镁合金表面防腐蚀超疏水涂层制备研究进展

摘要:镁合金是一种有发展前途的绿色工程金属材料,但其较差的抗腐蚀性能限制了它的大规模应用。对镁合金表面进行超疏水处理,能够极大地提高镁合金的耐腐蚀性能。综述了在镁合金上制备具有良好耐腐蚀性能的复合超疏水表面的方法,并对镁合金超疏水表面防护技术的研究方向进行了展望。关键词:镁合金;表面处理;自愈合涂层;超疏水涂层;耐蚀性

镁合金半固态浆料制备研究进展

摘要:镁合金作为21世纪绿色环保合金的代表,广泛应用于交通、电子、空天等领域。半固态成形作为一种极具发展潜力的近终成形技术而备受业界关注。采用半固态成形技术制备优质镁合金展现出广阔的发展前景。其中,半固态浆料的制备是关键步骤。本文对镁合金半固态浆料制备方法及合金体系进行了系统综述,重点讨论了不同制浆工艺下的晶粒细化机制,以及不同镁合金体系经半固态成形后的力学性能表现。目前,制约镁合金半固态技术发展的主要瓶颈包括高成本的制浆工艺、有限的合金设计思路和不完善的工艺路线。因此,进一步发展和优化镁合金浆料的制备工艺,对于推动镁合金及半固态技术的进步具有重要意义。

化学镀法制备银包铜粉研究进展

摘要:银包铜粉具有优异的导电、抗氧化、抗菌和催化活性,并且具备成本经济性,被视为银粉的理想替代品,目前已在光伏、电子、医药和催化等多个领域得到应用。化学镀法是目前制备银包铜粉的最主要方法,该方法中需要使用多种化学试剂,然而现有综述文献鲜有对该方法中常用试剂的种类及作用进行阐释。本文详细阐述了不同种类试剂在化学镀法制备银包铜粉过程中的作用及机理,分析对比了不同试剂种类、工艺路线的优缺点,并展望了银包铜粉的研究趋势与技术发展方向。

铜及其合金防腐蚀涂层技术研究现状

摘要:铜及其合金具有塑性好、加工性能及导电导热性能优异等优势,广泛应用于电气、装备制造、国防及航空航天等领域。铜及其合金最为常用的防腐蚀方法是表面涂层技术,主要包括非金属涂层、金属涂层和石墨烯涂层。其中,非金属涂层可分为高分子涂层、自组装单分子膜和溶胶-凝胶涂层等,金属涂层可分为常规电镀涂层、热喷涂涂层和激光熔覆层等。本文从应用现状、主要腐蚀类型及常用防护方法等方面, 综述了铜及其合金表面腐蚀防护涂层的研究发展现状,重点介绍了各类涂层的主要成分、制备方法、性能特点、研究现状、应用前景,以及防腐机理和存在的不足。同时,展望了铜及其合金表面腐蚀防护涂层的研究发展趋势,并提出了未来需重点关注的4个研究方向。

激光选区熔化成形高强钛合金研究现状及展望

摘要:以近/亚稳β钛合金为代表的高强钛合金具有高的比强度、良好的塑性加工性能、优异的淬透性以及可通过热处理强化获得强度-塑性-韧性匹配,已广泛应用于航空航天等领域重大装备承力构件。激光选区熔化(SLM)作为钛合金增材制造领域的一项重要技术,具有可以实现近净成形、复杂结构一体化成形等显著优势,成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文围绕SLM成形原理和特点,从SLM成形高强钛合金经历极高加热/冷却速率以及独特的热循环历史出发,重点介绍了高强钛合金微观结构特征、相组成以及力学性能特点。总结了SLM高强钛合金热处理工艺种类及其主要影响规律,旨在为获得优异的力学性能匹配提供参考。最后,根据对现有研究成果的分析,总结了SLM成形高强钛合金研究面临的挑战,并对未来该领域可能的研究方向作了展望。

铜合金的腐蚀与防护研究进展

摘要:铜合金具有良好的导电性和导热性,是应用最广泛的工业材料之一。铜合金服役过程中常与酸、碱、盐等腐蚀介质接触,易引起铜合金的腐蚀, 最终导致失效,对生产制造带来危害。提高铜合金的耐腐蚀性有利于进一步扩展其应用领域。本文主要归纳了Cr,Pb,Ti,Al,Mn,Ni以及稀土元素的添加对合金耐蚀性能的影响,通过合金元素的添加可以改变铜合金表面腐蚀产物膜的组成和形貌,减小相与相之间腐蚀电位差, 以及减少有害杂质的存在,以此来改善铜合金的耐蚀性能。塑性变形和热处理是改善铜合金力学性能的常用手段,经塑性变形和热处理过后的铜合金,其微观组织形貌和分布发生了变化, 因此对合金耐蚀性能也有一定的影响。本文主要从合金化、塑性变形及热处理3个方面对铜合金耐蚀性能影响进行综述,最后对铜合金的腐蚀防护研究进行总结和展望。

