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铜及铜合金的导电性能与抗氧化性能研究进展

铜及铜合金的导电性能与抗氧化性能研究进展

摘要：随着微电子器件微型化与高密度集成化的快速发展,高性能铜基微细丝凭借优异的传导性能被广泛应用于集成电路引线键合。然而,铜基键合线在存储以及服役过程中易受环境中的氧侵蚀形成Cu2O/ CuO 氧化层,导致界面接触电阻升高,严重影响电子元器件的使用寿命和稳定性。本文从导电性能优化、导电机理研究、抗氧化性能实验研究、改善抗氧化性能方法以及抗氧化机理等方面综述了铜及铜合金的导电性能和抗氧化性能的研究进展。基于铜及铜合金成分设计、加工工艺改善抗氧性能和导电性能对比分析,提出了当前存在的问题,展望了利用微量稀土元素与涂镀工艺协同提升铜及铜合金微细丝抗氧性能与导电性能的应用发展前景。
有色 2026年08月27日
高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

摘要：先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be， Cu-Fe-P， Cu-Cr等合金而言，Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点，广泛应用于机械制造、航空航天、 交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状，并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展，核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能，并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长，对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、 时效析出行为、服役性能等方面综述了Cu-Ni-Si系合金的研究现状，并针对目前该材料存在的不足，展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。
有色 2025年06月26日
超高导电铜基材料的研究现状与展望

超高导电铜基材料的研究现状与展望

摘要: 超高导电铜是指导电性能优于国际退火铜标准的一类铜材料，其在机械、电子和电力等领域具有广阔的应用前景。综述了超高导电铜的研究现状，介绍了纯铜、铜合金和铜基复合材料3类超高导电铜体系，其中，最有望实现大规格超高导电铜的材料体系是在铜基体中加入碳纳米管或石墨烯等碳纳米材料。随后，指出了现阶段超高导电铜基复合材料制备存在的3个关键问题: 良好的电学接触界面、优化复合材料的构型和实现碳纳米材料良好的结构/本征性能与均匀分散的协同。基于这3个关键问题，介绍了铸造、电解共沉积、化学气相沉积法、粉末冶金法等一系列有望制备超高导电铜基复合材料的方法，并总结了其优缺点。最后，对超高导电铜未来发展趋势进行了展望。
有色 2024年05月06日
钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

摘要: 采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时，存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题，为此，开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先，从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性，找出了影响超声滚压加工性能的相关因素; 然后，采用ABAQUS 有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型，分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理; 最后，设计了钛合金工件的超声滚压实验，研究了不同参数指标对工件加工质量的影响，并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明: 随着静载荷和超声振幅的增加，工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳，表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势，表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低; 在振幅为20μm时，工件表面质量和性能相对较好，此时残余应力均值为849MPa，表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致，验证了所建模型的可靠性，可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。
有色 2025年01月22日
铸造铝合金耐蚀性能研究进展与展望

铸造铝合金耐蚀性能研究进展与展望

摘要：铸造铝合金作为用量最广泛的铝合金种类之一，其服役环境复杂多变。合金在海洋或潮湿环境下服役时通常面临腐蚀引起的结构破坏、寿命降低等问题，通过适当的方法改变其微观结构，影响表面钝化膜的成分和结构，可使合金的耐腐蚀性提升。本文综述了近年来铸造铝合金耐蚀性的研究进展，重点讨论了合金元素(如Cu、Si)、热处理工艺及钝化膜的作用。总结了强阴极性元素Cu、Si 会加剧电偶腐蚀，而通过微合金化(添加微量稀土/过渡金属)调整第二相组成，或采用固溶处理减少电化学反应界面均可以提升耐蚀性；表面钝化膜的失效机制(如Cl- 诱导点蚀)可通过多种模型解析。最后，针对铸造铝合金钝化膜问题，提出了若干待解决的开放性问题及研究方向建议。
有色 2026年07月07日
电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展：冶金缺陷、微观组织和力学性能

电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展：冶金缺陷、微观组织和力学性能

摘要：电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点，成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一，尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc 系合金。基于此，本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc 系合金的研究进展，包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中，通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率，改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%；由于Sc 强烈的微合金化作用，微观组织均为等轴晶，平均晶粒尺寸约为10 μm，成形合金表现出优异的性能，直接时效后，合金最高抗拉强度可达470 MPa，且具有优异的塑性。然而，WAAM专用Al-Mg-Sc 系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1 - x, Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后，基于机器学习在智能制造中的优势，对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望：正向性能预测与逆向成分/工艺求解，从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发，并降低生产成本、缩短研制周期。
有色 2026年08月03日
人工智能驱动高性能钛基材料设计与制造的研究进展：机遇与挑战

