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微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁内圈内圆磨削的控形加工工艺
1
作者 高龙飞 吴玉厚 +2 位作者 孙健 李颂华 左闯 《轴承》 北大核心 2025年第11期34-41,共8页
针对某非标微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁套圈在加工过程中出现的损坏及形位精度不达标等问题,分析了氧化锆薄壁套圈内圆加工过程中难以保障成品质量的原因及特征。通过试验研究了采用切入磨削和纵向磨削加工该类套圈的可行性,并研究了工艺... 针对某非标微型氧化锆全陶瓷轴承薄壁套圈在加工过程中出现的损坏及形位精度不达标等问题,分析了氧化锆薄壁套圈内圆加工过程中难以保障成品质量的原因及特征。通过试验研究了采用切入磨削和纵向磨削加工该类套圈的可行性,并研究了工艺参数对套圈成品率、加工精度和效率的综合影响。基于试验结果提出了一种适用于该类型薄壁氧化锆套圈内圆加工的单次混合磨削工艺:前段粗磨使用切入磨削,进给速度为0.030 mm/min,主轴转速为20000 r/min,加工量为350μm;后段精磨使用纵向磨削,进给速度为0.010 mm/min,主轴转速为20000 r/min,加工量为150μm,使壁厚0.5 mm薄壁陶瓷轴承套圈内圆圆度误差降至2μm。 展开更多
关键词 滚动轴承 陶瓷轴承 微型轴承 磨削 套圈 薄壁 尺寸精度 工艺参数
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TiC粒子增强型耐高温磨损钢设计
2
作者 张青学 王麒 +2 位作者 李成儒 邓想涛 王昭东 《材料工程》 北大核心 2025年第11期101-112,共12页
为了开发可在高温环境中使用的具有高回火稳定性的高温耐磨钢,利用固体和分子经验电子理论计算了不同合金元素与C元素的键能,并设计了系列TiC粒子增强型耐高温磨损钢成分,通过Thermo-Calc软件对TiC粒子析出温度进行计算,并对最佳热处理... 为了开发可在高温环境中使用的具有高回火稳定性的高温耐磨钢,利用固体和分子经验电子理论计算了不同合金元素与C元素的键能,并设计了系列TiC粒子增强型耐高温磨损钢成分,通过Thermo-Calc软件对TiC粒子析出温度进行计算,并对最佳热处理后的钢板进行不同温度和时间的回火稳定性实验。结果表明,Cr、Mo、W与C所形成的键能与Fe—C键能相比提高幅度显著,因此,增大了C原子在马氏体中扩散的激活能,阻碍了C原子在马氏体中的扩散,提高了马氏体的回火抗力,因此确定了Cr、Mo和W作为提高TiC强化马氏体耐磨钢热稳定性的主要添加元素。TiC粒子在1400~1500℃温度区间内析出,粒子形貌表明粒子呈仿晶界分布,通过热机械加工后可以实现微米TiC粒子在基体上均匀分布。回火稳定性实验结果表明,Cr和W元素的添加大幅度提高回火稳定性。 展开更多
关键词 TIC 键能 回火稳定性 耐高温磨损钢
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Cr_(3)C_(2)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响
3
作者 党晓明 周新文 +3 位作者 王岗 史振琦 刘宏亮 李晶 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第6期753-760,共8页
采用无压熔渗的方法,在熔渗温度为1210℃和熔渗时间为1.5 h的条件下,研究添加Cr_(3)C_(2)(0.0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%,质量分数)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响。结果表明:在熔渗过程中,WC发生部分分解... 采用无压熔渗的方法,在熔渗温度为1210℃和熔渗时间为1.5 h的条件下,研究添加Cr_(3)C_(2)(0.0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%,质量分数)对WC-Cu-10Ni-5Mn-3Sn硬质合金微观结构及力学性能的影响。结果表明:在熔渗过程中,WC发生部分分解,随着Cr_(3)C_(2)的添加,合金中出现Ni_(2)W_(4)C和Cr_(7)C_(3),Cr_(7)C_(3)易吸收WC分解产生的W形成(W,Cr)Cx和(Cr,W)C。出现的新相引起WC晶粒尺寸的变化,进而改变了合金的力学性能。随着添加Cr_(3)C_(2)质量分数的增加,硬度和抗弯强度呈现先上升后下降的趋势,当Cr_(3)C_(2)质量分数分别为0.4%和0.6%时,合金的硬度和抗弯强度达到了最大值,分别为HRA 93.1和1720 MPa。添加Cr_(3)C_(2)不利于合金冲击韧性的提高,未添加Cr_(3)C_(2)的合金具有最高的冲击韧性(4.65 J·cm^(-2))。 展开更多