低成本钛合金研究现状及未来发展趋势

摘要:钛合金因其高比强度、优异韧性、耐腐蚀,广泛地应用于航空航天、兵器、海洋工程和医疗领域。然而,其较高的生产成本严重制约了其推广。本文综述了低成本钛合金的研究现状与未来发展趋势,重点分析传统设计方案与新兴技术路径。在传统方案中,通过使用廉价元素(如Fe、Cr、O、N)替代高成本元素(如Mo、V),并优化熔炼方式及加工路径,显著降低了合金成本。在新兴技术方面,高通量扩散技术、机器学习以及相变诱发高塑性机制/孪生诱发高塑性机制等为快速开发高性能、可短流程制备的低成本钛合金提供了重要理论基础;同时,近净成形技术凭借高材料利用率和短流程,成为成本控制的关键手段。未来,通过引入相变诱发高塑性机制/孪生诱发高塑性机制设计钛合金、辅以先进设计制备技术,并优化间隙元素(如O、N)的添加策略,有望显著降低钛合金的生产成本,推动其在汽车轻量化、军用装甲等领域的规模化应用,促进钛合金在多领域的广泛普及。

镁合金增材制造技术研究与展望

摘要:镁合金是最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度、比刚度高、阻尼减震性能好、生物降解性良好等优点。传统的镁合金制造方式(铸造、挤压等)难以一步制备复杂的几何形状,铸造镁合金因冷却速率较低常常导致晶粒粗大,力学性能较差,挤压镁合金在成形过程中极易产生氧化夹杂等缺陷。相比之下,增材制造技术拥有快速一体化成形的优点,已逐步应用于镁合金的生产制造。目前,镁合金的增材制造技术主要包括:激光粉末床熔融技术(LPBF)、电弧熔丝增材制造技术(WAAM)、搅拌摩擦沉积技术(AFSD)以及粉末床粘合剂喷射技术(BJ)。本文首先综述了镁合金增材制造现状,针对以上4种增材制造技术分析了其成形原理、特性及成形合金特点。讨论了4种增材制造镁合金的研究现状及现存问题,总结了镁合金增材制造技术的优缺点,希望可以推动镁合金增材制造技术的研究进展。

铜及其合金研究进展

摘要:铜及其合金具有高导电性、高导热性、优良的力学性能和耐腐蚀性能,是应用广泛的工业材料之一,也是全世界众多机构及学者研究的主要对象之一。Web of Science(WoS)Core Collection数据库2023年发表并收录铜及铜合金领域的论文近8000篇,文献计量学分析表明,铜及铜合金研究的传统方向依然受到很大关注,如铜合金的微观组织、物理化学性能、腐蚀性能等,而铜基功能材料更是当前铜合金研究的热点。中国科学院(>300篇论文)、中南大学、俄罗斯科学院、中国科学院大学、沙特王国大学、北京科技大学(>100篇论文)、中国科学技术大学、昆明理工大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等机构在铜合金研究与开发方面做出了显著贡献。本综述结合统计数据对2023年铜及铜合金材料的研究现状进行概述,介绍了铜冶炼和铜材料制备的基本方法,然后从5方面论述了铜材料的应用:1)铜合金结构材料;2)铜基催化材料;3)铜基电子材料; 4)铜基再生材料;5)铜基储能材料。最后,对铜及铜合金材料的未来发展方向进行展望,并提出未来研究方向建议。

钛合金低温力学性能研究进展

摘要: 钛合金因其优异的高比强度、耐蚀性、无磁性和良好的低温塑性, 可用作液氢储运、深潜等低温工况下装备的结构材料。系统综述了目前钛合金低温力学性能的研究进展。低温拉伸实验研究表明, TA7、CT20、TC4 ELI 等合金随实验温度的降低, 抗拉强度显著上升, 塑性变化不明显。低温下临界分切应力的增加使得位错滑移难启动, 从而使该合金强度显著提升; 在低温下其较好的塑性可归因于形变孪生和多系滑移的耦合作用。低温冲击试验研究表明, 纯钛在低温下的冲击韧性几乎不变, 高密度孪晶是低温下纯钛冲击韧性仍能与室温下持平的根本原因。Ti80、CT20、TC4 合金随温度降低冲击韧性呈下降趋势, 塑性变形能力的减弱以及较为平直的裂纹扩展路径使得低温下其冲击韧性显著下降。最后, 对钛合金低温力学性能的研究方向进行展望, 指出需开展高强级别钛合金的低温力学性能研究, 并探究增材制造钛合金的低温变形机制和强韧化机理。