喷射成形技术国内外发展与应用概况

喷射成形将金属熔体雾化和雾化液滴沉积合为一体,可直接由液态金属制备具有快速凝固组织特征的大块金属坯体.介绍了喷射成形技术的原理、特点、工艺改进及在不同材料中的研究及应用情况,综合评述了喷射成形技术在国内外的产业化现状,探讨了喷射成形技术的几个重要应用发展方向.     

激光熔覆技术的发展现状

从激光熔覆技术的发展过程及特点入手介绍了激光熔覆技术的材料体系、工艺、存在的问题,并对激光熔覆的前景进行了展望.     

稳恒磁场中Al-4.5%Cu合金热电磁流体动力学效应的数值模拟

对定向凝固Al-4.5%Cu(质量分数)固液界面前沿的流场和压力场进行计算,得出速度和压力分布图,并且分析了不同凝固速度对热电磁流体动力学效应的影响.     

Fe对Sn_xCo_y/C负极材料电性能的影响

采用固相烧结和球磨相结合的方法制备了锂离子电池负极复合材料SnxCoy/C和SnxCoyFe0.2/C(x:y分别取2:1、1:1、2:3),考察了Fe对SnxCoy/C复合材料结构和电化学性能的影响。XRD分析表明,对于未添加Fe的烧结样品,x:y=2:1体系由CoSn2、CoSn相和少量Sn单质组成;x:y=1:1体系由CoSn相组成;x:y=2:3体系由Co3Sn2相组成。添加Fe以后,在x:y=2:1和2:3体系的物相都未发生改变,而x:y=1:1体系有新相Co3Sn2生成。并且XRD计算还表明,Fe的添加有助于晶粒细化。另外,对所有烧结样品进行球磨会使晶粒进一步细化。电性能分析表明,对于未添加Fe的球磨样品,首次放电容量和首次充放电效率都随着Sn含量的增加而增加,而循环性能则随着Sn含量的增加而减小。添加Fe的球磨样品,与未添加Fe的样品相比,首次放电比容量、充放电效率和循环性能都增大,并且添加铁的球磨样品的首次放电容量和充放电效率随着Sn含量的增加而增加,Sn2CoFe0.2/C的首次放电比容量和充放电效率最大,分别为565mAh/g和86.7%;而循环性能随着Sn含量的增加而减小。其中Sn2Co3Fe0.2/C的循环性能最好,经过25次充放电后放电容量保持了首次放电容量的90.9%。     

Ni-A1掺杂WC粉末激光燃烧合成复合材料组织性能研究

采用高能束激光诱发自蔓延原位自生反应合成金属陶瓷颗粒增强复合材料的方法,通过对掺杂不同含量WC粉末的Ni-Al粉末压坯进行激光点燃自蔓延烧结,制备硬质颗粒增强NiAl基复合材料。得到了烧结合金的XRD、OM、显微硬度、摩擦磨损测试等结果。结果表明：未添加WC粉末时,烧结合金物相有Ni3Al,NiAl,Al2O3相,当加入WC时,新添了WC以及Ni4W和WO3相;加入WC后组织晶粒更加均匀、细化,呈细小的胞状;当WC粉末质量分数为1％时,相对密度最大为6．864g／cm3,孔隙率最低为0．189％;WC的添加能增加材料的力学性能,且当添加量为1％时,硬度最高为687．3HV,其磨损率最低为0．309mg／mm^2。     

H2O2热处理对Cu2O薄膜结构及性能的影响

采用电化学沉积法制备了 Cu2o薄膜并对薄膜表面进行了不同温度的H2O2热处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光透射谱仪和俄歇能谱仪研究了 H2O2热处理对Cu2O薄膜的结构及光电性能的影响.结果表明:经过60℃的H2O2热处理10 min的样品其结晶性变好,薄膜表面被氧化,禁带宽度值从2.36 eV减小至2.27 eV,表明薄膜光吸收率增强,可提高太阳能电池光电转换效率.随着H2O2热处理时间的增加,薄膜表面均匀性和致密性降低,表明金字塔形貌逐渐被破坏.经过90℃的H2O2热处理10 min后样品的表面粗糙且存在微小的孔,随着处理时间的增加样品表面存在不规则隆起并产生凹坑和细孔,表明过高温度和过长时间的H2O2热处理会严重腐蚀Cu2O薄膜表面,破坏其结构.     

退火温度对高轧制延展率Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响

采用叠轧焊接方法制备Al/IF钢多层复合材料,随后进行300~450 ℃退火处理,并对叠轧态和退火态的微观结构及力学性能进行分析。结果表明:叠轧态Al/IF钢多层复合材料的抗拉强度介于纯Al和IF钢之间,断裂总延伸率相对较低,退火后Al和IF钢层的硬变均高于其原材料;随着退火温度的增加,抗拉强度逐渐降低,断裂总延伸率呈先增加后减小的趋势,在350 ℃退火时,复合材料的综合力学性能最优。退火温度对Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响主要体现在对Al层的影响上。     

Cu、Co元素对激光烧结CrFeNiAlSi高熵合金组织与性能的影响

采用Cr、Fe、Ni、Al、Cu、Co、Si纯金属粉末按照等摩尔比混合并压坯,激光自蔓延烧结制备CrFeNiAlSi、CrFeNiAlCuSi、CrFeNiAlCoSi高熵合金。利用OM、XRD、SEM、显微硬度计及磨粒磨损机等试验表征设备,分析了CrFeNiAlSi、CrFeNiAlCuSi、CrFeNiAlCoSi高熵合金的显微组织、物相及力学性能。结果表明:CrFeNiAlSi高熵合金主要由BCC相组成,为菊花状组织。在加入Cu、Co元素后,从单一的BCC相转化为BCC+FCC两种相共存,但仍以BCC相为主,CrFeNiAlCuSi高熵合金为菊花状+胞状组织,CrFeNiAlCoSi高熵合金为等轴晶组织。加入Cu、Co元素改变了CrFeNiAlSi高熵合金的形貌与性能,加入Cu元素后孔隙减少,硬度下降,磨损率上升。加入Co元素后硬度上升,磨损率下降,显微硬度均值为1010 HV0. 1,磨损率最小为46 mg·cm~(-2)。     

喷射沉积Al-17Si-5Fe-2Mn-2Ni-3.5Cu-1Mg-1V合金的组织及性能

采用喷射沉积快速凝固技术制备了Al-17Si-5Fe-2Mn-2Ni-3.5Cu-1Mg-1V合金,利用金相、X射线衍射和SEM等测试方法分析了合金的组织特征、热稳定性及力学性能。结果表明：喷射沉积合金的组织由大量弥散分布的粒状相、少量块状相和共晶基体组成。挤压态合金经300℃不同时间加热后,初晶Si相没有明显的粗化,热稳定性良好;合金经热挤压后,室温极限拉强度达232.2 MPa,经T6热处理后极限抗拉强度提高了17%,达271.3 MPa。     

用于铸铝模具的中硅耐热铸铁的研制

某铝厂要求制备良好的耐热性及综合力学性能的模具，并尽量降低制造成本，为此进行了试验研究。试验通过添加一定量的Cr、Al、Cu等合金元素制备耐热球墨铸铁，并在此基础上不断调整碳硅含量，使其在一定范围内性价比达到最优。最终得到制备铸铝用模具的优良材料，其配比为（质量分数）：2．7％C，5．0％Si，0．7％Cr，0．6％Ca，0．5％Al。