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三维超声场调控(FeCoNiCrMn)_(92)Mo_(8)高熵合金组织演变与力学性能
1
作者 吴昊 王旭 +2 位作者 王建元 翟薇 魏炳波 《物理学报》 北大核心 2025年第17期279-289,共11页
本文在三维超声场中实现了(FeCoNiCrMn)_(92)Mo_(8)高熵合金的动态凝固过程,并对其组织演变规律和力学性能提升机制进行研究.静态凝固组织由FCC结构的初生γ相枝晶与四方结构的条状σ相组成.随着超声振幅的增大,瞬态空化大幅提升了初生... 本文在三维超声场中实现了(FeCoNiCrMn)_(92)Mo_(8)高熵合金的动态凝固过程,并对其组织演变规律和力学性能提升机制进行研究.静态凝固组织由FCC结构的初生γ相枝晶与四方结构的条状σ相组成.随着超声振幅的增大,瞬态空化大幅提升了初生γ相的形核率,使其晶粒发生显著细化.声流效应加速了固/液界面前沿溶质原子扩散,导致初生γ相中Cr和Mo元素含量降低,由此引发液相成分改变和(γ+σ)共晶组织形成.液相中Cr元素的进一步富集使凝固组织中出现了亚稳μ相.超声凝固条件下,合金压缩屈服强度最高可达876.2 MPa,比静态下提高了近2倍,同时保持了33.2%的变形量,(γ+σ)共晶组织形成及其体积分数增大是合金屈服强度提升的主导因素. 展开更多
关键词 高熵合金 超声凝固 共晶组织 力学性能
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Zr-Al-Ni-Cu-Hf块体非晶合金的力学性能和释能机理
2
作者 周秉文 朱梦奇 +6 位作者 赵进北 鞠鹏程 解野 刘运峰 孟令刚 亚斌 张兴国 《金属学报》 北大核心 2025年第11期1738-1746,共9页
为制备兼具大玻璃形成能力和一定塑韧性的锆基非晶合金新成分,实现其在含能破片领域的应用,本工作以Zr-Al-Ni-Cu合金体系为研究对象,利用XRD、DSC、SEM及万能试验机等测试分析了Hf替换Cu对Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30-x)Hf_(x)(x=0、1、... 为制备兼具大玻璃形成能力和一定塑韧性的锆基非晶合金新成分,实现其在含能破片领域的应用,本工作以Zr-Al-Ni-Cu合金体系为研究对象,利用XRD、DSC、SEM及万能试验机等测试分析了Hf替换Cu对Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30-x)Hf_(x)(x=0、1、3、5、7、10,原子分数,%)块体非晶合金玻璃形成能力和性能的影响。结果表明,适量的Hf替换Cu有利于增强Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性和压缩塑性。当Hf含量为7%时,非晶合金具有最大的临界直径12 mm和最大的过冷液相区间(85 K)。当Hf含量为5%时,非晶合金具有10 mm的临界直径和75 K的过冷液相区间,且压缩塑性应变高达13.3%,较原始成分获得了显著提升。采用真空压铸法制备了直径9.4 mm的Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(25)Hf_(5)球形非晶破片,并对其进行准密闭箱冲击超压实验。结果表明,破片临界超压速率约为600 m/s,在1360 m/s的冲击速率下,最大超压峰值可以达到0.3291 MPa,此时破片具有最大释能效率(63.17%)。 展开更多
关键词 块体非晶合金 玻璃形成能力 室温塑性 非晶破片 超压峰值
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机械合金化AlCoFeNiCu高熵合金的组织与性能研究
3
作者 卢金平 王海涛 李峰 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第10期1651-1658,共8页