人工智能驱动高性能钛基材料设计与制造的研究进展：机遇与挑战

摘要：高性能钛基材料因成分-工艺-组织-性能关系的敏感性与复杂性，其研发过程长期受限于高维非线性优化与高试错成本的双重挑战。人工智能（artificial intelligence，AI）作为一项渗透性极强的颠覆性技术，正在为高性能钛基材料这一战略领域引入从经验驱动向模型与数据双轮驱动的研发新范式。本文综述人工智能驱动高性能钛基材料技术（AI+Ti）的最新研究进展，聚焦AI 如何针对高性能钛基材料的成分复杂、相变多样、热工艺窗口窄、组织演化路径依赖性强等固有特点，提供新的解决方案。主要内容包括：AI 在构建高精度相图-性能预测模型、实现性能目标→微观组织→成分/工艺逆向设计中的突破；在增材制造、热处理等关键过程中，实现从成形控制到组织与性能主动调控的智能升级；以及构建基于数字孪生的服役行为预测框架。在此基础上，进一步剖析AI+Ti 领域面临的数据、模型、验证、集成等核心挑战，并展望物理信息机器学习、自主实验平台等未来发展方向。最后，针对知识表示、人机协作模式、工程信任建立等非共识性问题进行讨论，并对该领域的未来发展趋势进行深入阐述：（1）复杂服役环境下的材料性能预测与多尺度耦合；（2）全流程工艺参数的智能协同；（3）钛合金专用物理信息感知模型的构建与演进。AI+Ti 已超越工具应用范畴，升维为一场深刻理解并最终驾驭高性能钛基材料认知与范式的变革。
有色 2026年09月23日
基于钛合金丝材的增材制造技术研究进展

基于钛合金丝材的增材制造技术研究进展

摘要：金属增材制造技术自诞生以来，经快速发展，已在诸多领域得到了广泛的应用，被列入决定未来经济的十二大颠覆性技术之一。基于丝材的金属增材制造技术由于其沉积效率高、制造成本低、制造周期短和材料利用率高，近年来成为国内外研究和应用的热点。本文以钛合金丝材为原材料，针对广泛采用的电弧/等离子弧熔丝、电子束熔丝和激光熔丝增材制造技术，分别从成形工艺参数优化、宏微观组织结构分析、后热处理组织性能调控及专用原材料开发等方面所取得的最新研究成果进行了详细论述。在此基础之上，介绍了基于钛合金丝材的增材制造在工程化应用及相关标准规范的制定情况。最后，指出钛合金丝材增材制造技术在组织和性能等方面存在的固有不足， 提出了采用锻造+增材复合成形复合后处理和专用丝材研制等方法，并建立有别于传统锻造和铸造的新标准体系，有助于推广其在各领域的大规模应用。
有色 2025年07月03日
TiAl合金的高温抗氧化涂层研究进展

TiAl合金的高温抗氧化涂层研究进展

摘要：TiAl合金具有低密度、高熔点、良好的阻燃能力和优异的力学性能，成为航空航天领域具有竞争力的结构材料之一。但是TiAl 合金在高温服役过程中抗氧化能力不足的问题严重阻碍了其发展。近年来，众多学者在TiAl 合金表面高温抗氧化涂层方面开展了大量研究。本文主要从铝及铝化物涂层、硅改性铝化物涂层、MCrAlY涂层、Ti-Al-Cr 涂层和氧化物涂层五种不同的涂层体系出发，系统总结了各类涂层常见的制备工艺、组织形成机理、氧化行为及其失效机制，并对抗氧化涂层未来的发展趋势做了展望。
有色 2026年02月04日
钛合金激光填丝增材制造技术综述

钛合金激光填丝增材制造技术综述

摘要：激光填丝增材制造技术因其能够制造出结构复杂、尺寸精度高、综合性能好的结构件逐渐被广泛应用于工业生产中。而钛合金传统的加工制造技术存在成本高、材料利用率低和效率低等问题。因此，对钛合金材料进行激光填丝增材制造工艺性能和窗口的探究具有很大的研究意义。近年来国内外研究者在该方面进行深入探究并取得较大进展。该文着重介绍了钛合金激光填丝沉积技术的基本原理及分类，并结合大量参考文献总结了钛合金激光填丝增材制造工艺中成形影响因素和组织性能的变化规律，并分析了该技术在未来的发展趋势和主要研究方向。
有色 2026年03月25日