关键词 无压熔渗 硬质合金 Cr_(3)C_(2) 微观结构 力学性能
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不同氮气流量对等离子弧熔覆TiN_(x)/Ti合金涂层微观组织及摩擦学性能的影响
4
作者 胡少青 岳赟 +2 位作者 平静艳 邓四二 杜三明 《材料导报》 北大核心 2025年第14期142-148,共7页
为提高钛锆基合金Ti-20Zr-6.5Al-4V(简称T20Z)的摩擦磨损性能,采用等离子弧熔覆技术,通过不同流量(300、350、400、450 L/h)氮气同步送粉的方式,在T20Z合金表面原位生成氮化物增强钛合金复合涂层。使用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、... 为提高钛锆基合金Ti-20Zr-6.5Al-4V(简称T20Z)的摩擦磨损性能,采用等离子弧熔覆技术,通过不同流量(300、350、400、450 L/h)氮气同步送粉的方式,在T20Z合金表面原位生成氮化物增强钛合金复合涂层。使用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计、UMT-2多功能摩擦磨损试验机、三维形貌仪以及扫描电子显微镜(SEM)对熔覆涂层的组织、物相、硬度以及摩擦磨损性能进行分析与表征。结果表明,300~450 L/h氮气流量熔覆均能获得与基体具有良好冶金结合的TiN_(x)/Ti合金涂层,其中基体为α相,增强相为TiN_(0.3)与TiN相。随着氮气流量的增大,TiN_(0.3)不断增多,涂层硬度逐渐提高,当气体流量升至450 L/h时,TiN衍射峰出现,硬度达到最大值1 036HV_(0.2),与基体相比提升640HV_(0.2)。相较于原始试样,熔覆涂层的耐磨性也有所提高,且随着氮气流量的提升,其耐磨损性能呈现出先升后降的变化趋势,10 N载荷、400 L/h气流量时最为明显,耐磨性提高46.08%。涂层的磨损机制由原始试样的严重磨粒磨损逐渐转变为轻微的磨粒磨损与局部的粘着磨损。 展开更多
关键词 等离子弧熔覆 T20Z合金 氮化物 组织 硬度 摩擦磨损
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磁控溅射CrN-PEI结合强度与耐磨性增强调控
5
作者 由琪 周艳文 +3 位作者 粟志伟 闫彩波 赵卓 肖旋 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
作为手机镜头保护盖,芳香族高分子聚合物聚醚酰亚胺(PEI)的耐磨性能不足,表面涂层强化是提高其耐磨性的有效途径之一,提高膜-基界面结合强度是增强硬质涂层有效性的必然要求。采用磁控溅射技术在PEI基体表面沉积氮化铬(Cr N)涂层,研究靶... 作为手机镜头保护盖,芳香族高分子聚合物聚醚酰亚胺(PEI)的耐磨性能不足,表面涂层强化是提高其耐磨性的有效途径之一,提高膜-基界面结合强度是增强硬质涂层有效性的必然要求。采用磁控溅射技术在PEI基体表面沉积氮化铬(Cr N)涂层,研究靶-基距及沉积时间对沉积涂层的形貌、相结构、膜-基界面结合强度和耐磨性的影响。靶-基距为18 cm沉积时,涂层缺陷随沉积时间的延长,即薄膜增厚而减少。缩短靶-基距至13 cm后,即增强了基体表面离子密度,薄膜表面缺陷消失。与18 cm靶-基距下最薄涂层的243.2 GPa模量和24.86 GPa硬度相比,13 cm靶-基距最厚涂层的模量和硬度升到307.3 GPa和26.22 GPa,膜-基结合强度相应改善,涂层的磨损率从基体的10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)降低了一个数量级,降至10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。在靶-基距为13 cm时,受高能量离子连续轰击,PEI表面硬化层的模量和硬度平均达10.2 GPa和2.2 GPa,该硬化层与纯Cr过渡层和CrN涂层间形成平滑的模量和硬度梯度,降低了涂层与基体间力学性能差异,从而提高硬质涂层与软基体间的协同形变能力,有效增强CrN防护涂层的有效性,使PEI聚合物作为手机镜头保护盖的应用成为可能。 展开更多
关键词 聚醚酰亚胺 磁控溅射 CRN涂层 附着力 协同变形
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大气等离子喷涂MnO_(2)/VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基热辐射涂层的结构与性能
