轻质耐高温NiAl基合金制备与复杂构件成形技术进展浅析

NiAl基合金具有优越的低密度、高模量和良好的抗氧化性等特点，特别适合作为高温关键构件使用，在航空航天等领域应用前景广阔。然而，作为一种金属间化合物，固有的延性极限成为NiAl基合金复杂形状构件成形的技术瓶颈，因此亟需开发NiAl基合金复杂构件成形新技术。文章综述了目前NiAl基合金及其构件制备成形常用的熔铸法、高温自蔓延合成法、粉末冶金法及近年来发展的反应制备法，讨论了反应制备成形新方法在薄壁复杂构件制造方面的潜力，以及NiAl基合金复杂构件成形制造技术的发展趋势。     

SiC陶瓷增材制造技术的研究及应用进展

碳化硅(SiC)陶瓷材料具备优异的力学、热学、光学性能,在国防工业和国民生产中应用广泛.然而,传统陶瓷成形工艺在制备复杂SiC构件时面临周期长、成本高、复杂结构成形难等问题.增材制造(additive manufacturing)理论上可成形任意复杂结构,为复杂陶瓷构件的制备提供了有效手段,目前SiC陶瓷增材制造已成为本领域近年来的研究热点.本文针对SiC陶瓷增材制造的研究及应用进展进行了系统总结,详细论述SiC增材制造的原料设计与制备方法、工艺与装备、后处理技术、模拟仿真、性能评测及典型应用等内容,并对SiC陶瓷增材制造技术的未来发展进行了展望.     

无机法制备Si-B-C-N系非晶/纳米晶新型陶瓷及复合材料研究进展

可以在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下服役的新型高温结构和多功能防热材料是现代航空航天技术发展的迫切需求之一.Si-B-C-N系非晶及纳米晶复相陶瓷组织结构独特,高温性能优异,在高温结构和多功能防热领域极具应用潜力.有机聚合物先驱体裂解法(有机法)在致密Si-B-C-N系块体陶瓷的制备方面受限,哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所开创的机械合金化-热压法(无机法)工艺简单,制备材料组织结构均匀、性能优良,成为Si-B-C-N系致密块体陶瓷和耐高温构件的有效制备手段,弥补了有机法的不足,对于丰富和完善该材料的实验数据和理论研究具有重要意义.本文综述了无机法制备Si-B-C-N系陶瓷及复合材料在显微组织结构特征及演变规律、力学和热物理学性能、抗氧化性能、抗热震性能、耐烧蚀性能和相关机理分析等方面的新近成果,并展望了其发展趋势.     

大锻件均质化构筑成形研究进展

大锻件是重大装备的核心部件,在国家安全、国民经济中发挥不可或缺的作用.大锻件常采用百吨级铸锭制备,由于金属凝固过程的尺寸效应,大铸锭内部常存在宏观偏析、缩孔疏松等缺陷,严重影响锻件质量,这已成为世界性难题.中国科学院金属研究所在国际上率先发明金属构筑成形技术.该技术以多块小尺寸均质化板坯作为基元,通过表面活化、真空封装、高温形变等手段,使构筑界面与基体在组织和性能上完全一致,进而获得大锻件所需均质化母材,实现"以小制大"的新型制造.本团队通过深入研究构筑界面的组织演化及结合机制,发现了界面氧化物的自分解现象,同时研究了结合界面的动态再结晶机制,进一步完善了界面的愈合机理.该技术已在水电重110 t合金钢主轴、核电φ15.6 m不锈钢支承环等构件上应用,对于推动我国高端装备快速发展,保障核心部件的自主可控发挥了重要作用.     