采用机械合金化与放电等离子烧结技术制备了Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)和Al_(x)CoCrFeNiCu_(1-x)(x=0.25、0.50和0.75)高熵合金,考察了Al/Cu化学计量比以及添加Cr对AlCoFeNiCu系高熵合金物相组成、显微组织、硬度和压缩性能的影响。结果表明,... 采用机械合金化与放电等离子烧结技术制备了Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)和Al_(x)CoCrFeNiCu_(1-x)(x=0.25、0.50和0.75)高熵合金,考察了Al/Cu化学计量比以及添加Cr对AlCoFeNiCu系高熵合金物相组成、显微组织、硬度和压缩性能的影响。结果表明,x=0.25和0.50时,AlCoFeNiCu系高熵合金为面心立方固溶体,而x=0.75时为面心立方+体心立方固溶体,Cr添加不会改变高熵合金的物相组成。不同x值时烧结态AlCoFeNiCu系高熵合金金中都未见明显孔洞或者裂纹缺陷存在,致密度都在95.83%及以上;x=0.25时Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)高熵合金中存在尺寸约在0.5~0.8μm的细小晶粒和孪晶片层宽度约为38 nm的纳米孪晶。随着x值增加,Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)和Al_(x)CoCrFeNiCu_(1-x)高熵合金的显微硬度、屈服强度和断裂强度不断增大,压缩率不断减小;相同x值时,Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)高熵合金中加入Cr会降低屈服强度和断裂强度,但压缩率有所提升;当x=0.25时,Al_(x)CoFeNiCu_(1-x)高熵合金具有较高的硬度、压缩强度和塑性。 展开更多
关键词 机械合金化 AlCoFeNiCu系高熵合金 微观组织 力学性能
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共晶高熵合金十年发展回顾(2014—2024):设计、制备与应用
4
作者 王志军 白晓昱 +4 位作者 王健斌 姜慧 焦文娜 李天昕 卢一平 《金属学报》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
共晶合金是以凝固过程发生共晶反应命名的一类多相合金,具有悠久的历史,是应用最广的铸造合金。高熵合金是多主元的新型合金,自2004年提出以来取得了迅速发展。共晶高熵合金结合了共晶合金和高熵合金的优点,于2014年首次公开报道。经历... 共晶合金是以凝固过程发生共晶反应命名的一类多相合金,具有悠久的历史,是应用最广的铸造合金。高熵合金是多主元的新型合金,自2004年提出以来取得了迅速发展。共晶高熵合金结合了共晶合金和高熵合金的优点,于2014年首次公开报道。经历十年发展,共晶高熵合金已经快速经历了成分设计、组织/性能调控、大规模制备与应用几个阶段。共晶高熵合金独特的微观组织特征和优异的综合性能使其在多个领域展现出广阔的应用前景,成为近年来备受关注的新型合金材料。本文对过去十年共晶高熵合金的成分设计、制备和应用进展进行了回顾,并对未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 共晶高熵合金 成分设计 组织调控 材料制备 应用
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汽车电池用RE-Mg-Ni储氢合金的制备工艺与电化学性能 被引量：1
5
作者 王晨 和豪涛 张昊 《稀土》 北大核心 2025年第1期47-56,共10页
采用真空感应熔炼的方法制备了(LaEr)_(0.84)Mg_(0.16)(NiZrAl)_(3.36)储氢合金,研究了熔炼功率和熔炼时间对储氢合金成分、相结构和电化学性能的影响。结果表明,储氢合金熔炼过程中,Mg、La和Er元素都有不同程度烧损,且较小熔炼功率下M... 采用真空感应熔炼的方法制备了(LaEr)_(0.84)Mg_(0.16)(NiZrAl)_(3.36)储氢合金,研究了熔炼功率和熔炼时间对储氢合金成分、相结构和电化学性能的影响。结果表明,储氢合金熔炼过程中,Mg、La和Er元素都有不同程度烧损,且较小熔炼功率下Mg元素烧损较轻。随着熔炼功率增加,储氢合金中A侧元素(La、Er和Mg)含量逐渐减小,而B侧元素(Ni、Zr和Al)含量逐渐增大;随着熔炼时间延长,储氢合金中除Mg元素含量逐渐减小外,其他元素含量变化不大。不同熔炼工艺下,储氢合金都主要由(La, Mg)_(2)Ni_(7)相、(La, Mg)_(5)Ni_(19)相和LaNi_(5)相组成;当熔炼功率从8 kW增加至12 kW,(La, Mg)_(2)Ni_(7)相含量逐渐减小、(La, Mg)_(5)Ni_(19)相和LaNi_(5)相含量逐渐增加,活化次数、最大放电容量都先增后减,循环寿命逐渐降低;当熔炼时间从2 min增加至5 min, LaNi_(5)相含量先减少后增大、(La, Mg)_(2)Ni_(7)相含量先增大后减少,最大放电容量和循环寿命先增后减。适宜的熔炼工艺为:熔炼功率8 kW、熔炼时间3 min,此时储氢合金具有最大放电容量和循环寿命,活化次数为4次。 展开更多