6
作者 胡成伟 曹茜 +2 位作者 杨虎 程旭东 曾鲜 《材料工程》 北大核心 2025年第11期215-222,共8页
采用大气等离子喷涂法制备不同摩尔比的MnO_(2)和VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基红外辐射陶瓷涂层(MV),研究涂层的物相组成、微观结构、红外发射率和抗热震性能。结果表明:相比于MnO_(2)和VB_(2)单掺杂,两者共掺杂NiCr_(2)O_(4)可以更有... 采用大气等离子喷涂法制备不同摩尔比的MnO_(2)和VB_(2)共掺杂NiCr_(2)O_(4)基红外辐射陶瓷涂层(MV),研究涂层的物相组成、微观结构、红外发射率和抗热震性能。结果表明:相比于MnO_(2)和VB_(2)单掺杂,两者共掺杂NiCr_(2)O_(4)可以更有效地提高涂层的红外发射率,其中MnO_(2)和VB_(2)的掺杂比为1∶1的涂层(MV11)具有最高的发射率,在0.75~2.5μm波长范围内,MV11涂层的室温波段发射率为0.928,在2.5~25μm时,波段发射率由室温的0.884提高到1000℃的0.918。这主要因为过渡族金属离子和B离子进入尖晶石晶格,使晶格中的氧空位含量升高;在能带隙中引入局部能级,引起晶格畸变,增强自由载流子跃迁吸收和红外晶格振动吸收。此外,在25~750℃水冷30次热循环后涂层出现微裂纹,但相结构没有发生明显变化,发射率略有下降,表明涂层具有良好的抗热震性能。 展开更多
关键词 金属硼化物 二氧化锰 红外发射率 NiCr_(2)O_(4)涂层 等离子喷涂
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球磨工艺对激光熔覆HA/TC4梯度涂层的影响 被引量：2
7
作者 李雪倩 范红丽 +2 位作者 杨晓宁 韩日宏 齐海波 《稀有金属》 北大核心 2025年第6期848-858,共11页
本文针对钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)过程中HA粉末送粉困难的问题,通过球磨工艺将不规则、难输送的HA粉末附着在球形度高、送粉特性好的Ti-6Al-4V(TC4)粉末表面,研究了球磨工艺参数对HA/TC4复合粉末... 本文针对钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)过程中HA粉末送粉困难的问题,通过球磨工艺将不规则、难输送的HA粉末附着在球形度高、送粉特性好的Ti-6Al-4V(TC4)粉末表面,研究了球磨工艺参数对HA/TC4复合粉末包覆效果的影响。在球磨过程中,粉末颗粒之间不断发生破碎、吸附、冷焊,最终HA粉末能够较为均匀的包覆在TC4粉末表面从而形成HA/TC4复合粉末。优化后的球磨工艺参数为:球磨时间为10 h,球料比为2.5∶1,转速为300 r·min^(-1)。继而采用送粉式激光熔覆技术在TC4钛合金基板上进行了梯度生物陶瓷涂层的制备及表征。结果表明:高能球磨得到的包覆状复合粉末解决了激光熔覆过程中HA粉末送粉困难的问题;梯度涂层的设计减少了涂层之间的开裂现象,各熔覆层之间结合良好;涂层的显微组织主要为柱状晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和等轴晶;涂层物相主要由HA,TiO_(2),Ca_(3)(PO_(4))_(2),CaTiO_(3)和CaO组成;硬度测试结果显示,随着HA含量的增加,HA/TC4梯度生物陶瓷涂层的硬度随之增加,30%HA+70%TC4(质量比)功能层中涂层硬度为HV 1356。 展开更多
关键词 高能球磨 羟基磷灰石(HA)粉末 钛合金粉末 激光熔覆 梯度涂层
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科教融合视域下“金属力学性能”课程教学案例建设——以铝基复合材料的力学性能为例
8
作者 钱明芳 张佳佳 +2 位作者 贾政刚 张学习 耿林 《科技风》 2025年第24期53-55,共3页
本文借助科教融合和案例教学相结合的方法,在材料科学与工程学科本科生“金属力学性能”课程中,建设铝基复合材料的力学性能教学案例,即通过将石墨烯纳米片和碳化硅纳米颗粒作为增强相引入铝基体中,大幅提高纯铝的强韧性,使复合材料获... 本文借助科教融合和案例教学相结合的方法,在材料科学与工程学科本科生“金属力学性能”课程中,建设铝基复合材料的力学性能教学案例,即通过将石墨烯纳米片和碳化硅纳米颗粒作为增强相引入铝基体中,大幅提高纯铝的强韧性,使复合材料获得高比强度、比模量的同时,兼具塑性、加工性。案例来自科研实例,将其与课程内容相关联,可提高课堂教学信息量,增强教学的直观性,激发学生主动学习的兴趣,学校以此来拓展学生的基础知识、工程能力、创新思维,不断培养符合国家建设需求的材料类拔尖创新人才,并取得了良好的教学效果。 展开更多
