铜合金超疏水表面的制备及应用研究进展

摘要:铜及其合金因具有优异的导电性、导热性与延展性,被广泛应用于各个领域(船舶、电力等)中,但在特殊环境(低温、高盐等)下铜合金会产生腐蚀、结霜、污垢附着等现象,其服役寿命和应用范围降低。而在铜及其合金表面进行超疏水改性,可以有效改善其表面能、成分及微观形貌,提高铜基金属的服役性能。简要概述了超疏水表面润湿性基本理论,介绍了近年来铜合金超疏水表面的制备方法,如刻蚀法、电沉积法、氧化法等,并对其优势及局限性进行详述; 然后,综述了铜合金超疏水表面在防垢、防腐、油水分离及自清洁等应用领域的研究现状,并对铜合金超疏水表面未来发展所面临的挑战和方向进行了展望。实现铜合金超疏水表面高耐久、多功能化及制备技术的革新,对推动铜合金超疏水表面的发展和应用具有重要意义。

球形钛及钛合金粉制备技术现状及展望

摘要: 主要介绍了制备球形钛及钛合金粉的方法,有传统的气雾化法(GA 法)、超声雾化法、旋转电极离心雾化法(REP)、等离子旋转电极法(PREP 法)、等离子直流弧球化法(PA 法)、射频等离子炬球化法(TEKNA 法)和新发明的造粒烧结法(GSD 法),并对这些方法进行了比较,最后指出造粒烧结法(GSD 法)因其成本低廉和对设备要求低等优点将会成为球形钛及钛合金粉末制备的主要方法,降低钛及钛合金快速成型的成本,推动增材制造技术的普及与应用。

免热处理强化铝合金的研究现状及应用

摘要:免热处理强化铝合金作为新能源汽车轻量化与一体化压铸技术的核心材料,通过自然时效即可实现高强度与塑性的协同提升,有效规避传统热处理工艺引起的鼓泡、变形等缺陷。本文系统阐述了免热处理铝合金的强化机制,重点分析了晶粒细化、多相协同强化及元素调控对力学性能的影响规律。通过对比Al-Si、Al-Mg-Si等主流合金体系的设计策略,国际商业化牌号以成分精简与工艺稳健性为核心优势,而国内研究通过多元微合金化技术实现了强塑性的突破性提升,但仍受限于成本控制与规模化生产稳定性。结合特斯拉Model Y 后车底结构件等工程案例,验证了该材料在简化制造流程、降低能耗及提升车身结构集成度方面的显著优势。本文从材料设计性能优化工程应用全链条视角构建研究框架,为免热处理铝合金的产业化发展提供科学依据与技术路径。研究结果对推动新能源汽车轻量化技术革新及绿色制造工艺升级具有重要指导意义。

超硬材料制品金属结合剂发展现状及未来发展需求

摘要:文章简要介绍超硬材料制品金属结合剂的国内外发展现状,阐述了目前单质金属粉末及预合金粉末的质量状态及评价体系对制品性能的影响,并提出了今后超硬制品用金属粉末的发展方向。

钛合金切削加工表面完整性形成机制研究进展

摘要:钛合金作为航空发动机关键构件的主要应用材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能。然而其弹性模量小、热导率低、化学亲和力强,切削加工过程中会产生较高的切削力和切削温度,不同的热力耦合作用会使工件表层组织、成分、力学性能发生变化,形成不同的表面完整性状态特性。本文基于表面完整性形成机制分析,阐述了工艺参数、刀具材料和性能、润滑方式对切削力、切削温度以及表面粗糙度与形貌、残余应力分布、显微硬度分布、微观组织的影响规律,分析了不同切削力、切削温度状态下表面完整性的形成机制。通过总结当前研究进展,指出现有研究主要集中于现象和规律的描述,鲜见基于加工界面热力耦合作用分析表面完整性形成机理方面的研究,对表面完整性的定性和定量表征体系不完善。因此,钛合金切削加工技术未来的研究对象需从试块提升为构件,考虑构件实际加工过程中加工轨迹时变性引起加工界面接触状态的变化对表面完整性的影响;完成表层塑性变形和晶粒特性的定量评价,实现表面完整性梯度分布的准确预测;以疲劳性能为目标,反推并设计满足构件服役性能的表面完整性特征分布,确定出满足要求的加工条件,实现满足服役性能要求的表面完整性加工。