关键词 熔炼功率 熔炼时间 储氢合金 相结构 电化学性能
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TiZrV-(Ta)中熵合金组织及性能研究 被引量：1
6
作者 潘涛 李茜茹 +3 位作者 张利 李晓峰 王建宏 付建平 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期95-101,共7页
目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机... 目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机等手段分析了Ta元素对TiZrV中熵合金微观组织、相结构和力学性能的影响。结果 TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金均呈现出枝晶组织。TiZrV合金基体中均匀、疏散分布着条粒状第二相;添加Ta元素后,合金的枝晶更密集,第二相也更加细小弥散,整体表现为相间不规则排布的条状和花纹状。相比于TiZrV合金,TiZrVTa0.1中熵合金具有更高的强度和塑性,抗压强度提高了28%,达到(1 160±10.6)MPa,抗拉强度提高了40%,达到(752±5.4)MPa,断裂延伸率从(7.6±0.13)%上升至(10.1±0.28)%,硬度最高达到326.1HV0.2。拉伸断口分析表明,添加Ta元素后,合金韧窝数量增加并且深度不断加深,促进了材料从脆性断裂向韧性断裂转变,塑性得到改善,实现了较好的强韧性配合。结论 力学性能的提高主要归结于Ta原子的固溶强化、第二相的强化作用和微观结构的改变。 展开更多
关键词 中熵合金 真空电弧熔炼法 微观组织 相结构 力学性能
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低维度及低密度多主元合金 被引量：1
7
作者 张峻浩 李蕊轩 张勇 《中国材料进展》 北大核心 2025年第1期1-14,123,共15页
主要介绍了低维度、低密度多主元合金的研究进展与发展前景。多主元合金通常包括中熵合金和高熵合金。高熵合金通过“熵调控”设计理念,克服了传统合金材料在强度与韧性上的限制,展现出优异的力学性能。然而,密度大和成本高的缺点限制... 主要介绍了低维度、低密度多主元合金的研究进展与发展前景。多主元合金通常包括中熵合金和高熵合金。高熵合金通过“熵调控”设计理念,克服了传统合金材料在强度与韧性上的限制,展现出优异的力学性能。然而,密度大和成本高的缺点限制了其广泛应用。为解决这些问题,研究者们开发了低维度中、高熵合金材料和低密度高熵合金(即轻质高熵合金)。详细介绍了低维度中、高熵合金和低密度高熵合金的制备方法、性能特点和发展前景。一维多主元合金,即中、高熵合金纤维,主要通过热拉拔、冷拉拔和玻璃包覆法制备,在室温和低温条件下均表现出优异的力学性能,在高熵合金纤维柔性材料和复合材料等领域中应用前景广阔;二维高熵合金,即高熵薄膜,可通过物理气相沉积等技术制备,表现出超高的硬度和良好的高温稳定性,在航空航天、能源等极端条件下的应用潜力巨大;低密度高熵合金,即轻质高熵合金,不仅具有高熵合金高强度、耐腐蚀和耐高温的特性,还具有密度低的优点,在航空航天等极端环境领域将发挥重要作用。 展开更多
关键词 低维度 低密度 多主元合金 中熵合金 高熵合金 制备方法 力学性能
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高熵合金磨损性能及海洋腐蚀行为研究进展 被引量：1
8
作者 王子豪 付俊伟 +1 位作者 冯勇 赵茂密 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期805-826,共22页
海洋工程设施及装备受到海浪的冲刷磨损,以及微生物和海水中溶解物的腐蚀,使用年限大大缩短。高熵合金突破了传统合金设计理念,其独特的多元素固溶体结构展现出优异的磨损性能、力学性能和耐腐蚀性,在海洋工程中具有巨大的应用潜力。本... 海洋工程设施及装备受到海浪的冲刷磨损,以及微生物和海水中溶解物的腐蚀,使用年限大大缩短。高熵合金突破了传统合金设计理念,其独特的多元素固溶体结构展现出优异的磨损性能、力学性能和耐腐蚀性,在海洋工程中具有巨大的应用潜力。本文综述了高熵合金的磨损性能及其在海洋环境中腐蚀行为的最新研究进展。首先介绍了高熵合金的基本特性,讨论了磨损性能及提高磨损性能的方法。随后分析了高熵合金在海洋环境中的腐蚀行为,简要讨论了合金元素对耐腐蚀性能的影响,特别关注了微生物腐蚀现象,介绍了海洋微生物对合金腐蚀的机理。最后,总结了当前高熵合金研究中存在的问题,提出了高熵合金在海洋工程中未来应用的发展方向。 展开更多