关键词 科教融合 案例教学 铝基复合材料 力学性能
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(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N)高熵陶瓷固溶体粉末的制备工艺研究
9
作者 唐鑫 金永中 +4 位作者 吴翔 苏伟 蒋武 汪俊豪 谢瑞 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期66-72,共7页
以TiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、V_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、MoO_(3)和炭黑为原料,采用机械合金化+碳热还原氮化法制备高熵陶瓷固溶体粉末(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N),并借助XRD、SEM等表征手段对反应产物的物相组成和微观组织进行了分析。结果表明:... 以TiO_(2)、Cr_(2)O_(3)、V_(2)O_(5)、Nb_(2)O_(5)、MoO_(3)和炭黑为原料,采用机械合金化+碳热还原氮化法制备高熵陶瓷固溶体粉末(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N),并借助XRD、SEM等表征手段对反应产物的物相组成和微观组织进行了分析。结果表明:在碳热还原氮化温度1600℃、球磨转速600 r/min和球磨时间120 min下,产物为平均粒径约3μm、元素分布均匀且具有单一相成分的高品质(Ti,Cr,V,Nb,Mo)(C,N)高熵陶瓷固溶体粉末。碳热还原氮化温度是影响高熵陶瓷固溶体粉末合成的主要因素,其次是球磨转速,而球磨时间影响最小。增加碳热还原氮化温度、球磨转速和球磨时间在不同程度上均有利于元素固溶,但对抑制晶粒长大有负面影响。 展开更多
关键词 (Ti Cr V Nb Mo)(C N) 高熵陶瓷固溶体 机械合金化 球磨 碳热还原氮化 物相组成 微观组织
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(Ti,W)C对超细Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响
10
作者 贺逢源 熊健松 +4 位作者 董定乾 熊萧 陈鑫辉 任少杰 熊慧文 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期56-65,共10页
采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形... 采用低压烧结制备不同(Ti,W)C固溶体粉末含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并系统研究了(Ti,W)C对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究表明:使用(Ti,W)C替代TiC+WC可导致金属陶瓷组织中白芯/环结构的形成,抑制黑芯/环结构的形成,同时硬质相形貌由立方形向球形转变;并且在保持抗弯强度不变的情况下,可提高金属陶瓷的维氏硬度和断裂韧性。低(Ti,W)C含量(2.5%~10%)条件下,随着(Ti,W)C含量的增加,金属陶瓷的黑芯尺寸减小,白芯/灰环结构增多,(Ti,W)C的加入使组织更加均匀,增强了晶粒间结合力;金属陶瓷硬度逐渐升高,抗弯强度和断裂韧性均先提升后降低,当(Ti,W)C含量为7.5%时,金属陶瓷具有最优异的综合力学性能,抗弯强度和断裂韧性分别为2212 MPa和9.0 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 超细Ti(C N)基金属陶瓷 (TI W)C 固溶体粉末 低压烧结 微观组织 力学性能
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金属熔体在铜基体表面润湿行为的研究进展
11
作者 曾春 张凤泉 +1 位作者 刘文举 魏文庆 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期16-24,共9页
薄带连铸和平面流铸是钢铁近终形制造技术具有代表性的快速凝固工艺,金属熔体和铜基体之间界面润湿行为决定凝固效果和成带质量的关键因素。座滴法和滴落法是用来研究金属/铜润湿体系的主要实验方法,滴落法和浸入式技术在模拟薄带连铸... 薄带连铸和平面流铸是钢铁近终形制造技术具有代表性的快速凝固工艺,金属熔体和铜基体之间界面润湿行为决定凝固效果和成带质量的关键因素。座滴法和滴落法是用来研究金属/铜润湿体系的主要实验方法,滴落法和浸入式技术在模拟薄带连铸工艺的亚快速凝固和传热方面得到较好应用。综述了熔体成分、温度、环境气氛、基体表面状态等关键工艺因素,以及表面沉积膜、其他工艺方法等对金属熔体和铜基体之间润湿性影响的研究进展,为优化快速凝固工艺参数、提高成带质量提供技术借鉴。 展开更多