自然信息

陶瓷合成新工艺陶瓷合成新工艺,包括制备氮化硅陶瓷材料、制造碳化钨和硅化钌纤维,以及低温制备高温法得不到的氧化物陶瓷等。     

Fe对NiAl合金中缺陷电子密度的影响

NiAl合金具有许多优异的物理性能:它的密度低,仅为5.86g/cm~3;它的熔点高达1640℃;它有高的热传导性,是Ni基高温合金的4～8倍;它还具有良好的抗氧化性能.由于NiAl合金具有这些优点,使得它可望成为新一代高温结构材料但单晶和多晶NiAl合金在室温下很脆,这阻碍了它的现时应用Geoyge等人研究了微量B,C,Be对NiAl合金的断裂和晶界化学的影响,结果表明,用B,C,Be对NiAl合金微合金化,没有达到提高合金塑性的目的.而Rachinger等人的实验结果表明,用Cr,Co,Fe,Mn等元素对NiAl合金化能使NiAl有序能减小.Fe含量较高的Ni-20AI-30Fe经挤压后,其室温塑性延伸率达8%目前还没弄清这些合金元素影响NiAl合金力学性能的微观机制.本文通过测量NiAl,Ni_(48)Al_(45)Fe_7和Ni_(50)A1_(20)Fe_(30)的正电子寿命谱,揭示NiAl合金室温脆性的本质.研究Fe对NiAl合金缺陷电子密度的影响.     

沸石分子筛膜的合成

分子筛膜具有优良的反应和分离性能, 可用于高温、高压等苛刻环境, 在膜分离和膜反应等过程中的应用潜力巨大. 迄今为止, 已有多种分子筛膜的制备方法, 包括聚合物嵌入法、原位水热晶化法和二次生长法等. 与原位方法相比, 二次生长法更容易操作, 对晶体取向、微孔结构和膜厚等方面的控制优势明显, 而且重复性也有大幅度提高. 本文总结了分子筛膜的合成方法, 特别着重于最具使用潜力的二次生长法, 对目前存在的晶体取向、缺陷以及晶粒层数等热点问题进行了分析和论述, 提出了分子筛膜制备过程中需要进一步解决的关键问题, 有助于提高分子筛膜制备技术的水平.     

快速凝固Ni-47Al合金调幅组织的TEM研究

B2结构的NiAl具有高熔点、低密度和优异的耐蚀性能,因而有希望成为一类新型的高温结构材料。但低的室温塑性是这类材料走向实用化的主要障碍。采用快速凝固的方法细化晶粒是已知能有效地改善其室温塑性的方法之一。Gaydosh等研究了熔体旋转快速凝固NiAl薄带,性能测试表明NiAl快速凝固后的弯曲断裂应变从铸态的0增加到0.9％～1.3％,进一步在1273K退火1h后应变提高到2.25％,热处理能够明显地提高塑性表明存在其它因素影响快速凝固NiAl合金的塑性,但这一问题却一直未能澄清。近年来,随着长程有序金属间化合物研究的深入,一些研究者相继在快速凝固的强有序化相Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝系金属间化合物中发现存在亚稳组织,同样作为强有序化相的NiAl,由于其有序转变的临界温度与液固温度基本重合,因而尚未见在单相成分范围内存在亚稳组织的报道。最近,我们发现接近化学计量的快速凝固NiAl合金中存在亚稳的调幅组织,而这一现象尚未见前人报道。另外,亚稳的调幅组织的发现也使热处理提高快速凝固NiAl合金塑性的现象得到了合理的解释。     

提高超塑挤压冲裁凹模的寿命

一、问题的提出 超塑挤压成形模具型腔已经成为超塑性技术的一个重要应用方面。它不但可以一次成形出尺寸稳定、形状复杂、轮廓清晰的模具型腔,而且具有工艺简单、制造周期短、成本低的优点。因此,国外已广泛采用这种技术制造塑料模、橡胶模、铸造用石蜡模,甚至锻模和冷挤压     