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。

基于中子衍射技术对钛铝合金有序-无序相变计算的研究与展望

摘要:Ti-Al合金能有效提升航空发动机的性能,在航空航天领域具有不可或缺的应用价值。然而,该合金在升温、加压等加工过程中可能经历多个有序−无序相变,这会对其力学性能产生显著影响。X 射线衍射在材料分析中应用广泛,但难以区分具有相同点阵结构的有序相和无序相(如α2 和α 相),相比之下,中子衍射通过入射束流与物质的原子核相互作用产生衍射,具有比实验室传统X 射线更强的穿透能力。而且中子衍射与X 射线衍射的峰强度分布呈现出差异性,这使得中子衍射不仅能辅助区分Ti-Al 合金有序相和无序相,还能进一步测量物相的有序度。中子衍射与X 射线衍射技术在衍射图谱上的互补特性,为深入研究Ti-Al 合金的有序−无序相变提供了强有力的支持。本文系统阐述了基于中子衍射和X 射线衍射技术,计算Ti-Al 合金衍射峰强度和有序度的方法,详细介绍了两种衍射技术的实验方法及其在Ti-Al 合金相变研究中的应用,并展望了其在相关领域的应用与发展前景。

钛合金在新型水下航行器上的应用研究进展

摘要:进入21世纪,水中兵器、水下机器人、水下输送器、载人深潜器等新型水下航行器成为军民领域科学研究应用的前沿和热点。钛合金综合性能优异,在新型水下航行器上的应用有利于保障装备耐腐蚀、抗高压、轻量化等功能的可靠实现,可以有效提升水中兵器、水下机器人、载人深潜器等新型水下航行器整体技术指标。基于水下航行器用钛合金的物理力学特性,研究了国外、国内水下航行器用钛合金的研究和应用进展,总结了钛合金在新型水下航行器领域应用的重要性,分析了今后水下航行器应用钛合金技术发展方向,为钛合金在新型水下航行器上的应用提供参考。

微弧氧化对AZ91D镁合金微动磨损行为的影响

摘要:本文在AZ91D镁合金表面原位生长微弧氧化陶瓷膜, 探究变载荷和位移下微弧氧化(MAO)对AZ91D镁合金微动磨损机制的影响。利用球-平面接触在SRV-V微动摩擦磨损机上探究AZ91D镁合金和MAO膜的微动磨损行为; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析MAO膜形貌结构和试样磨痕形貌; 采用X射线衍射仪(XRD)表征MAO膜相结构; 利用激光共聚焦显微镜采集磨痕轮廓和测量磨损体积。结果表明: MAO膜分为多孔疏松层和与基体呈冶金结合的致密层, 其均匀性、 致密性和结合性良好。随着载荷增加MAO膜的摩擦系数较AZ91D的低, 即变载荷工况下MAO膜具有较好的减摩性。变载荷工况下AZ91D磨损机制表现为粘着磨损和剥层; MAO膜磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损和疲劳剥层。变位移工况下AZ91D磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损, 伴随有疲劳剥层和氧化; MAO磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损和疲劳剥层。载荷增加或位移降低时MAO膜的磨损率低于AZ91D的且MAO膜磨痕深度降低, 纵深方向的磨损损伤减弱, MAO膜可提高AZ91D镁合金的抗微动磨损性。

高强铝合金薄壁构件超低温成形制造研究进展

摘要:新概念、长寿命、可重复使用航空航天器对传统高强铝合金薄壁构件的制造工艺和服役性能提出更高要求,如何实现该类复杂构件的高性能成形制造是当前亟待解决的难题。分析高强铝合金薄壁件整体成形技术存在的巨大挑战,在发现铝合金超低温“双增效应”的基础上,概述高强铝合金超低温成形技术的提出背景,综述分析近年来国内外学者在铝合金超低温变形双增效应与微观机制、超低温宏微观变形原位测试方法、超低温成形工艺与关键技术、超低温成形装备与典型应用等方面的研究进展,展望铝合金超低温成形技术未来的发展方向,为制造高性能航空航天器、电动汽车以及新能源储运装备等铝合金整体复杂曲面构件提供新途径。