关键词 高熵合金 磨损性能 耐腐蚀性 海洋环境 微生物腐蚀
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WC含量对AlCrFe_(2)Ni_(2)Mo_(0.9)高熵合金涂层组织及耐磨性的影响 被引量：1
9
作者 王庆田 满蛟 +2 位作者 王俊成 刘庚根 杨斌 《金属热处理》 北大核心 2025年第2期282-291,共10页
通过将10%~30%(质量分数)的球形WC颗粒添加到AlCrFe_(2)Ni_(2)Mo_(0.9)高熵合金粉末中,利用高速激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了不同WC含量的高熵合金涂层。应用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等... 通过将10%~30%(质量分数)的球形WC颗粒添加到AlCrFe_(2)Ni_(2)Mo_(0.9)高熵合金粉末中,利用高速激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了不同WC含量的高熵合金涂层。应用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等,系统评估了WC含量对涂层物相组成、显微组织、元素分布、硬度和耐磨性的影响。结果表明,未添加WC时,涂层主要由FCC相、BCC相及σ相组成。在WC含量增加的过程中,BCC和σ相的衍射峰强度逐渐减弱,而FCC相衍射峰增强。当WC含量为30%时,涂层物相组成为FCC相和Fe_(3)W_(3)C相共存的状态。随着WC含量的提高,涂层显微组织由树枝晶转变为更均匀的等轴晶形态,细晶强化效应显著提升。同时,WC颗粒的部分溶解促进了合金化反应层及鱼骨状组织的形成。随着WC含量从0%增加到30%,涂层的显微硬度和耐磨性随WC含量的增加表现出先降低后增加的趋势,最终在WC含量为30%时达到最高硬度567.22 HV,并具有最佳耐磨性,磨损率降至0.68×10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),摩擦因数为0.386。 展开更多
关键词 高熵合金 WC颗粒 显微组织 显微硬度 耐磨性
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强磁场下定向凝固AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的组织演变和力学性能调控 被引量：1
10
作者 何怡湾 赵勇 +3 位作者 孙梓琛 闫育洁 魏晨 王军 《铸造技术》 2025年第3期247-255,共9页
共晶高熵合金是一种兼具高强度和强塑性的合金,其性能取决于凝固组织。而强磁场作为一种极端外物理场,其对金属凝固过程的调控作用已得到广泛证实。因此,开展强磁场下金属凝固理论研究具有深远意义。以AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金为对... 共晶高熵合金是一种兼具高强度和强塑性的合金,其性能取决于凝固组织。而强磁场作为一种极端外物理场,其对金属凝固过程的调控作用已得到广泛证实。因此,开展强磁场下金属凝固理论研究具有深远意义。以AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金为对象,研究了强磁场对其定向凝固后的组织演变和力学性能的影响。结果表明,强磁场下定向凝固的共晶高熵合金组织为FCC初生相包含FCC/BCC共晶片层,强磁场通过提高固液界面稳定性,细化共晶片层间距和改变初生相择优取向实现了合金硬度、拉伸性能的提升。磁场处理后,合金最大伸长率达到33%时,极限抗拉强度高达985 MPa,因此强磁场可作为合金铸造过程中获得强度和韧性耦合的有效调控手段。 展开更多
关键词 AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金 强磁场 定向凝固 组织演变 力学性能
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热喷涂高熵合金涂层的研究现状与展望 被引量：1