关键词 金属熔体 铜基体 润湿行为 近终形制造 快速凝固
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Ni含量对Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷组织和性能的影响
12
作者 张学臣 刘松 +1 位作者 余明 李文虎 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第3期124-130,共7页
以Mo、Ni、B粉末为原料,采用硼化反应粉末烧结法制备了4组不同Ni含量的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷,对其微观结构和力学性能进行了表征和分析,研究了富Ni与贫Ni的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷性能的异同点。结果表明:不同Ni含量的Mo_(2)NiB_(2... 以Mo、Ni、B粉末为原料,采用硼化反应粉末烧结法制备了4组不同Ni含量的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷,对其微观结构和力学性能进行了表征和分析,研究了富Ni与贫Ni的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷性能的异同点。结果表明:不同Ni含量的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷均含有Mo_(2)NiB_(2)硬质相和Ni粘结相;随着Ni含量的增加,Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷中粘结相的体积分数不断增加,相对密度提高,组织均匀性明显改善,维氏硬度与压缩强度呈下降趋势,弯曲强度与断裂韧性呈上升趋势;贫Ni的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷(成分配比为31Mo38Ni31B)表现出较高的维氏硬度与压缩强度,分别为1875.96 HV0.3和2166 MPa;富Ni的Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷(成分配比为19Mo63Ni18B)表现出较高的弯曲强度与断裂韧性,分别为936.4 MPa和21.9 MPa·m^(1/2);Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷的断裂方式由贫Ni的脆性断裂向富Ni的韧性断裂转变。 展开更多
关键词 Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷 Ni含量 热压烧结 力学性能
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热障涂层的漫反射辐射光谱特性研究
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作者 杨灿 张芝衔 陈立伟 《应用科技》 2025年第1期221-228,共8页
针对传统辐射传递模型计算误差大,无法真实描述介质层表面等问题,使用漫反射界面对辐射光谱特性进行研究分析。以航空发动机内涡轮叶片上涂敷的氧化锆涂层为研究对象,基于热辐射传输理论建立了半透明热障涂层的跨介质辐射传输模型。研... 针对传统辐射传递模型计算误差大,无法真实描述介质层表面等问题,使用漫反射界面对辐射光谱特性进行研究分析。以航空发动机内涡轮叶片上涂敷的氧化锆涂层为研究对象,基于热辐射传输理论建立了半透明热障涂层的跨介质辐射传输模型。研究在漫反射边界条件下,非散射等温/非等温介质的高温辐射特性。由于热障涂层漫反射表面结构较为复杂,本文对涂层表面结构进行了等效化处理,并采用时域有限差分法对氧化锆涂层表面的反射率和透射率进行了数值分析,最后对计算结果进行精准度分析。 展开更多
关键词 热障涂层 氧化锆 辐射传输 半透明 漫反射 辐射特性 时域有限差分 精准度
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应用于航天材料的高熵合金研究进展 被引量：1
14
作者 邢秋玮 夏松钦 +3 位作者 张新房 陈占兴 李国举 张昕喆 《郑州航空工业管理学院学报》 2025年第1期82-89,共8页
