难熔金属及其合金的新进展

综述了难熔金属钽、铼、钨、钼、铌及其合金的性能、组织结构、加工工艺及应用。     

航空航天用难熔金属合金

航空航天许多高温用途的选材对象是以铌、钼、钽、钨为基的难熔合金。这是因为这些用途需要很高的使用温度,所要求的强度等级超过了像不锈钢与超合金这样的常规高温合金的能力。难熔金属的高熔点为在830～1830℃范围内保持有效强度提供了主要基础。难熔金属这种高温强度性能被不佳     

离子注入制备纳米晶研究进展

离子注入技术是一种在材料近表面形成埋层纳米晶的一种非常有效的方法，纳米晶的出现使得基体材料具有特殊的物理性质，综述了近几年来利用离子注入技术的金属，半导体、磁性材料纳米晶的发展情况及其潜在的应用，并提出了现存的问题。     

熔盐电解制备难熔金属的现状与展望

介绍了传统的熔盐电解法用于难熔金属制备的应用现状,分析了其存在的弊病:主要是传统熔盐电解法对电解质要求严格,难以找到合适的熔盐.而新开发的熔盐电解法--FFC法和SOM法,都从一定程度上降低了电解过程对电解质的要求,成为熔盐电解制备难熔金属发展的新方向,是低成本、连续化、无污染生产难熔金属的可行之路.上海大学综合分析了FFC法和SOM法的优缺点,提出了一种改良的SOM法,该方法有效避免了FFC法中的缺点,并在制备Ti,Ta,Cr上取得成功.     

难熔高熵合金制备及性能研究进展EI北大核心CSCD

本文简述了难熔高熵合金的含义与特点,归纳了各类难熔高熵合金(块体、薄膜、涂层)的制备方法,重点阐述了难熔高熵合金的综合性能。建议通过构建专门的难熔高熵合金数据库优化成分设计,并着重于不同制备方法的工艺性研究。针对目前难熔高熵合金存在室温脆性大、密度大、成本高等不足,提出可根据所需难熔高熵合金的性能而选择不同的制备方法,以便未来工业化应用。     

稀土难熔金属阴极材料的研究进展

介绍了3种阴极,镧钼阴极、稀土钼金属陶瓷阴极及钪钨基扩散阴极的制备方法及发射性能.针对电子管用镧钼阴极发射不稳定的问题,采用原位光电子能谱法研究高温下La2O3(4%,质量分数)-Mo阴极表面La的价态,确定了适合La2O3-Mo阴极的碳化、激活等关键工艺制度,使实用型La2O3-Mo电子管的使用寿命超过了应用要求的水平.为满足大功率磁控管的发展要求,研究了新型稀土钼金属陶瓷阴极.经过高温激活处理后,材料的最大次级发射系数达5.24,实用管型测试结果表明,稀土钼金属陶瓷阴极的性能优于钡钨阴极,显示了良好的应用前景.亚微米结构的钪钨基扩散阴极具有优异的热发射性能,850 ℃下阴极的发射电流密度可达42 A/cm2,激活后Ba,Sc,O等元素形成的活性多层,均匀覆盖在阴极表面,促进了阴极的发射.     

多层难熔金属的刻蚀工艺技术研究

分析了用反应离子刻蚀(RIE)系统刻蚀多层难熔金属的可行性.研究了用下电极表层为阳极氧化铝的RIE完整刻蚀Au/Pt/TiW/Ti四层金属时氧化铝在Ar/SF6和Ar/CF4等离子体中对聚合作用的影响.通过实验发现,下电极表面的氧化铝经氩离子溅射会参与化学反应并加剧SF6等离子体中的聚合作用,形成大量聚合物.而在CF4等离子体中,下电极氧化铝的影响较小,聚合作用较弱,有利于多层难熔金属的刻蚀.提出了用Ar/CF4/CF4 O2完整刻蚀Au/Pt/TiW/Ti四层金属的三步刻蚀工艺技术.应用三步刻蚀工艺技术刻蚀具有微细图形、多层难熔金属的器件芯片,获得了良好的刻蚀效果.     