科技传真

英专家提出月球制氧方案 为欧洲航天局工作的英国科学家最近提出在月球上制造氧气的方案,为未来在月球上生活创造条件。 英国AEA技术公司的科学家从1995年1月开始这一设想的可行性研究,并提出了20多种方案。这些方案的基本原理是利用含有氧元素的月球土壤、岩石制造氧气。经过仔细筛选,他们提出了3个可行性方案,即高温分解法、电解法和化学反应法。高温分解法是利用太阳能对月球土壤、岩石高温加热,使二氧化硅、氧化铁等分解,释     

用烷氧基化合物低温合成Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光体的研究

70年代初期开始发展起来的一种化学湿法,称为溶胶-凝胶法。由于用此法制备玻璃等固体材料,所需温度比传统的高温固相反应法低一半多,故又被称为低温合成方法。此法与高温固相反应法相比,具有明显的优点。首先,由于反应温度低,降低了对反应系统工艺条件的     

微生物自模板法制备多孔中空微球及应用

微生物作为一种生物质资源不仅具有种类繁多、生物量巨大、易于再生且廉价易得的特点,而且微生物本身就具有高度复杂的微/纳米构造和丰富的功能基团,经过修饰和处理就可以得到结构和功能多样的微/纳米材料.微生物自模板法直接利用微生物天然的球形构造并以其自身物质为主要原料经过一定的处理形成多孔中空微球,具有无需制备模板、反应步骤少和化学试剂消耗量低等优点,与传统的软、硬模板法相比有了较大的进步.本文将利用微生物自模板法制备多孔中空微球的主要合成方法归纳为:溶剂顺序抽提法、高温碳化法和水热碳化法.微生物通过上述3种方法并结合表面修饰可以得到组成丰富、功能多样的多孔中空微球,使其在活性物质封装、控释给药、核磁成像、电极材料、催化及环境等领域有着广泛的应用.在高度重视环境保护和强调可持续发展的当今时代,发展微生物自模板法制备多孔中空微球有着更为深远的现实意义.     

五轴数控加工的刀具路径规划与动力学仿真

五轴数控加工是航空、航天、能源和国防等领域中高效加工复杂零件的有效手段, 是提升我国制造水平的技术突破口. 从五轴数控加工的优势出发, 描述在刀具路径规划、几何-力学集成仿真和动力学仿真三个方面的关键问题, 重点介绍基于可达性的刀轴方向优化、三阶点接触和线接触成形刀位规划、刀具包络面解析法求解和加工过程稳定性分析等方面的最近研究进展, 分析存在的问题, 并展望未来的发展趋势.     

封面说明

<正>飞秒激光微纳加工技术具有三维可设计制造、高精度、高空间分辨率、材料适用范围广等优势,在三维微纳结构制备领域显示了巨大的应用前景.近年来,随着国内外对超短脉冲激光与物质相互作用规律的深入研究,超快激光微纳加工技术不断进步,其应用领域拓展至微光学、微传感器、微电子学、微机械、微流控及仿生微纳制造等多个方向.借助超快激光微纳加工技术,一系列常规加工手段无法制备的复杂微纳结构被成     

300M高强钢大型构件全流程锻造变形机理及工艺研究进展

高强钢大型构件是国防工业和国民经济中高端装备的关键承力构件,其质量直接关系着高端装备的使用性能及服役安全.高强钢大型构件往往结构尺寸大、形状复杂,锻造成形过程中变形道次多,使得在变形过程中材料的软化机制多且复杂、温度分布差异大、流动行为难控,进而使得其形性协调难控制.因此,有必要开展高强钢大型构件锻造中的变形机理及工艺研究.本文综述了本团队联合中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司(下文简称“二重万航”),围绕高强钢大型构件全流程锻造变形机理及工艺所做的研究工作.在机理方面,讨论了高强钢大型构件全流程锻造微观演化机制及宏微观建模与模拟.在工艺方面,讨论了材料热加工性能评估方法、毛坯-预锻件联合优化设计方法及局部控温控流工艺.在应用方面,介绍了二重万航基于上述理论指导及技术支持,实现不同机型起落架外筒及活塞杆成功研制实例,突破了大型构件整体模锻技术所面临的难题.最后对大型构件锻造机理及工艺进行了总结和展望.     

