- 段丽美;王志毅;黄奇奇;谢良;胡凤云;钟毅;杨振亮;李冰清;许靖堃;王明珊;高瑞;褚明福;
利用自研磨球化包覆和放电等离子烧结技术，通过调控升温速率、温度、压力、SiC添加量等参数，制备了一系列UO_2/SiC复合全陶瓷微密封燃料芯块。在金相显微镜和扫描电子显微镜下观察了芯块的物相组成与结构特征，并通过激光热导仪获得了芯块从室温到1200℃的热导率数据，讨论了不同工艺参数对芯块组织及热导率的影响。结果表明，UO_2@SiC复合包覆颗粒具有良好的球形度和包覆效果，UO_2/SiC复合芯块中SiC基体呈现三维连通的网状结构特征。烧结压力对芯块中UO_2颗粒的结构完整性影响较大，烧结温度对SiC基体的形貌、相对密度等影响较大。相对密度低于95%时，烧结温度对热导率的影响更大；相对密度高于95%时，SiC添加比例对热导率影响更大。所制备燃料芯块的热导率相比纯UO_2提升最高达到256.6%。
2025年02期 v.43;No.220 135-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K] - 王善琛;朱伟茜;李晓峰;王建宏;
利用X射线衍射分析、扫描电子显微观察、电子背向散射衍射分析等手段，研究了TiC添加量（0、2%、4%、6%，质量分数）对选区激光熔化技术制备CX不锈钢微观组织和力学性能的影响。结果表明：TiC的加入对CX不锈钢的晶粒尺寸有明显影响，进而影响其力学性能。随着TiC含量的增加，CX不锈钢的平均晶粒尺寸由2.08μm分别减小到0.94、0.66、0.71μm，最多减小了68.3%;CX不锈钢的硬度逐渐增强，最高可达HV_(0.5) 491，相比原始打印态CX不锈钢提高了63.1%。随着TiC含量的增加，抗拉强度先升高后降低，当TiC质量分数为4%时，达到最大值（1574 MPa），相比原始打印态CX不锈钢提高了58.2%；断裂延伸率先升高后降低，当TiC质量分数为2%时，达到最大值（16.8%），相比原始打印态CX不锈钢提高了29%。当TiC质量分数为4%时，CX不锈钢具有较优的综合力学性能，其中屈服强度为1081 MPa，抗拉强度为1574 MPa，硬度为HV_(0.5) 360，和原始打印态CX不锈钢相比，分别提高了21.1%、58.2%和21.5%。
2025年02期 v.43;No.220 144-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1789K] - 贾国荣;陆蕾屹;闵金;曹夕浩;郭艳华;孙中刚;常辉;
采用热压烧结法制备了Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe(Ti-35421，质量分数)合金，通过正交实验探究了烧结温度、烧结压力和保温时间对Ti-35421合金组织形貌和力学性能的影响，并对相对密度、次生α相尺寸、硬度以及压缩性能进行表征。结果表明：烧结温度是影响Ti-35421合金性能的最主要参数，随着烧结温度的升高，合金的屈服强度先增大后减小，断裂应变先减小后趋于稳定；过高的烧结温度会导致晶粒长大，进而降低合金压缩性能。最佳烧结参数为烧结温度900℃、烧结压力45 MPa、烧结时间2 h，该条件下制备的合金屈服强度达到1248 MPa，断裂应变为23.03%。热压烧结得到的Ti-35421合金样品主要由原始β晶粒以及晶内的次生α相组成。随着烧结温度的升高，β晶粒在烧结体中的尺寸显著增大，而次生α相的长宽比也增大。
2025年02期 v.43;No.220 153-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K] - 覃世玉;宋伟豪;刘红霞;马文;白玉;
为实现ZrC/Mo-Si系金属硅化物复合材料的短流程、低能耗、低成本制备，以ZrSiO_4、MoO_3和C为原料，采用熔盐电化学法一步制备出了ZrC/Mo-Si系金属硅化物纳米复合粉体，并研究了固体阴极制备工艺、碳含量（质量分数）和碳源类型对电化学合成ZrC/Mo-Si系金属硅化物纳米复合粉体的影响机制。结果表明：以CaCl_2-NaCl共晶熔盐作为电解质，在800℃、3.1 V电化学还原15 h可制备出ZrC/Mo-Si系金属硅化物复合粉体材料，其由粒径小于50 nm的近球形颗粒组成。小尺寸、无定型结构的碳粉更适合作为电化学合成ZrC/Mo-Si系金属硅化物复合材料的碳源，原料中的碳含量会影响ZrC与金属硅化物的比例，并影响最终产物中金属硅化物的组成。
2025年02期 v.43;No.220 163-169+179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K] - 张维;尚宪和;胡明磊;隋飞;贺星;周梁栋;倪晓晴;张亮;孔德成;董超芳;