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作者 张志彬 种凯 +2 位作者 何鹏飞 邹勇 梁秀兵 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期349-359,共11页
近年来热喷涂涂层技术发展迅猛,已成为表面工程领域不可替代的材料表面改性技术,并在诸多工业应用中发挥着关键作用。高熵合金,因其独特的成分设计和微观结构而备受关注,展现出比传统材料更为优越的性能。在热喷涂领域,高熵合金具有极... 近年来热喷涂涂层技术发展迅猛,已成为表面工程领域不可替代的材料表面改性技术,并在诸多工业应用中发挥着关键作用。高熵合金,因其独特的成分设计和微观结构而备受关注,展现出比传统材料更为优越的性能。在热喷涂领域,高熵合金具有极大的学术研究价值和工程应用潜力。简要介绍了高熵合金的概念及其所具备的“四大效应”。同时,结合不同的热喷涂涂层技术(包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂、高速电弧喷涂等),详细阐述了热喷涂高熵合金涂层制备工艺的研究现状,旨在为该领域的进一步发展提供有益的参考和理论基础。详细总结了热喷涂高熵合金涂层结构(孔隙率、物相组成)、性能(硬度、耐磨性、耐腐蚀性)等方面的研究进展,并对未来热喷涂高熵合金涂层的发展方向进行了展望,凭借热喷涂技术的特点与高熵合金的性能优势,热喷涂高熵合金涂层具有巨大的工业应用潜力。目前热喷涂高熵合金涂层的材料体系受限,热喷涂材料设计制备有待研究,基于模拟计算与机器学习技术的热喷涂高熵合金涂层材料体系设计将会发挥重要作用。此外,探索涂层制备工艺、后处理工艺与性能协同评价机制对提升涂层性能具有重要意义。 展开更多
关键词 高熵合金涂层 热喷涂 硬度 耐磨损性能 耐腐蚀性能
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准静态加载条件下Zr基非晶合金的力学行为 被引量：1
12
作者 张山 王纪琛 +4 位作者 王子一 韦超 施志林 张浩然 马明臻 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期239-244,共6页
通过铜模吸铸的方法制备了Zr_(50)Cu_(34)Al_(8)Ag_(8)非晶合金棒材。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热仪对合金试样的微观结构和热力学进行了分析。利用万能试验机在10~(-4) s~(-1)加载速率下测试了非... 通过铜模吸铸的方法制备了Zr_(50)Cu_(34)Al_(8)Ag_(8)非晶合金棒材。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和差示扫描量热仪对合金试样的微观结构和热力学进行了分析。利用万能试验机在10~(-4) s~(-1)加载速率下测试了非晶合金试样的压缩力学性能。实验结果表明,Zr_(50)Cu_(34)Al_(8)Ag_(8)非晶合金对加载速率的变化较敏感,非晶合金的断裂强度σ_(f)和极限应变ε_(f)随加载速率的升高呈现出先增大后减小的变化趋势。当加载速率为3×10^(-4) s^(-1)时,非晶合金的断裂强度σ_(f)和极限应变ε_(f)分别为1897.5 MPa和1.72%。随着加载速率的升高,剪切带的成核速率滞后于所施加的加载速率,裂纹的扩展加速,非晶合金的压缩力学性能下降。 展开更多
关键词 非晶合金 加载速率 变形和断裂 微观结构
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TiAl-V-Cr合金近α相区的热变形行为 被引量：1
13
作者 刘宏武 高帆 +3 位作者 冯像征 李臻熙 戴松嵒 王青峰 《金属热处理》 北大核心 2025年第1期53-58,共6页
采用热物理模拟技术与SEM、EBSD、OM等组织表征方法研究了不同初始组织状态、应变速率及变形量对Ti-44Al-5V-1Cr合金近α相区(1250℃)热变形行为及组织的影响规律。结果表明:合金在1250℃热变形时,相同应变速率条件下,不同初始组织状态... 采用热物理模拟技术与SEM、EBSD、OM等组织表征方法研究了不同初始组织状态、应变速率及变形量对Ti-44Al-5V-1Cr合金近α相区(1250℃)热变形行为及组织的影响规律。结果表明:合金在1250℃热变形时,相同应变速率条件下,不同初始组织状态的流变应力差异较小,相同组织状态下,应变速率对流变应力的影响相对较大,随着应变速率的降低,流变应力明显降低;合金在近α相区热变形时以发生α相的动态再结晶为主,动态回复为辅,β相的存在能够有效抑制α晶粒的长大;变形程度的增加有助于细化α晶粒尺寸;合金在1250℃大挤压比热挤压加工后获得了较为均匀细小的全片层组织,平均片层尺寸在12~23μm范围内。 展开更多
