期刊,中国材料进展 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国材料进展

主　　编：周廉

出版周期：月刊

国际刊号：1674-3962

电子邮箱：rml@c-nin.com

电　　话：029-86226599

邮政编码：710016

地　　址：西安市未央路96号

中国材料进展/Journal Materials ChinaCSCD北大核心CSTPCD

正式出版

收录年代

硬质相类型对冷喷涂铝基涂层组织与耐磨性的影响

韩晓辉刘桥张繁星雒晓涛...

89-95页

查看更多>>摘要：冷喷涂低温固态的材料沉积特性使该方法在热敏感材料高强铝合金的再制造修复方面具有天然优势,然而冷喷涂7 系高强铝合金存在结合强度低、硬度和耐磨性能低于同成分基材的难题.对此,主要研究了不同特性硬质颗粒在喷涂粉末中的添加对冷喷涂 7050Al合金修复层显微组织、结合强度与摩擦磨损性能的影响规律.以体积分数为 30%的脆性Al2O3陶瓷颗粒和韧性的WC-17Co金属陶瓷颗粒为硬质相,在相同参数条件下分别沉积了纯 7050Al涂层、7050Al/Al2O3复合涂层与7050Al/WC-17Co复合涂层.采用SEM表征了涂层的横截面组织;依照ASTM C633 标准测试了不同硬质相添加对涂层结合强度的影响规律;采用球盘摩擦磨损试验研究了涂层的摩擦磨损行为.结果表明,沉积过程中,脆性的Al2O3 颗粒由于不能协调变形,因此与 7050Al结合较差且自身会发生碰撞破碎现象;韧性的WC-17Co硬质合金颗粒可以协调变形,因此与 7050Al结合较好,且在涂层中含量较Al2O3 更高.WC-17Co颗粒在涂层与基材界面处形成的榫卯结构可将 7050Al涂层的结合强度由34.5 提升到 73.2 MPa以上,而Al2O3 颗粒的添加对涂层结合强度的影响可以忽略.与 7050Al基材相比,WC-17Co硬质合金颗粒的添加可使涂层耐摩擦磨损性能提高 8 倍以上,而Al2O3 颗粒容易剥落的特点使得涂层耐磨性降低 50%以上.

关键词：

冷喷涂高强铝合金硬质相类型显微组织耐磨性

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冷喷涂Ti/WC复合涂层的组织与耐磨性研究

葛洁洁徐雅欣李文亚

96-101页

查看更多>>摘要：为解决钛及其合金磨损性能较差的问题,采用高压冷喷涂技术在Ti6Al4V合金基体上沉积了 2 种不同成分的Ti/WC复合涂层,通过室温下的干滑动摩擦磨损试验分别测试了基体与复合涂层的摩擦性能,并采用扫描电镜及拉曼光谱对磨损表面进行了观察与表征.结果表明,与Ti6Al4V基体的磨损率(4.06×10-7 mm3/(N·m))相比,复合涂层的磨损率降低了一个数量级,表现出优异的耐磨性.此外,涂层内WC含量的增加,提高了涂层的显微硬度,涂层的耐磨性也随之提升.在磨损轨迹表面,由TiO2、WO3 以及WC碎片构成的摩擦膜能够有效避免磨球与涂层表面的直接接触,从而降低磨损程度.因此,冷喷涂Ti/WC复合涂层在钛合金磨损防护方面具有一定的应用前景.

关键词：

钛合金冷喷涂复合涂层WC摩擦磨损

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非金属材料表面冷喷涂金属化的研究现状及展望

张志杰苏聪聪邵照峰廖红丽...

102-114页

查看更多>>摘要：冷喷涂是一种快速发展的固态粉末沉积技术,具有喷涂温度低、沉积效率高、制造速度快等特点,在金属涂层制备、受损零部件修复、增材制造等方面已有广泛的研究与应用.传统冷喷涂工艺的基体材料一般是金属材料,其沉积过程的机理研究也较为成熟.近年来,随着众多工业领域对复合材料的需求进一步提升,通过冷喷涂技术在非金属材料表面制备金属涂层(表面金属化)受到了不同领域众多研究者的关注.总结了目前已报道的使用冷喷涂工艺在高分子和陶瓷等非金属材料表面制备金属涂层的相关结果,围绕几种常用的高分子和陶瓷基体材料,分析了非金属基体材料上冷喷涂沉积金属涂层的结合机理,并在此基础上讨论了冷喷涂工艺参数和材料参数对非金属材料表面冷喷涂金属化的影响.

