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。

铜及铜合金管材三辊行星旋轧研究及应用现状

摘要: 随着对铜管材产品质量及效率的要求越来越高,管材需要满足薄壁化、大螺旋角化和高齿化等更高标准。现有三辊行星旋轧工艺对管材组织未定量控制, 组织及性能均匀性难以保证,对后续产品质量及性能产生不利影响。针对以上问题,对三辊行星旋轧工艺的研究与应用进行了文献调研,对相关研究机构、进展以及目前存在的研究盲点和问题进行了梳理和归纳。结果表明,科研院所、高校及企业对铜及铜合金三辊行星旋轧工艺的宏观规律做了大量研究,对轧制过程中的微观组织演变也有一定研究,但目前还缺少对轧制水冷流量及组织定量调控的相关研究。三辊行星旋轧的定量化、差异化、精准化冷却,将可能成为解决现有轧制管材缺陷的最有效途径之一,为管材三辊行星旋轧工艺的智能化奠定理论模型及机理基础,成为未来的研究热点。

铝电解槽技术发展动态综述

摘要:随着全球金属工业和新能源技术的不断发展,铝电解槽作为铝电解生产的核心设备,其技术进步对于降低能耗、提升产品质量、节能降碳具有重要意义。本文基于近年来国内外铝电解槽技术的最新动态,详细阐述了大型化技术、节能降碳技术、高阳极电流密度技术以及槽控与智能化技术的发展现状和应用案例。通过对SY系列电解槽技术演进、国外预焙槽技术以及前沿的惰性阳极和低温电解质体系的研究,探讨了铝电解槽技术在优化工艺、提升效率及应对环境挑战方面的关键问题。最后,对未来铝电解槽技术的发展趋势进行了展望,认为通过多项技术集成和跨领域协同,铝电解工艺有望实现更高效、低能耗、智能化及环保化的转型升级。

高温防护涂层表面氧化铝相转变的研究进展

摘要:高温防护涂层主要依靠在表面生成保护性的Al2O3 膜来抵御高温氧化腐蚀,但Al2O3 具有多种相结构,探究如何促进Al2O3 由亚稳态向稳态快速转变至关重要。概述了Al2O3 相转变的基本原理,包括相转变的两个阶段以及温度对转变速率的显著影响。同时归纳了涂层中不同的活性元素和微观结构对Al2O3 相转变的影响规律及作用机理。在此基础上,综述了近年来快速发展的各种表面改性技术对加速Al2O3 相转变的重要发现,通过系统总结铝化物涂层表面喷涂或内部弥散特定类型的纳米氧化物颗粒对Al2O3 相转变的影响规律,深入探讨了hcp 晶体结构纳米氧化物颗粒促进α-Al2O3 形核生长的“模板”效应的本征机制。最后,对今后高温防护涂层表面氧化铝相转变研究工作仍需解决的重点问题进行了展望,希望借助原位或在线表征技术对Al2O3 的相转变过程进行原子尺度表征,同时结合人工智能技术辅助完善或建立相关作用模型,为先进高温防护涂层的发展提供理论指导。

增材制造铝合金残余应力研究现状及展望

摘要:增材制造铝合金构件在制造过程中产生的残余应力已成为影响其性能的关键因素。全面了解导致残余应力形成的潜在机制并制定有效的预测和控制策略,对提高铝合金部件的结构性能至关重要。本文系统地阐述了增材制造铝合金残余应力领域的最新研究进展。首先,讨论了残余应力在增材制造铝合金性能方面的影响,包括对缺陷、组织及机械性能的影响;其次,分析了残余应力的产生机制,涉及复杂的热应力场与显微组织演变;同时,审查了影响残余应力的各种因素,发现其主要与构件结构和制造工艺有关;然后,探讨了多种先进检测技术的应用情况,包括X 射线衍射法、中子衍射法等;此外,综述了基于精确模型的预测方法及表面处理等调控策略对改善构件残余应力方面的效果。最后,总结并展望了增材制造铝合金残余应力的发展趋势和方向。

