等领域. 然而, 其本征脆性导致的低断裂韧性显著限制了其在主承重部件中的规模化应用.因此, 同步提升Al2O3材料的强度和韧性, 已成为材料领域亟需突破的技术瓶颈. 本综述首先简要概述了Al2O3材料的基本属性, 随后从物相、组分及仿生微纳结构三个方面系统总结了Al2O3材料的强韧化研究进展, 为后续高强高韧陶瓷基复合材料的高效构筑提供理论基础与技术参考.