高熵合金是近年来提出的一种新型合金材料,具有质量轻、强度高、刚性大、耐高温等特性,这些特性使高熵合金有望在航天材料领域得到应用。为抵抗太空环境的极端温度变化,通过高熵化的成分设计,高熵合金能够获得远高于传统超合金的高温屈... 高熵合金是近年来提出的一种新型合金材料,具有质量轻、强度高、刚性大、耐高温等特性,这些特性使高熵合金有望在航天材料领域得到应用。为抵抗太空环境的极端温度变化,通过高熵化的成分设计,高熵合金能够获得远高于传统超合金的高温屈服强度。由于存在孪晶变形等特殊变形机制,高熵合金显示出良好的低温韧性。在轻量化领域,可通过鸡尾酒效应使高熵合金获得合适的比强度。在空间防护领域,高熵合金的自修复效应能够有效抵抗辐照损伤。利用合理的成分设计还能够使高熵合金具备良好的耐磨、耐蚀性能。这些研究成果全方位显示出高熵合金在航天领域的应用上具有显著优势。 展开更多
关键词 高熵合金 航天工程材料 轻质合金 高温合金 抗辐照性
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碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末研究现状与进展
15
作者 任少杰 董定乾 +3 位作者 陈力发 颜招强 陈鑫辉 丁浩然 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第2期94-99,108,共7页
Ti(C,N)基金属陶瓷因其资源丰富、成本低廉及物理化学性能优异,成为替代传统WC基金属陶瓷的理想材料,但其断裂强度和韧性不足,限制了高速切削应用。本文综述了碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末的反应机理及关键工艺参数的影响,分析... Ti(C,N)基金属陶瓷因其资源丰富、成本低廉及物理化学性能优异,成为替代传统WC基金属陶瓷的理想材料,但其断裂强度和韧性不足,限制了高速切削应用。本文综述了碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末的反应机理及关键工艺参数的影响,分析了当前Ti(C,N)粉末制备方法的不足,并对未来研究方向进行了展望。碳热还原氮化法制备Ti(C,N)粉末的反应过程分为三个阶段:TiO_(2)与C发生固-固反应生成Ti_(3)O_(5)中间相;Ti_(3)O_(5)中间相与N_(2)和CO发生气-固反应生成Ti(C_(x),N_(y),O_(z));Ti(C_(x),N_(y),O_(z))中的C、N、O原子发生置换反应获得Ti(C,N)粉末。提高反应温度、延长反应时间有利于提高Ti(C,N)粉末的C含量但会增大其晶粒,而小粒径碳源和优化的氮气流速可提升Ti(C,N)粉末纯度与性能。尽管碳热还原氮化法制备Ti(C,N)因成本低、易工业化被视为主流技术,但仍面临产品纯度不高、晶粒粗大等挑战。未来研究需聚焦于开发高效经济的制备工艺、精确调控Ti(C,N)固溶体粉末粒度及减少团聚,以便推动Ti(C,N)基金属陶瓷的工业应用。 展开更多
关键词 Ti(C N) 金属陶瓷 碳热还原氮化法 固溶体 粒度 纯度
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烧结工艺对碳氮化钛基金属陶瓷性能的影响
16
作者 唐琛 朱阳辉 +6 位作者 谢波 陈姣姣 邵俊永 赵金伟 巫兴胜 贾子仪 刘大波 《工具技术》 北大核心 2025年第4期64-67,共4页
采用真空烧结工艺、真空加氮气烧结工艺分别制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同烧结温度、氮气分压对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明,随着烧结温度、氮气分压在一定范围内的升高,Ti... 采用真空烧结工艺、真空加氮气烧结工艺分别制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同烧结温度、氮气分压对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明,随着烧结温度、氮气分压在一定范围内的升高,Ti(C,N)基金属陶瓷的组织逐渐变得均匀,硬质相颗粒逐渐球化,环形相变得完整,综合物理力学性能得到提高,当烧结温度及氮气分压过高时,会造成环形相变厚,材料性能下降。在烧结温度为1480℃、氮气分压为0.2 kPa时,材料性能最佳,抗弯强度可达1644 MPa,硬度为HRA 92.3,断裂韧性为9.6 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 烧结气氛 金属陶瓷 微观组织结构 终烧温度 氮气分压
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骨修复用钛合金-羟基磷灰石复合材料的制备工艺及性能综述