采用激光熔覆技术在0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面制备Stellite 6合金涂层，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电子背散射衍射分析仪、激光共聚焦显微镜等表征涂层的微观组织，并测试了试样的硬度和耐磨性能。结果表明，不同激光功率制备的涂层均无明显气孔、裂纹等缺陷，且与基体有良好的冶金结合。涂层组织主要由底部的柱状晶、中部的树枝晶以及顶部的等轴枝晶组成。涂层硬度（HV 420～510）显著高于基体（HV 206），硬度沿涂层顶部到基体逐渐降低。激光功率为1400 W的样品组织最细小均匀，同时枝晶间的硬质相（碳化物）较多，表现出最高的硬度。经过磨损实验测试，所有样品表面均出现沿滑动方向平行的犁沟，无明显磨屑堆积的情况，属于磨粒磨损机制。激光功率为1400 W的样品摩擦系数最小，同时磨痕宽度（928.463μm）最窄，磨痕深度（45.087μm）最小，表现出最好的耐磨性能。
2025年02期 v.43;No.220 170-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K] - 张群飞;肖长江;马金明;汤黎辉;栗正新;
以立方氮化硼（cBN）粉体为原材料，Al粉和Si粉为结合剂，纳米金刚石为添加剂，在5.5 GPa和1500℃下高温高压烧结制备了聚晶立方氮化硼（PcBN），研究了纳米金刚石质量分数对PcBN的物相组成、微观结构、密度、硬度、断裂韧性和磨耗比的影响。结果表明：纳米金刚石的加入对PcBN的性能有很大影响。当金刚石质量分数为5%时，PcBN的相对密度达到最大值（98.5%）；随着纳米金刚石含量的增加，PcBN样品的维氏硬度、断裂韧性和磨耗比先升高后下降。当纳米金刚石质量分数为5%时，PcBN的硬度、断裂韧性和磨耗比达到最高值，分别为47 GPa、4.89 MPa·m~(1/2)和6350。
2025年02期 v.43;No.220 180-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K] - 张玮;张永平;和晓才;刁微之;闫森;
通过高能球磨工艺制备微细铜粉，研究球磨时间对微细铜粉粒度分布和粉体形貌的影响。结果表明，球磨时间低于20 h，随着球磨时间的增加，铜粉粒径分布指标（D_(30)、D_(50)和D_(90)）持续下降，铜粉团聚不明显。球磨时间超过20 h后，随着球磨时间的增加，铜粉团聚明显，球磨铜粉均匀性降低。当球磨时间设定为20 h，球磨铜粉粒度分布、物相组成和外观形貌最佳，此时，球磨铜粉均匀性提高，粉体表面相对平整，粒径分布跨度达到最小值（D_δ=1.723），比表面积为0.796 m~2·g~(-1)，中位径（D_(50)）为9.97μm。
2025年02期 v.43;No.220 185-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 980K] - 慕江瀚;刘淑梅;李大杰;杨杭州;周海涛;
在金属粉末注射成形Fe2Ni上钳口过程中，因粘结剂偶合性不佳和剪切生热等问题导致金属粉末分布不均，产生变形问题。本文采用熔融指数实验对比分析三种粉末装载量喂料的流动性和偶合性，通过Taguchi方法、极差和方差分析优化浇口面积、模具温度、注射温度三种工艺参数，研究了工艺参数交互作用对剪切应力的影响。结果表明，粉末注射成形最佳工艺参数为粉末装载量（体积分数）62.5%、浇口面23.984 cm~2、模具温度69.854℃、注射温度194.323℃。通过Moldex 3D软件进行验证分析得到该条件下产品剪切应力最小，粉末均匀度最高，最终产品变形问题得到改善。
2025年02期 v.43;No.220 191-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] - 舒晨;徐强;刘一波;杨志威;寇生中;曹睿;
为研究过渡层对激光焊接金刚石锯片性能和组织的影响，采用三种过渡层配方，制备了烧结胎体和金刚石锯片，并对激光焊接烧结胎体及金刚石锯片的性能进行了测试和组织分析。结果显示，金属基过渡层材料对焊接接头的质量和性能具有重大影响。Co基烧结胎体具有较高的硬度（HRB 97）和抗弯强度（1383.5 MPa）。Cu基烧结胎体表现出较高的相对密度（93.7%）以及均匀的微观组织。Fe基过渡层金刚石锯片在扳齿强度（1986.6 MPa）和焊缝质量方面表现最佳，Co基次之。Cu基过渡层微观组织更加均匀、细腻，且孔隙明显减少。
2025年02期 v.43;No.220 199-205+214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K] - 杨腾;储爱民;李滔;赵玉萍;董泽熙;郭世柏;