高纯难熔金属及其合金单晶的发展

介绍了难熔金属及其合金单晶的制备技术,对电子束悬浮区域熔炼技术和等离子弧熔炼技术进行了比较。电子束悬浮区域熔炼法温度梯度易于控制、材料不受坩埚材料污染,但熔体表面张力对活性杂质和温度梯度敏感性高,所能制备的高纯难熔金属及其单晶材料尺寸规格受到很大限制,且材料内部位错密度较高。等离子弧熔炼法加热源能量密度高,原料规格形式多样,可制备单晶棒材、板材、管材及其他特定形状的单晶铸件,可最大程度地去除杂质元素(尤其是C元素),但设备系统复杂,单晶材料位错密度大。讨论了单晶材料发展现状,通过固溶强化可进一步提高材料的高温性能及其稳定性。单晶管材的制备也是一个发展方向。此外还对单晶材料制备技术和发展前景提出了一些建议。     

喷涂及激光熔覆制备难熔金属涂层的研究现状

钼、钽、钨、铌及其合金等难熔金属具有高熔点、良好的高温性能等特点,在防护领域发挥重大作用,但其成本高,且由于熔点高、导热低、脆性大导致其加工比较困难。通过特定工艺在基体表面制备难熔金属涂层,可以在不改变基体性能的基础上使其具有难熔金属优良的力学性能、高温性能,且能够有效降低制造成本,对于装备表面防护具有重大的研究价值。鉴于难熔金属涂层在制造业中发挥着越来越重要的作用,首先介绍了钼、钽、钨、铌等难熔金属涂层的等离子喷涂、爆炸喷涂、激光熔覆及冷喷涂制备技术,总结了各工艺特点。在此基础上,分析对比了不同工艺制备难熔金属涂层的微观组织及性能,归纳了从涂层材料成分及结构、工艺参数及后处理3个方面做出的改进进展。最后对难熔金属涂层制备技术发展尚存的问题与发展方向进行了展望。     

高纯难熔金属及其合金单晶的发展

介绍了难熔金属及其合金单晶的制备技术,对电子束悬浮区域熔炼技术和等离子弧熔炼技术进行了比较。电子束悬浮区域熔炼法温度梯度易于控制、材料不受坩埚材料污染,但熔体表面张力对活性杂质和温度梯度敏感性高,所能制备的高纯难熔金属及其单晶材料尺寸规格受到很大限制,且材料内部位错密度较高。等离子弧熔炼法加热源能量密度高,原料规格形式多样,可制备单晶棒材、板材、管材及其他特定形状的单晶铸件,可最大程度地去除杂质元素（尤其是C元素）,但设备系统复杂,单晶材料位错密度大。讨论了单晶材料发展现状,通过固溶强化可进一步提高材料的高温性能及其稳定性。单晶管材的制备也是一个发展方向。此外还对单晶材料制备技术和发展前景提出了一些建议。     

纳米晶金属块体材料制备技术与力学性能研究进展

主要总结了纳米晶金属块体材料的制备技术与力学性能的研究进展.讨论了各种制备技术的特点与现存的问题,以及纳米晶金属块体材料的强度、塑性、应变速率敏感性、超塑性、变形机制与断裂机制等力学性能问题.     

Tensile Properties of Electrodeposited Nanocrystalline FCC Metals

Bulk nanocrystalline Ni and Ni-15wt%Fe alloy were fabricated via electrodeposition techniques. The nominal grain size of nickel samples was varied from 15 to 200 nm by employing different deposition parameters. The grain size was further reduced to 9 nm by alloying nickel with iron. The tensile properties were evaluated at room temperature using dog-bone shaped samples. The results of this study confirm that strength and strain hardening rate increase with decreasing grain size. The fracture behavior was found to depend on the grain size, presence of large and small defects, and the stress state. The tensile elongation and reduction in area varied significantly among the samples and did not correlate with the fracture behavior. Three categories of behavior were identified. In Type I the samples showed completely ductile fracture but very low tensile elongation. In Type II the samples showed a relatively brittle behavior but impressive tensile elongation. In Type III the samples showed ductile behavior with reasonable tensile elongation. In this article, the tensile elongation and the fracture mode of nanocrystalline face centered cubic (FCC) metals are discussed in terms of deformation behavior and presence of defects.     