关键词：

冷喷涂金属涂层非金属基体表面金属化结合机理

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激光复合冷喷涂技术研究进展

李波胡耀峰田凯姜家涛...

115-123页

查看更多>>摘要：冷喷涂是一种基于材料高速撞击产生剧烈塑性变形实现结合的沉积方法,具备加工温度低、沉积效率高、热影响小等优势,已在增材制造、工业关键零部件的修复再制造等领域展现出巨大潜力.冷喷涂复合制造技术是一种新兴技术,其中激光复合冷喷涂是一个重要的方向,近年来得到了越来越多的关注.对激光复合冷喷涂技术研究进展进行回顾和总结,对激光预处理、激光同步复合和激光后处理 3 种复合方式进行重点阐释.针对每种复合方式,分别从复合原理、复合优势及复合效果 3 个方面进行总结,对比激光复合冷喷涂技术与单一技术在沉积层微观组织以及性能等方面的差异.通过对激光复合冷喷涂技术最新进展的全面总结和归纳,将为进一步推动激光复合冷喷涂技术的研究和应用提供指导和参考.

关键词：

冷喷涂复合激光技术微观组织性能

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形状记忆合金研究进展与高熵形状记忆合金

高晓轲安旭龙孙文文

124-135页

查看更多>>摘要：形状记忆合金具有形状记忆效应、超弹性、良好的耐蚀性及力学性能等,是一种极具发展潜力和应用价值的功能材料,形状记忆合金自研发之初就受到了人们的广泛关注,目前已在诸多领域得到了广泛应用.系统总结了形状记忆合金的种类、制备方法、主要应用领域和最新的研究成果等,重点综述了目前研究的热点——高熵形状记忆合金的研究进展,并从合金成分、热机械处理、相结构 3 方面阐明了影响高熵形状记忆合金性能的因素,理清了阻碍形状记忆合金发展的主要因素,分析了高熵形状记忆合金的研究价值,并对形状记忆合金的未来发展方向进行了展望.

关键词：

形状记忆效应高熵形状记忆合金材料制备热处理相变材料应用

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基于多重氢键的自修复超分子聚氨酯弹性体

何宇飞游正伟

136-141页

查看更多>>摘要：多重氢键是一类具有较高结合强度及动态可逆性质的超分子作用,在线型聚合物中可形成物理交联网络,提高材料机械强度的同时赋予材料良好的自修复能力.以聚四氢呋喃、六亚甲基二异氰酸酯、2,4-二氨基-6-羟基嘧啶为原料,合成了具有多重氢键物理交联结构的聚氨酯.当聚四氢呋喃与扩链剂 2,4-二氨基-6-羟基嘧啶的物质的量的比为 7∶3 及 5∶5 时,可得到兼具力学强度与自愈能力的超分子聚氨酯弹性体.利用核磁共振氢谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热分析、流变测试表征了弹性体的结构和基本性质.通过对 2 组弹性体力学性能及自愈性能的比较发现,不同的组成比例改变了多重氢键形成的物理交联强度及分子链的运动能力,聚四氢呋喃与扩链剂物质的量的比为 7∶3 时,材料具有较高的断裂伸长率(1280%);物质的量的比为5∶5 时,材料在循环拉伸中具有更好的形变回复能力,应力松弛更慢;两组弹性体在60℃环境下均表现出一定的自修复能力.

关键词：

多重氢键聚氨酯自修复超分子弹性体

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基于增材制造的原位合金化制造方法的研究进展

马军贾文鹏李烨贾亮...

142-150页

查看更多>>摘要：基于增材制造的原位合金化方法是利用激光或电子束将多种元素粉或多种预合金粉的混合粉末熔化,使材料同时进行合金化和致密化的一种成本低廉、快速高效的开发新材料的方法,已经在高熵合金开发、新型生物医用合金打印件开发等领域得到初步应用.总结了混合粉末的形貌、粒径、高熔点粉末含量及粉末混合技术对原位合金化打印件性能的影响的研究结果.研究表明,混合粉末的颗粒级配需要同时保证元素混合均匀性和粉末流动性,才能保证原位合金化打印效果.激光功率、束斑直径、重熔工艺等打印参数对熔池几何特征影响很大,继而也强烈影响原位合金化的效果.熔池深度越大,越能保证打印过程中的层间重熔,促进元素均匀,但过深的熔池会造成孔隙.还介绍了基于原位合金化打印制备具有成分波动或成分梯度的合金材料的研究进展.原位合金化工艺本身固有的成分不均匀性有助于制备成分不均匀的合金,从而获得具有双相结构的打印件,这是基于预合金粉打印无法得到的.基于多材料及多相流模型,原位合金化粉床激光熔融过程的数值模型也被研究者建立,模拟得出的原位合金化的增材制造工艺优化参数与针对预合金粉打印的差别很大.最后对增材制造原位合金化技术的应用前景和面临的挑战作出了展望.