关键词 TIAL合金 近α相区 热变形行为 显微组织
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非晶合金污水处理研究现状
14
作者 李春燕 杨陇鹏 +3 位作者 翟文正 李春玲 李晓诚 寇生中 《稀有金属》 北大核心 2025年第1期91-106,共16页
非晶合金具有高的原子化学活性、较低的氧化还原电位和优良的催化降解性能,目前已经在含染料、农药等有机污染物和含重金属、酸碱盐等无机污染物污水处理方面开展了广泛研究。非晶合金作为一种降解污水的新型催化剂,其降解机制因污水的... 非晶合金具有高的原子化学活性、较低的氧化还原电位和优良的催化降解性能,目前已经在含染料、农药等有机污染物和含重金属、酸碱盐等无机污染物污水处理方面开展了广泛研究。非晶合金作为一种降解污水的新型催化剂,其降解机制因污水的种类和非晶合金体系的不同而存在很大的差异,降解机制和非晶合金的体系以及对非晶合金进行不同方法的预处理密切相关。选择适当的非晶合金成分和匹配恰当的材料改性手段,对不同的污水实现高效降解很有研究意义。本文就污水处理常规技术、非晶合金污水降解机制和国内外对非晶合金在污水处理等方面的相关研究进行总结归纳。针对不同非晶合金体系和不同处理方法后的非晶合金在污水处理方面的优点与缺点,以及未来复杂的污水成分,展望了非晶合金优良的催化降解潜力,旨在为非晶合金在污水处理方面提供有价值的参考,助力中国“双碳”战略目标的实现。 展开更多
关键词 非晶合金 催化降解 污水处理
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选区激光熔化成形NiTi合金性能调控研究进展
15
作者 张刚 田卓原 +1 位作者 石玗 樊丁 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1353-1366,共14页
NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术... NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术(selective laser melting,SLM)作为一种先进的快速成型技术可实现金属构件的一体化近净成形,特适合于低成本快速制造具有复杂结构的NiTi合金构件。本文综述了近年来国内外关于SLM调控NiTi合金性能的研究进展,重点评述了SLM对合金相变行为、力学性能和功能特性的影响规律及调控策略,揭示了NiTi合金性能失效机制,并展望了SLM成形NiTi合金研究中需重点突破的难题和未来发展方向,为保障生命安全和身体健康,推进医工交叉学科的快速发展提供参考。 展开更多
关键词 镍钛合金 形状记忆效应 选区激光熔化 微观结构 性能调控
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Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶合金的过冷液体特性与晶化解耦
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作者 李晓诚 寇生中 +2 位作者 李春玲 李春燕 赵燕春 《金属学报》 北大核心 2025年第6期900-908,共9页
为了更深入地了解非晶合金过冷液体的特性和晶化行为,本工作针对具有高断裂韧性和良好生物相容性并在柔顺机构和生物植入体方面具有应用前景的Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶合金,采用快速扫描量热和常规热分析技术相结合,实现了6个... 为了更深入地了解非晶合金过冷液体的特性和晶化行为,本工作针对具有高断裂韧性和良好生物相容性并在柔顺机构和生物植入体方面具有应用前景的Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶合金,采用快速扫描量热和常规热分析技术相结合,实现了6个数量级(10^(-2)~10~^(4)K/s)升温速率的调控,揭示出超宽温度范围内过冷液体依赖于升温速率的动力学特性:过冷液体的动力学行为滞后于温度的快速变化,2者符合VFT方程;脆度系数的小幅变化(m=35~47)意味着其过冷液体结构随温度变化比较平缓,从而表现出具有一定的“强”液体行为;通过平移时间维度坐标,得出从玻璃转变到熔点整个温度范围内的平均m≈45。该非晶合金晶化过程中晶体生长的温度依赖性表明生长激活能随温度升高逐渐降低,单位温度下的激活能降约为0.5 kJ/(mol·K),在玻璃转变温度附近,晶体生长动力学与黏性流动间发生解耦,通过引入解耦指数(ξ=0.84)使得晶体生长动力学系数(Ukin)与黏度(η)在更宽的温度范围内符合幂律关系:U_(kin)∝η^(-ξ)。 展开更多