纳米陶瓷TiO_2的制备和特性

本文论述了用惰性气体原位加压（ＩＧＣ）法制备纳米级ＴｉＯ２粉体，并探讨了几种烧结方法中的工艺参数影响，研究了纳米晶的特性和超塑性机理     

纳米晶体铜的制备及其力学性能

总结了纳米晶体铜的各种制备方法,并将其划分为粉末冶金法、电沉积法及强烈塑性变形法3类,对于各类方法均进行了进一步的讨论。纳米晶体铜的力学性能作了全面的分析,指出各种内在及外在因素都会影响到纳米晶体铜最终的力学性能。     

金属铝纳米晶块体材料的制备与性能表征

在惰性气体保护的全封闭系统内,采用直流氢电弧蒸发-冷凝与放电等离子烧结相结合的技术制备出高致密度、晶粒尺寸细小且分布均匀的纯铝纳米晶块体材料.对制备材料的结构分析表明,铝纳米晶块体具有很高的纯度,纳米晶界面洁净无杂相.对制备的铝纳米晶块体的力学性能测试表明,其显微硬度为2.12GPa,比铝粗晶材料提高了约6倍;而弹性模量与粗晶块体相比变化不大.     

块体纳米金属材料力学性能研究进展

简要评述了提高块体纳米金属材料的力学性能的最新研究进展,包括强度、弹性、延展性、应变强化、应变速率敏感性、蠕变、疲劳和摩擦磨损性能;总结了优化其综合力学性能的研究结果;分析了其变形机理,并探讨了纳米金属材料力学性能研究的发展趋势.     

NASICON纳米晶固体材料的制备与烧结致密化

以常规无机试剂和含硅有机试剂为原料，采用溶胶-凝胶过程与压制成型烧结相结合的方法制备了NASICON纳米晶固体材料，利用TG—DTA对前驱凝胶原粉进行了分析测试，结果表明，NASICON相结构的形成温度范围为750-890℃．实验中重点对800-1000℃烧结所得纳米晶材料进行了表征．目的产物的XRD、FT—IR、FE—SEM、IS结果以及阿基米德法致密度测量结果显示，采用合适的烧结温度和周期可以成功制备出具有纳米级颗粒尺寸、良好结晶特性和较高致密度的固体电解质NASICON材料．材料电学特性测试结果表明，所制备的纳米晶固体电解质材料具有良好的离子导电特性和合理的离子传导激活能，其复合电导与温度倒数的Arrhenius图具有很好的线性关系，并且具有较高结晶特性的材料显示出更高的离子电导率．     

纳米金属块体材料力学性能研究进展

主要总结了纳米金属块材的力学性能的最新研究进展，包括弹性和滞弹性、强度和硬度、拉伸和压缩塑性力学性能、断裂韧度、蠕变和超塑性、疲劳和磨损性能，与粗晶多晶材料进行了比较；探讨了影响纳米金属力学行为的本征和非本征因素；并简要分析了纳米晶金属的形变机制。     

纤维素纳米晶结构色薄膜的制备及其性能研究

目的 研究3种不同原材料(桉木漂白硫酸盐浆、长绒棉和短绒棉)制备纤维素纳米晶体(Cellulose Nanocrystals, CNC)薄膜的适合工艺条件及其性能变化规律,为CNC结构色防伪薄膜的研究提供参考。方法 3种不同原材料在各自合适的水解条件下,通过硫酸水解制备CNC悬浮液,测定其粒径及Zeta电位、CNC颗粒的微观形貌。采用蒸发干燥自组装法形成CNC薄膜,测定薄膜的化学结构及晶型、微观结构、力学性能、偏光性能和最大反射波长。结果 3种不同原材料制备的CNC悬浮液稳定性均较好,均保留了纤维素特有的官能团和天然Iβ晶型。随着酸水解时间的增加,CNC粒径均逐渐减小,长径比均为15左右;桉木漂白硫酸盐浆制备的CNC的结晶度低于短绒棉、长绒棉所制的CNC,其制备的CNC薄膜的柔韧性和抗拉强度优于短绒棉、长绒棉所制的薄膜。3种原材料所制CNC薄膜截面均具有胆甾相液晶层状结构,在偏光显微镜下薄膜均具有双折射效应;酸水解时间的增加使得CNC薄膜的螺距逐渐减小,最大反射波长也逐渐减小,薄膜的颜色均发生蓝移;与短绒棉、长绒棉制备的CNC薄膜相比,桉木漂白硫酸盐浆制备的CNC薄膜双折射特性较弱。结论 原材料类型和水解时间对制备的CNC的粒径、结晶度、双折射等特性均产生影响。随着水解时间的增加,CNC薄膜螺距逐渐减小,可在一定范围内调控纤维素纳米晶薄膜的反射波长,从而达到了调节纤维素纳米晶薄膜结构色的目的。纤维素纳米晶材料后期有望应用于防伪包装领域。