镁合金半固态浆料制备及注射成形技术研究进展

摘要:随着节能减排对于材料轻量化的要求不断提高,镁合金在诸多领域得到了广泛应用。然而,镁合金熔体易氧化燃烧,使得镁合金构件的成形方式有限。半固态成形通过将液态金属转化为球形半固态颗粒,可减少成形缺陷并提升材料性能。半固态注射成形则结合了高压铸造与注射成形的优点,实现了半固态浆料制备和成形过程一体化,可用于生产具有复杂形状的薄壁零部件。本文综述了镁合金半固态浆料非树枝晶结构的形成机制,总结了相关的半固态浆料制备工艺,并对镁合金半固态注射成形技术进行了介绍,对镁合金半固态成形技术的未来发展进行了总结与展望。

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。

增材制造镁合金技术现状与研究进展

摘要:镁合金具有轻质、比强度高、阻尼减振、生物相容性好、体内可降解等优点,在航空航天、汽车轻量化、生物医疗等领域应用潜力巨大。然而传统的镁合金铸造成形和变形加工技术在制备一体化复杂结构件上具有一定的局限性,制约了镁合金在上述领域的应用普及。增材制造是一种根据三维模型数据逐层熔化沉积的先进技术,有望成为镁合金复杂构件制备的重要技术途径。本文概述了近年来增材制造镁合金的研究进展,重点对选区激光熔化(SLM)和电弧增材制造(WAAM) 2 种主要增材制造的工艺研发现状和影响因素、微观组织、力学性能及耐蚀行为进行分析与总结。研究表明,工艺优化后SLM和WAAM等技术均可获得致密度> 99%的镁合金试件,并且能够获得与传统制造镁合金相当的力学性能和耐蚀性能,增材制造镁合金表现出极大的工程应用潜力。最后,从材料优化、工艺改进及性能评价等方面对增材制造在镁合金中的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。

增材制造铝锂合金的研究进展

摘要:锂作为最轻的金属元素,将其以1%的含量熔入铝合金,可使合金密度下降3%,弹性模量提高6%。铝锂合金凭借其优异的强度、防腐蚀性、抗疲劳特性及延展性,已成为航天领域中理想的轻质高强度材料。传统的熔铸法制作铝锂合金时存在一定的局限性,如需要特殊的熔铸设备,易产生气孔、裂纹等缺陷,且铸造后需进行锻造、挤压等工序,这增加了制造成本并延长了制造周期。然而,增材制造技术可避免这些问题,为铝锂合金的加工制造提供了一种新的解决方案。本文旨在对增材制造铝锂合金的组织结构与性能进行概述,总结了增材制造铝锂合金的主要技术研究概况,并分析了未来增材制造技术在铝锂合金制备过程中的发展趋势与前景。

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。

生物技术在有色冶金废水处理中的应用

摘要:有色冶炼废水中含有大量的重金属、难降解有机物、NH+-N等,生物处理技术因其成本低和可持续性受到了广泛关注。本文在文献计量分析基础上对不同类型生物技术的性能特点进行了阐述,并对未来生物技术的发展进行了展望。 文献计量分析证实采用生物技术冶炼废水是未来的主流技术,但在基础研究方面仍旧缺乏、不够深入;驯化后的MBR(Membrane bio-reactor)侧重于去除重金属污水中的氮素和有机物,BF(Biological filter)、SBR(Sequencing batch reactor)更适用于同时去除包括重金属在内的多种污染物,通过工艺改进、耦合可以有效应对含多种重金属的污水;菌剂技术更加清洁、可持续,不仅可以应对多金属共存的高浓度污水,还可以通过矿化实现有色金属回收,但是应用时需要采取措施加以固定,考察菌株之间的相互竞争、协同关系,探明最优参数;微生物电化学技术、植物-微生物耦合技术、菌藻共生技术是近年来新发展的废水处理技术,三者可以相互耦合形成高效污水处理集成技术体系。 未来,构建多技术集成体系和循环经济技术体系是重要的关注方向。

石墨烯增强铜基复合材料的挑战及其对策

摘要:铜具有优异的电学性能、热学性能和化学稳定性,被普遍应用于各工业领域。但铜的力学性能相对较差,而限制铜的更进一步应用。如何在提高铜的力学性能的同时维持铜优异的电学和热学性能是目前的研究热点。由于石墨烯凸显的力学、热学和电学性能,以及二维片层结构,因而成为增强铜基复合材料力学性能的理想增强体。但研究者们通过不同的合成方法制备的石墨烯/铜复合材料的性能增强并没有达到预期效果,主要是因为石墨烯在铜基体中易于团聚、铜与石墨烯的润湿性比较差及其制备过程中造成石墨烯的结构受损。随着近几年来研究者的不断探索,一些新的解决方法不断出现。主要综述石墨烯增强铜基复合材料面临的挑战及其应对策略方面的研究进展,并指出石墨烯增强铜基复合材料可能的发展新趋势。

3D打印用钛合金及粉末制备技术研究进展

摘要:3D打印技术是一种先进的制造方法,在航空航天、生物医疗、汽车、军工等领域得到了较为广泛的应用。钛合金具有质轻、比强度高、耐腐蚀性好、生物相容性好等一些列优异特性,是金属3D打印体系的重要组成部分。简要阐述了3D打印对钛合金粉末性能要求及钛合金粉末主要制备方法,重点对气雾化制粉及旋转电极制备粉末工艺技术特点、粉末性能进行了对比,对粉末性能差异产生原因进行了对比分析,对3D打印高性能钛合金发展方向进行了展望。

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。

增材制造镁合金的研究现状与展望

摘 要:航空航天、武器装备等重要领域对轻量化材料的需求日益迫切,镁合金作为质量最轻的金属结构材料逐渐受到广泛关注。随着科学技术的高速发展,经过拓扑优化设计的增材制造镁合金零部件可以进一步在结构上实现轻量化,成为镁合金成形及应用的重点研究方向。本文详细介绍了关于镁合金增材制造的国内外研究现状,综合分析了镁合金增材制造研究中目前存在的主要问题,对镁合金增材制造成形技术的未来发展进行了展望。