关键词 非晶合金 快速扫描量热 过冷液体 黏度 脆度 晶化
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轧制+电脉冲耦合处理协同提升Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)高温形状记忆合金塑性与超弹性机制研究
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作者 殷海琛 黄金城 +3 位作者 张欣 王广春 刘闪 李建辉 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期93-101,共9页
为提高高温形状记忆合金的力学性能和功能稳定性,以Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金为研究对象,提出了一种轧制+电脉冲耦合处理技术。通过差示扫描量热仪、透射电子显微镜、力学性能和超弹性测试,探究了孪晶马氏体与位错增殖机制下脉冲... 为提高高温形状记忆合金的力学性能和功能稳定性,以Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金为研究对象,提出了一种轧制+电脉冲耦合处理技术。通过差示扫描量热仪、透射电子显微镜、力学性能和超弹性测试,探究了孪晶马氏体与位错增殖机制下脉冲电流热效应和非热效应诱发的Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性协同提升的微观机制。结果表明:轧制+电脉冲耦合处理是一种协同提升Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性的有效技术手段,最优工艺参数为:50%轧制变形配合50μs/250 Hz电脉冲处理,最优脉冲电流的作用温度为550℃。与铸态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金相比,经过轧制+电脉冲耦合处理的合金塑性提高50%,超弹性及其稳定性得到显著提高;塑性和超弹性的协同提升主要归因于脉冲电流对轧制态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金缺陷的靶向作用和对微观组织的均质作用。 展开更多
关键词 高温形状记忆合金 电脉冲处理 微观组织 塑性 超弹性
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相调控视角下AlCrFeNiNb_(x)高熵合金的强化机制及磨损行为
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作者 黄潘毅 刘郅澄 +7 位作者 周永强 彭文屹 瞿玉海 章爱生 邓晓华 张龙鹤 周诗逸 周杰 《物理学报》 北大核心 2025年第23期306-316,共11页
为了探索Nb元素对AlCrFeNi合金的相调控机制,本研究将实验与第一性原理计算相结合,系统探究了不同Nb含量对AlCrFeNiNb_(x)高熵合金微观组织、力学性能及耐磨性的影响.结果表明, AlCrFeNiNb0.4高熵合金具有良好的力学性能与最佳的耐磨性.... 为了探索Nb元素对AlCrFeNi合金的相调控机制,本研究将实验与第一性原理计算相结合,系统探究了不同Nb含量对AlCrFeNiNb_(x)高熵合金微观组织、力学性能及耐磨性的影响.结果表明, AlCrFeNiNb0.4高熵合金具有良好的力学性能与最佳的耐磨性. Nb的掺杂改变了AlCrFeNi合金的磨损机制,并提高了合金的耐磨性.这归因于Nb对AlCrFeNi合金的相调控作用:一方面诱导高硬度的Laves相析出,另一方面固溶于合金的BCC相及B2相,并显著地提升两相的力学性能.此外, Nb的掺杂细化了合金的微观组织,促使其相界面密度提升,从而综合提升了合金的硬度,屈服强度以及耐磨性.第一性原理计算表明Nb原子改变了AlCrFeNi合金中BCC相与B2相的电子结构,从而提升了两相的稳定性,印证了Nb对两相的固溶强化作用.而Nb原子与两相中大部分原子会形成较强的反键,进一步解释了Nb掺杂后合金的微观组织中大量Laves相生成的本质原因. 展开更多