镁合金专用熔剂研究进展与应用展望

摘要:熔剂常用于粗镁及镁合金精炼、铸造等成形过程,通过造渣、助熔、阻燃、变质等效用形式提升铸造品质,是当前镁合金制造—服役—循环回收全寿命服役过程中重要的辅助材料,对合金品质影响巨大。对于不同合金成分及杂质的镁合金,不同成分熔剂的作用效果差异显著,因此熔剂作用机理的阐明与系统研究对镁合金品质提升、镁合金产品的开发与工业化应用具有重要意义。本文系统性总结了在粗镁精炼、镁合金熔铸等应用背景下熔剂各组分的效用与机理,阐述了专用熔剂在熔体除Fe、稀土合金化、含钙镁合金制备、合金化等方面的应用难点与举措。展望了在熔剂作用机理、应用品质管控、专用材料场景、回收循环利用以及标准化推广等方面的研究需求。

稀土基添加剂对Mg基材料的储氢性能影响及其作用机理

摘要:Mg基材料由于具有高储氢量而被认为是一类存在良好应用前景的固态储氢材料,然而储氢动力学和热力学方面的缺陷限制了其应用步伐。已有研究表明,稀土元素及其化合物对提升Mg 基材料的储氢性能具有显著效果。本文综述了有关稀土对Mg 基材料储氢性能提升效果及其作用机制的研究进展。首先,概述了一系列稀土金属、稀土氢化物、稀土氧化物、稀土卤化物、稀土复合催化剂等稀土材料,对Mg 基材料储氢量、储氢动力学、储氢热力学和储氢循环性能的影响;其次,深入探究了稀土添加剂影响Mg 基材料吸氢和放氢过程的微观机理,重点关注稀土添加剂的晶体结构、微观形貌、化学价态演变规律,及其对Mg 基材料储氢性能的影响机理;最后,总结了本领域存在的若干问题,提出了对应的建议,并展望未来的研究趋势。

大吨位高强高导铜材料的连续化绿色生产

摘要:系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、高导热的铜基材料成份和显微组织设计提供了理论基础,并在材料学科权威期刊发表相关论文20余篇。发展出高强高导铜的大吨位、连续化、绿色制造技术,实现了全真空大吨位铬锆铜材料的规模生产,具有工艺简单、流程短,所制备的材料结构全致密、显微组织无偏析、性能均匀一致等优点。高强高导铜材料生产项目技术评估价为1500万元,采用混合实施模式(支付西安交通大学300万元现金,发明人技术入股1200万元),与陕煤集团合作成立了发明人技术入股、骨干团队现金参股的混合所有制企业。建成了一期千吨量级生产线,产品在多个国家龙头企业获得规模应用,并即将建设万吨量级生产线,对于国家高铁、芯片、发动机等多个领域关键材料的升级换代具有重要意义。

综述:近α型和α+β两相钛合金的微织构

摘要:近α和α+β两相钛合金是航空、航天关键工程领域的核心材料。提高钛合金锻件性能,特别是大型锻件的性能稳定性一直是工程领域的研究热点。钛合金锻件中普遍存在微织构,严重降低了锻件的疲劳等关键性能,是制约钛合金锻件综合性能的关键因素之一。通过优化热加工工艺提高材料晶体取向分布均匀性是进一步改善合金性能的可行手段。本文综述了钛合金锻件微织构产生原因以及潜在的负面影响,并讨论了其控制措施。最后,针对改善钛合金锻件组织均匀性进行了展望。

钛合金高质高效切削加工刀具技术

摘要:钛合金以其高比强度、优异的耐蚀性和耐热性等性能优势,在国防工业和民用领域中被广泛应用。然而,钛合金属于典型难加工材料,切削加工时温度高、切削变形和冷硬现象严重、易粘刀,导致刀具易磨损且表面质量差。目前针对钛合金加工多采用低切削用量,制约了加工质量和生产效率的提升,高质高效切削技术成为钛合金加工领域所关注的热点及难点问题。设计与优选切削刀具是实现钛合金高质高效加工的关键要素,通过刀具材料与刀具结构设计、刀具涂层制备、刀具加工状态监控和数据库开发等手段可为钛合金高质高效加工奠定技术基础,也将为研制钛合金加工的新刀具和提高刀具寿命与加工质量提供解决思路。