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作者 姜文平 庞兴志 +2 位作者 何娟霞 杨文超 湛永钟 《材料导报》 北大核心 2025年第5期49-62,共14页
骨修复用钛合金-羟基磷灰石(HA)复合材料因兼具良好的生物相容性与力学性能而备受关注。材料的金属部分构成了具有良好力学性能的基体骨架,由钙磷化合物组成的非金属部分则能有效促进骨细胞生长,确保材料具有良好的生物相容性。该类材... 骨修复用钛合金-羟基磷灰石(HA)复合材料因兼具良好的生物相容性与力学性能而备受关注。材料的金属部分构成了具有良好力学性能的基体骨架,由钙磷化合物组成的非金属部分则能有效促进骨细胞生长,确保材料具有良好的生物相容性。该类材料现有制备工艺有高温烧结和搅拌摩擦焊接两大类,其中高温烧结主要包括热压烧结、无压传热烧结、放电等离子烧结、微波烧结与激光烧结。目前高温烧结存在着烧结温度低时力学性能不足与烧结温度过高时钙磷化合物热分解严重的问题,而搅拌摩擦焊接制备工艺尚不成熟。本文介绍了骨修复用钛合金/HA复合材料的上述制备工艺的工作原理与特点,分析和讨论了各制备工艺对材料的相组成、微观组织形貌、力学性能与生物相容性的影响,阐述了高温烧结机理、烧结过程是否加压等工艺因素是影响材料性能的重要原因的观点,认为对钙磷化合物影响较小的搅拌摩擦焊接和微波烧结这两种制备工艺具有较好的发展潜力,并总结了各制备工艺的优缺点与评价其发展前景,最后提出骨修复用钛合金/HA复合材料制备工艺的三个研究方向。 展开更多
关键词 钛合金-羟基磷灰石复合材料 制备工艺 羟基磷灰石 粉末冶金 搅拌摩擦焊接
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真空烧结(Ti,W)C基金属陶瓷的显微结构及相演变研究
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作者 姚振华 吴炳昆 +1 位作者 彭峥 宫立超 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期155-160,共6页
采用分段真空烧结法制备了(Ti,W)C基金属陶瓷,记录和分析了陶瓷烧结过程中试样的收缩率和密度的变化,研究了(Ti,W)C基金属陶瓷烧结过程的微观结构和相演变过程.结果表明:随着烧结温度的持续升高,陶瓷中孔隙数量减少,样品的收缩率和密度... 采用分段真空烧结法制备了(Ti,W)C基金属陶瓷,记录和分析了陶瓷烧结过程中试样的收缩率和密度的变化,研究了(Ti,W)C基金属陶瓷烧结过程的微观结构和相演变过程.结果表明:随着烧结温度的持续升高,陶瓷中孔隙数量减少,样品的收缩率和密度增大;在烧结过程中,各元素的原子在多种扩散机制的作用下不断扩散聚集,形成了多种不同的微观结构;同时,各X射线衍射(XRD)峰的角度和强度也不断发生微小变化,或在一定温度下消失,表明烧结过程中存在复杂的相演变过程;液相在1260℃左右出现,烧结试样在颗粒重排、溶解-再析出等多种机制的作用下,致密化进程大大加快,并形成了弱白芯灰环、灰芯灰环和无芯等多种显微组织结构. 展开更多
关键词 粉末冶金 显微结构 无芯结构 (Ti W)C基金属陶瓷 致密度
原文传递
XPS在新型齿科医用材料研究中的应用
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作者 王鑫瑶 韦永韬 +3 位作者 吴静 王显彬 杨文超 湛永钟 《材料导报》 北大核心 2025年第5期80-90,共11页
牙缺失是口腔临床中发病率极高的疾病之一。种植修复已成为当前修复缺失牙的常规治疗方案,常用种植材料是钛及钛合金材料,其具有无毒、弹性模量与人体硬组织相匹配和种植修复成功率高等优点,但钛基种植体生物活性差,甚至会出现失效的情... 牙缺失是口腔临床中发病率极高的疾病之一。种植修复已成为当前修复缺失牙的常规治疗方案,常用种植材料是钛及钛合金材料,其具有无毒、弹性模量与人体硬组织相匹配和种植修复成功率高等优点,但钛基种植体生物活性差,甚至会出现失效的情况。因此,通过对齿科材料进行表面改性,可以提高植入物表面的抗菌性、耐腐蚀性并加快骨结合的过程,从而提高其成功率,有利于其长期存活。X射线光电子能谱(XPS)在对改性材料表面机理进行分析方面具有“高灵敏”和“超微量”等独特优势,在新型齿科医用材料的研究中,XPS技术可用于分析材料的表面成分和化学状态,这对研究材料的抗菌性、耐腐蚀性和生物相容性等关键性能至关重要。通过XPS技术,可以准确地了解材料表面的元素组成、化学价态以及表面化学状态等信息,从而评估材料的生物安全性和功能性。 展开更多
关键词 X射线光电子能谱 抗菌 抗腐蚀 生物相容性
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