关键词 AlCrFeNiNb_(x)高熵合金 第一性原理 力学性能 磨损行为
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Mo、Cu添加对FeCo基合金热稳定性和微观结构的影响
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作者 王志英 华中 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第1期41-47,共7页
利用非晶晶化法制备了Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)、Fe_(41)Co_(41)Zr_(7)Mo_(2)B_(9)、Fe_(41.5)Co_(41.5)Zr_(7)B_(9)Cu_(1)和Fe_(40.5)Co_(40.5)Zr_(7)Mo_(2)B_(9)Cu_(1)4种纳米晶合金,研究分别单独添加Mo、单独添加Cu及复合添加Mo和C... 利用非晶晶化法制备了Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)、Fe_(41)Co_(41)Zr_(7)Mo_(2)B_(9)、Fe_(41.5)Co_(41.5)Zr_(7)B_(9)Cu_(1)和Fe_(40.5)Co_(40.5)Zr_(7)Mo_(2)B_(9)Cu_(1)4种纳米晶合金,研究分别单独添加Mo、单独添加Cu及复合添加Mo和Cu对Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)合金热稳定性和微观结构的影响。结果表明:4种合金在快淬态时均为非晶合金,4种合金的晶化激活能相差不大,即添加Mo和Cu元素对Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)合金的热稳定性影响不大;4种合金经各自晶化峰值温度等温热处理后的晶化相均为单一的α-Fe(Co)相;未添加Mo和Cu的合金经热处理后的透射电镜(TEM)图中观察到晶粒团聚现象;单独添加Mo减小了合金的晶粒尺寸,但仍有部分晶粒团聚;单独添加Cu的合金的晶粒分布相对均匀;复合添加Mo和Cu的Fe_(40.5)Co_(40.5)Zr_(7)Mo_(2)B_(9)Cu_(1)合金的晶粒尺寸较小,且纳米晶粒均匀分布在剩余非晶中。 展开更多
关键词 纳米晶合金 Mo添加 Cu添加 热稳定性 晶粒尺寸
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超声冲击对激光熔化沉积CrCoFeNi高熵合金组织和耐腐蚀性能的影响
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作者 黄双君 王勇刚 +3 位作者 董逸君 赵巍 王康 李梁军 《机械工程材料》 北大核心 2025年第8期27-32,共6页
以气雾化等原子比CrCoFeNi预合金粉末为原料,采用激光熔化沉积技术制备CrCoFeNi高熵合金并进行超声冲击处理,研究了超声冲击对高熵合金物相组成、显微组织、显微硬度、残余应力及耐腐蚀性能的影响。结果表明:超声冲击处理后,高熵合金的... 以气雾化等原子比CrCoFeNi预合金粉末为原料,采用激光熔化沉积技术制备CrCoFeNi高熵合金并进行超声冲击处理,研究了超声冲击对高熵合金物相组成、显微组织、显微硬度、残余应力及耐腐蚀性能的影响。结果表明:超声冲击处理后,高熵合金的物相仍为单一面心立方结构,表面形成塑性变形层,枝晶取向由垂直于合金表面变为近似平行于表面,表层形成超细晶、高密度位错及孪晶;超声冲击处理后合金表层显微硬度提高,在距表面0~500μm区域残余应力发生拉-压转变,表面残余压应力最大,达230.8 MPa。超声冲击处理后,高熵合金的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度减小,点蚀坑尺寸减小和数量减少且无应力腐蚀特征,耐腐蚀性能提升。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 高熵合金 超声冲击 显微组织 耐腐蚀性能
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