锂离子电池极片制造中的微结构演化

锂离子电池是能源领域的革命性创新,具有能量密度高、循环寿命长等优点,推动了新能源、新能源汽车等新兴产业的跨越式发展,并应用于卫星、无人机等国家战略领域,成为世界各国竞争的战略高地.锂离子电池的广泛应用不仅源于新兴能源材料的创新,还与制造工艺及装备技术的进步密不可分.极片制造作为生产锂离子电池最核心的过程,包括制浆、涂布、辊压三大关键工序,制造的正负电极构成了电化学反应载体和整个电池的核心.在电极制造中,多孔多组分电极微结构发生复杂的演化与定构过程,很大程度上决定了单体电池的能量密度、倍率特性等性能.本文分析极片制造中制浆、涂布和辊压技术进展与应用情况,重点讨论电极微结构在制造过程中的演化以及其对电池电化学性能的影响,旨在从“制造工艺-微结构-性能”之间的关系视角形成对电极微结构设计、材料制备、制造工艺的进一步认识,为研发高性能锂离子电池提供指导.     

多杆型零件精密冷挤压

材料成形加工技术是先进制造技术(AMT)三大构成部分中最本源内容,它是直接作用于被加工材料的技术,是制造的物理过程之总称．成形加工技术的进步与发展从根本上决定了制造技术的工程技术意义和市场经济价值．     

自蔓延高温合成法在陶瓷领域的应用

自蔓延高温合成法在陶瓷领域的应用蔡杰编译一、引言传统陶瓷粉末的制备、烧结方法通常是在高温下（约１２００～１８００℃）。长时间（１０～１２ｈ）进行，这种方式已很难适应大规模工业化生产的要求。此外高温电阻炉中粉末反应往往不很完全。早在７０年代初，前苏联科...     

酶标A蛋白快速ELISA法检测单克隆抗体

单克隆抗体的筛选工作,是杂交瘤技术的重要环节之一。筛选的方法必须快速、可靠,且能同时进行大量的标本筛选。荧光免疫法、放射免疫法及ELISA法均具有快速、可靠、微量等特点,可是前两者均须昂贵的设备,操作较复杂,放射性物质对人体有一定的危害等缺点,使其使用受到一定的限制。ELISA法优于前两者,特别是HRP-SPA ELISA法更有制备简单、经济、试剂稳定、非特异性反应少等优点,一些学者相继采用HRP-SPA ELISA法来检     

面向碳中和的高温熔盐电化学技术

高温熔盐电化学反应具有反应动力学快、选择性好的优点,可用于能源存储与转换、金属材料的提取和纯化、二氧化碳的捕集和转化利用、退役金属材料的循环利用等领域,利用清洁电能驱动的高温熔盐电解技术可实现从源头、过程和末端全流程降碳减排.本文简要回顾了近20年来武汉大学在高温熔盐电化学方向的主要研究工作,包括熔盐电解固态化合物冶金(低碳提取)、熔盐捕集-电解转化CO₂(碳捕集与转化)、熔盐电化学制备功能材料(材料低碳制备)、熔盐电解回收能源金属材料(低碳绿色循环)和高温电解器关键材料(析氧阳极),形成了固态化合物还原反应动力学“三相界线”理论,丰富了高温惰性合金析氧阳极选材数据库,揭示了阳极氧化膜稳定服役机制,发明了熔盐电化学阳极氧化冶金新方法,提出了“熔盐电解质酸碱性-电极反应调控”新策略,并为新能源产业可持续发展所需的“前端原材料清洁提取”和“末端退役能源材料回收利用”提供新方法和新技术.以此为线索,评述了面向碳中和的高温熔盐电化学所面临的机遇与挑战,讨论了高温熔盐电解基础理论和应用技术的发展趋势,展望了清洁电能驱动的熔盐电解技术在实现碳达峰、碳中和目标中的潜在贡献.