以硝酸铜、硝酸铝、葡萄糖和尿素为原料，采用溶液燃烧合成和氢还原法制备了Al_2O_3/Cu复合粉末，然后将Al_2O_3/Cu复合粉末与造孔剂氯化钠均匀混合，再将混合粉末冷压成型，最后通过烧结-脱溶工艺制得Al_2O_3/Cu多孔复合材料（A-C-M）。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对粉末原料和A-C-M的微观形貌进行表征分析，使用万能试验机对A-C-M进行压缩性能测试，研究葡萄糖添加量对燃烧产物粉末的影响，探讨了Al_2O_3含量对A-C-M压缩性能的影响。结果表明，葡萄糖与Cu(NO_3)_2的摩尔比为1时，燃烧产物的比表面积达到最大值，为12.5 m~2·g~(-1)；燃烧产物经煅烧除碳后，粉末颗粒的孔洞增加，但因高温煅烧产生烧结作用，其比表面积降低为10.2 m~2·g~(-1)；煅烧产物经氢还原后，粉末颗粒破碎为絮状，然而因还原高温的烧结作用，使获得Al_2O_3/Cu复合粉末比表面积进一步降低为7.5 m~2·g~(-1)；随Al_2O_3含量的增加，A-C-M孔隙率逐渐增加，其抗压缩强度逐渐降低。
2025年02期 v.43;No.220 206-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K] - 张新运;耿楠;赵迎香;杜姗;曹岩;孟军虎;郭俊德;
采用放电等离子闪烧法制备了含稀土氧化物Y_2O_3和润滑相石墨的Cu-Zn基自润滑复合材料，研究了稀土氧化物Y_2O_3和石墨对铜基自润滑复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响规律。结果表明：添加质量分数3%石墨的Cu-Zn合金摩擦系数比普通Cu-Zn合金降低63.6%；添加质量分数1%稀土氧化物Y_2O_3的复合材料综合性能呈现峰值效应，硬度提高41.5%，摩擦系数降低25%。稀土氧化物Y_2O_3在基体中产生弥散强化效应，细化晶粒，提高复合材料相对密度。摩擦过程中，润滑相富集在复合材料摩擦副表面，构成性能良好的润滑层，改善了Cu-Zn基滑动部件的摩擦学行为。
2025年02期 v.43;No.220 215-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K] - 尹敏;王建;
电子束粉末床熔融增材制造技术具有功率大、能量利用率高、扫描速度快、成形应力低、真空环境成形等突出特点，是国内外竞相发展和应用的金属增材制造技术之一。近年来，国内外在电子束粉末床熔融增材制造装备和工艺方面取得多项突破性进展，长期困扰该技术创新发展应用的成形尺寸小和电子枪阴极寿命短等问题已经得到了有效解决，并且涌现出多种新成形工艺和成形质量在线监控技术，在高熔点、高反射率、脆性难加工金属材料复杂构件增材制造方面展现出更加广阔的应用前景。本文从装备发展、在线监控和成形工艺三个方面，对国内外近年来电子束粉末床熔融增材制造技术的新进展进行了综述，并对其发展趋势、面临的技术挑战和应用前景进行了分析和展望。
2025年02期 v.43;No.220 224-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 909K] - 王广达;熊宁;况春江;
通过在钼铼合金中加入La_2O_3和ZrO_2，研究了氧化物掺杂对烧结坯料相对密度以及最终轧制板坯室温力学性能的影响，比较了两种氧化物的不同作用。研究发现，掺杂氧化物可以明显降低合金粉末粒度、细化晶粒，掺杂ZrO_2的钼铼合金晶粒尺寸最小，但会因晶型相变降低烧结坯的相对密度。轧制变形可以提高合金板材的硬度和强度，掺杂La_2O_3的钼铼合金可以获得更高的强度并且塑性几乎不变，掺杂ZrO_2的钼铼合金则在强度提高的同时塑性降低。掺杂ZrO_2的钼铼合金抗拉强度和屈服强度最大，分别为1034 MPa和888.2 MPa。
2025年02期 v.43;No.220 233-238+247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K] - 王杰;董宏月;徐海峰;樊峰嵩;秦运璞;吴昊阳;秦明礼;曲选辉;
多孔钨是由钨骨架及其内部的高比例孔隙构成，兼具了难熔金属钨和多孔材料的优良特性，因具有优异的耐高温、耐腐蚀、高比表面以及高渗透性等性能而被广泛应用于航空、电子、高温等领域。多孔钨在金属钨本征特性的基础上利用了孔隙的连通、填充、储存和过滤等功能，因此，得到稳定可控的孔隙是制备高性能多孔钨以及进一步拓宽其应用的关键。本文以制备过程中孔隙特性变化为主线，首先阐述了多孔钨孔隙特性在其主要应用中的关键作用，然后从粉末特性、成形方法、烧结工艺等方面对多孔钨孔隙特性的影响进行了总结，最后对多孔钨的研究方向和发展趋势提出了展望。
2025年02期 v.43;No.220 239-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K] - 李元元;
<正>首先祝贺曲选辉教授和章林教授的著作《粉末冶金难熔金属》在科学出版社出版。这本专著总结了团队数十年来在该领域的研究工作，特别是“十三五”和“十四五”期间在国家重点研发计划重点专项支持下取得的成果，以其深厚的学术底蕴、全面的内容涵盖以及实用的技术指导，成为该领域当之无愧的经典之作。宛如一座闪耀着专业光芒的知识灯塔，为涉足粉末冶金及难熔金属领域的研究者、从业者照亮了前行的道路。
2025年02期 v.43;No.220 248页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K] 下载本期数据