关键词：

原位合金化增材制造混合粉末熔池均匀性

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中子毒物硼和钆在乏燃料后处理中的应用及合金相图研究

胡小刚杜成杰潘晓龙刘承泽...

151-163页

查看更多>>摘要：随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题.对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全.采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保障乏燃料后处理过程的运行安全.基于核工业应用要求,针对乏燃料后处理常用的 316L不锈钢、Ti35、Zr等材料添加B或者Gd的相图展开调研,结果显示B和Gd可明显提高结构材料的中子吸收效果,但B和Gd的化学性质与过渡族金属Fe,Ti,Zr等相差甚远,除α-Zr最多固溶 2.8%Gd(原子数分数)以外,B和Gd均不能大量固溶于常规金属合金体系中,强制添加势必对合金力学性能或耐蚀性能带来巨大危害.可采用团簇模型的合金设计理念,通过含B和Gd化合物相均匀析出或者复合的制造工艺以及Zr-Gd、Ti-Gd体系的多元合金化,引入互溶的中间相,增加难以固溶的元素的固溶度,以此解决中子毒物B和Gd在乏燃料后处理中的应用瓶颈.

关键词：

中子毒化Ti35锆合金硼钆相图

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新能源产业链构建:光伏发电-电化学储能-新能源汽车

杨涛严大洲温国胜李艳平...

164-174页

查看更多>>摘要：以高速路网光伏发电-电化学储能-新能源(电)汽车全产业链为基础,描述未来新能源生态体系的构筑蓝图:① 在供给侧,探讨全面普及清洁能源的战略布局,打造高速路网光伏超级电站,依托光伏发电全生命周期低成本的优势,直接为下游终端提供电力,大幅降低新能源应用端的使用成本,推动以新能源汽车为中心的下游产业扩张,减少传统能源消耗和碳排放,助推绿色发展;② 在储能端,加速液流电池和液态金属电池等电网储能设备的应用以及以硅碳和三元材料为代表的高容量动力电池材料的规模化生产进程,统一电池和配套设施的制造标准,并借助互联网战略,建立电池全生命周期的监测、维护和回收利用网络;③ 在应用端,制定新能源汽车的全新制造标准,全面推行模块化的设计和生产,用可更换电池模组替代集成式电池模组,建设替代加油站的配套电池供应网络,提供电力接入和电池充电、更换、维护服务.另外,还简述了利用新能源产业中的弃风、弃光发展氢能源,以氢能作为当下新能源体系的补充.通过新能源产业上、中、下游的同步建设,希望在未来 30 年内打造一个供给端-储能端-应用端协同发展的产业链,逐步形成独立于化石能源的、包含光伏和风电等多种能源形式的新能源闭环生态体系,实现社会能源消费结构转型,助力"碳达峰、碳中和"战略实施.

关键词：

光伏发电电化学储能电动汽车换电模式新能源生态体系

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基于图像形态学的焊缝区域提取与对比度提升技术

刘欢刘骁佳赵耀邦王宁...

175-180页

查看更多>>摘要：铝板焊接后可使用X射线进行焊缝内部缺陷检测,由于X射线成像存在噪声多、对比度低、焊缝区域边缘模糊、焊缝区域与背景区域灰度分布较为相似等问题,使用传统边缘检测方法效果欠佳.提出了一种自动提取焊缝区域并提高其对比度的方法,通过去噪处理、边缘检测、形态学操作等步骤,最终确定焊缝区域位置,并对焊缝区域内像素值进行线性变换,提高了焊缝区域的对比度.实验结果表明,该方法针对大批量的铝板X射线图片,都能够自动提高焊缝区域的对比度,具有良好的鲁棒性和准确性.

关键词：

图像处理X射线焊缝区域梯度对比度

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