增材制造Ti-6Al-4V点阵材料的研究进展

增材制造技术成形Ti-6Al-4V点阵材料具有高强度、低密度、生物相容性好的性能特点,在航空航天、生物医疗、海洋等领域具有极大应用潜力。本文概述了近年来增材制造Ti-6Al-4V点阵材料的研究进展,重点对选区激光熔化(SLM)和电子束选区熔化(SEBM)技术成形点阵材料的力学性能、失效行为、微观组织进行分析与总结。研究发现,SLM和SEBM技术均可获得保留原始结构特征的点阵材料,且增材制造骨骼型Diamond 极小曲面Ti-6Al-4V点阵材料抗压强度可达到411.71 MPa,屈服强度达到317.48 MPa,强度可与镁合金相媲美；点阵材料失效行为主要有45°剪切断裂以及水平断裂,剪切断裂型点阵材料强度较高,在承载方面具有独特优势,而呈水平方向断裂的点阵材料多为梯度型点阵材料,其应力应变曲线波动范围较小,在能量吸收能力方面表现出明显的优势；热处理可有效消除增材制造过程中带来的残余应力、降低粗糙度、转变亚稳、针状α"马氏体为α+β相,进而增加点阵材料的塑性,且不降低甚至提高部分Ti-6Al-4V点阵材料的强度。最后,对增材制造Ti-6Al-4V点阵材料的现存弊端以及未来发展趋势进行了展望。     

钛合金纤维多孔材料制备及压缩性能

为降低钛及钛合金制品的成本，以钛锭表面切削下来的钛屑（切削纤维）为原料，经过清洗、剪切、压制、高温约束烧结等工序制备成钛合金纤维多孔材料，观察材料微观结构，分析压制压力和孔隙率之间的关系，并研究烧结温度、纤维宽度、孔隙率对钛合金纤维多孔材料压缩性能的影响规律。结果表明，钛合金纤维多孔材料内部均为通孔，随着压制压力的增加，钛合金纤维多孔材料的孔隙率随之降低。纤维宽度为2 mm，孔隙率为56.0%，烧结温度为1200℃条件下制得的钛合金纤维多孔材料平台应力达17.34 MPa。本文实现了原材料零成本制备钛合金纤维多孔材料，可用于阻尼减振、冲击防护等领域。     

基于VOF方法的超临界二氧化碳——水两相流动孔隙尺度数值模拟

二氧化碳(CO₂)捕集与封存技术有利于减少CO₂的排放量，近年来针对CO₂地质封存形成了从纳米尺度到油气藏尺度的大量研究成果，大多数研究只针对单一维度多孔介质中流动行为开展研究，且物理实验方法受许多不确定性因素影响，十分耗费时间和成本。为了从微观角度深入理解CO₂地质封存过程中的渗流行为，提高CO₂地质埋存量，基于追踪两相界面动态变化的VOF(Volume of Fluid)方法，分别建立了2D和3D模型，开展了超临界CO₂-水两相流动数值模拟研究，对比了不同润湿性、毛细管数、黏度比条件下的CO₂团簇分布特征、CO₂饱和度变化规律，揭示了孔隙尺度CO₂埋存的内在机理。研究结果表明：①随着岩石对CO₂润湿性增加，CO₂波及范围扩大，同时CO₂团簇的卡断频率减少，CO₂埋存量增加；②随着毛细管数的增加，驱替模...     

提高转炉锰矿直接合金化工艺中锰收得率的工业试验研究

为了提高转炉锰矿直接合金化工艺中锰的收得率，在200 t转炉内进行了锰矿直接合金化的工业试验。试验分别考查了锰矿加入量、锰矿及造渣料加入顺序以及终点成分对锰收得率的影响。结果表明，当锰矿加入量为6～8 kg/t时，锰收得率能够大于50%。锰矿直接合金化获得较高锰收得率的最佳方案是每隔2 min批次加入锰矿，吹炼6 min后不加入烧结矿。通过对试验数据的分析得到铁水的脱磷是提高锰收得率的前提条件，只有使得转炉终点的碳质量分数大于0.2%,磷质量分数低于0.02%,才能获得高的锰收得率。最后，依据工业试验结果，确定出最佳的吹炼工艺路线。     

金属丝网多孔材料研究进展

金属丝网多孔材料是一类孔隙可控、高比表面积、高强度、价格低廉的多孔材料，由于具有高透气性和高过滤精度，在高温烟气、油浆等过滤分离领域得到了广泛应用。由于金属丝网多孔材料同时具有高比表面积、开孔特性、高孔隙度、高强度和孔隙可逐级调控等特性，在光催化、机车尾气净化、高效换热、爆燃冲击防护等领域得到重视。本文介绍了金属丝网多孔材料的结构及制备方法，着重总结了金属丝网多孔材料在过滤分离、催化、高效换热、爆燃防护等领域的应用进展，并对其应用前景和发展方向进行了展望。     

启迪自然的多层级多孔材料研究现状

本文主要介绍了自然界中几种具有多层级多孔结构和优异力学性能的生物材料,其宏观性能与其表面的多层级微纳米结构有着密切的联系。通过多层级多孔结构的构筑,生物材料不仅大幅度降低了自身的密度,同时也往往保持了优异的力学性能,即轻质高强、吸音降噪等。通过对生物材料多孔结构的模仿,有望为开发具有仿生多孔结构和优异性能的人工材料提供重要启示和帮助。