钛合金室温冲击韧性及微观失效机理研究进展

摘要: 钛合金材料因其卓越的力学性能而在航空、航天、航海等诸多领域得到广泛应用。然而, 钛合金结构在实际服役过程中常常会受到各种动态冲击载荷的影响, 如船舶遭受碰撞冲击、飞机起落架在升降时的瞬时冲击等。这些冲击载荷可能导致合金构件因较低的冲击韧性而发生断裂。因此, 为预防钛合金材料在服役过程中因失效而引发事故, 冲击韧性被视为关键的设计指标之一。从位错激活、形变孪生、裂纹萌生及扩展等多个角度, 综述了合金元素与不同微观组织结构在室温条件下对钛合金冲击韧性与微观变形失效机理的影响。基于现有研究成果的分析讨论, 总结了钛合金室温冲击韧性研究面临的挑战, 并对未来冲击韧性改善及其微观机理研究进行展望。

金属丝网多孔材料研究进展

摘要:金属丝网多孔材料是一类孔隙可控、高比表面积、高强度、价格低廉的多孔材料,由于具有高透气性和高过滤精度,在高温烟气、油浆等过滤分离领域得到了广泛应用。由于金属丝网多孔材料同时具有高比表面积、开孔特性、高孔隙度、高强度和孔隙可逐级调控等特性,在光催化、机车尾气净化、高效换热、爆燃冲击防护等领域得到重视。本文介绍了金属丝网多孔材料的结构及制备方法,着重总结了金属丝网多孔材料在过滤分离、催化、高效换热、爆燃防护等领域的应用进展,并对其应用前景和发展方向进行了展望。

钛合金激光选区熔化成形研究现状与展望

摘要:随着钛合金在各个领域的应用日益广泛,其成形工艺和组织性能的研究也成为国内外学者的关注焦点。与传统加工方式相比,激光选区熔化技术(Selective laser melting, SLM)具有成形率高、复杂零件易加工等优点,在航空航天和医疗领域有着广泛应用。目前,SLM技术在钛合金领域的应用尚处于初级阶段,对SLM成形钛合金组织性能的研究主要集中于熔池内孔隙缺陷和激光热源对钛合金显微组织及力学性能的影响等方面。随着SLM技术的不断推广应用,SLM技术在钛合金成形方面的研究将会有更广阔的发展空间,本文总结了国内外有关SLM成形钛合金的数值模拟、微观组织、性能和后处理方面的研究成果,为SLM成形钛合金的进一步发展提供借鉴和参考。

钛基阳极材料表面改性技术的研究进展

摘要:钛基阳极因其在电催化活性和化学稳定性方面的优异性能,被广泛应用于氯碱工业、电催化降解污染物等领域。然而,在长期运行过程中,涂层剥落、电催化活性降低等问题限制了其进一步推广应用。通过归纳热分解法、溶胶-凝胶法、电沉积法、等离子体电解氧化法、气相沉积法等主流表面改性技术在优化表面形貌、增加阳极表面积以及提升耐腐蚀性和稳定性等方面的优势与局限,总结了不同改性方法的特点和适用性。结果表明:钛基阳极的性能显著受到材料组成、基材与涂层界面结合力以及涂层结构均匀性的影响。通过采用表面改性技术,可有效改善阳极的催化效率与耐久性。此外,工艺优化与新型涂层材料的引入对延长阳极寿命具有重要作用。未来,钛基阳极的研究应聚焦于涂层材料的设计与表面改性技术的复合应用,以实现性能与成本的优化平衡,为钛基阳极的规模化推广提供支持。

增材制造钛合金的组织及性能研究进展

摘要:钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金组织及性能的研究进展。分析了合金化、热处理以及激光冲击强化对增材制造钛合金组织及性能的影响,并展望了下一步钛合金增材制造的研究方向,以期为今后的研究提供参考。

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。

过滤用金属多孔材料力学性能研究进展

摘要:金属多孔材料作为功能与结构兼具的一类新型材料,已被广泛应用于吸声、吸能、流体分布、换热、催化、过滤分离等领域,其中在过滤分离领域应用最为广泛。金属多孔材料在石油石化、精细化工、煤化工等领域可以实现不同流体的液–固、气–固过滤分离,不同领域对所用金属多孔材料的材质及力学性能要求也不尽相同。过滤用金属多孔材料的制备工艺已相对成熟,但对其耐蚀性能及力学性能的表征研究较少,金属过滤元件的力学性能及耐腐蚀性能将直接关系到该类材料的使用效果和寿命。本文总结了近几年过滤用金属多孔材料力学性能及耐腐蚀行为的研究进展,探讨了该类材料在腐蚀与力学行为中存在的问题,最后展望了过滤用金属多孔材料的发展方向。

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。

钛合金超细丝材加工技术及研究现状

摘要:钛合金超细丝因为具有良好的耐蚀性、生物相容性,比强度高、无磁性、形状记忆功能等特点,广泛应用于医疗和航空航天领域。本文详述了钛合金超细丝材加工的特点及主要加工技术,总结了国内外钛合金超细丝材的研究现状,指出了钛合金超细丝材研发和生产的方向。

铝基锂吸附材料的制备与应用研究进展

摘要:随着新能源发展对锂资源需求的不断提升,吸附法对盐湖卤水中锂资源开发的优势越来越明显。铝基锂吸附材料因具备优异的选择性、低成本以及环境友好等特点,成为目前盐湖提锂中应用最为广泛的吸附剂。本文系统比较了铝基锂吸附材料不同制备方法的特点,分析了各种制备方法对锂吸附性能的影响;并从离子掺杂、纳米孔道设计、工业成型设计、修复与再生四个方面,全面综述了近年来铝基锂吸附材料在性能优化以及工业应用方面的研究进展。在此基础上,进一步揭示了铝基锂吸附材料结构与性能之间的内在联系。针对铝基锂吸附材料现阶段存在的问题,提出了推进其进一步工业化应用的发展方向。本综述为后续研究新型铝基锂吸附材料、优化制备技术和推动吸附法在盐湖卤水提锂中的工业化应用提供有益参考。