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原位表面改性的纳米WC/AlSi10Mg合金增强机制

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 50-64页

作者：易江龙廖汉林常成闫星辰刘敏周克崧广东工业大学材料与能源学院广州510006 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651 ICB UMR 6303 CNRSUniv.Bourgogne Franche-ComtéUTBM90010BelfortFrance

采用静电自组装工艺合成-系列不同纳米WC含量的表面改性Al Si10Mg粉末,并使用激光选区熔化(SLM)技术制备纳米WC/AlSi10Mg复合材料。结果表明,SLM制备的纳米WC/AlSi10Mg材料中形成多种Al-W金属间化合物相,通过(002)(α(Al))//(104)Al_(5)... 详细信息

采用静电自组装工艺合成-系列不同纳米WC含量的表面改性Al Si10Mg粉末,并使用激光选区熔化(SLM)技术制备纳米WC/AlSi10Mg复合材料。结果表明,SLM制备的纳米WC/AlSi10Mg材料中形成多种Al-W金属间化合物相,通过(002)(α(Al))//(104)Al_(5)W的取向关系,证实具有4.7%的低晶格失配度的Al/Al5W可形成良好共格界面。纳米WC颗粒和Al-W相可促使柱状晶转变为等轴晶,获得精细的等轴晶组织。同时,SLM制备的3%(质量分数)纳米WC/Al Si10Mg复合材料具有最优的力学性能,抗拉强度为(464.1±8.68) MPa,伸长率为(5.6±0.95)%。此外,与其他WC/AlSi10Mg复合材料相比,SLM制备的3%WC/AlSi10Mg样品的平均摩擦因数和磨损率最低,分别为0.429和3.842×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。力学和磨损性能的提升主要归因于晶粒细化和第二相析出强化作用。

关键词：原位改性激光选区熔化纳米WC AlSi10Mg 力学性能

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6061铝合金表面激光粗化技术研究

中国激光 2024年第16期 108-117页

作者：李春杜欣蔚杜宝宪张子昌马康智李婷倪立勇曾一兵航天材料及工艺研究所表面工程事业部航天材料及工艺研究所研发处

采用激光表面处理技术对6061铝合金薄壁件进行表面粗化，并与用常规喷砂工艺处理的样品进行对比。研究了激光表面处理技术对6061铝合金表面显微形貌、物相组成和粗糙度的影响，测试了3种典型涂料在6061铝合金表面的润湿性和附着力。结... 详细信息

采用激光表面处理技术对6061铝合金薄壁件进行表面粗化，并与用常规喷砂工艺处理的样品进行对比。研究了激光表面处理技术对6061铝合金表面显微形貌、物相组成和粗糙度的影响，测试了3种典型涂料在6061铝合金表面的润湿性和附着力。结果表明，脉冲激光束将铝合金瞬间气化或熔融，并在其表面形成圆斑，周围的飞溅颗粒表面有薄氧化层；其表面粗糙度随处理次数的增加呈线性增加，处理次数为5次时与喷砂处理结果接近（表面粗糙度为4～5μm）；不同涂料的表面接触角不同，且与激光处理次数相关；3种典型涂料在激光粗化处理后6061铝合金表面的附着力为0级或1级，结合力优异。激光表面粗化有望作为铝合金有机涂料喷涂前处理工艺来替代喷砂处理工艺。

关键词：激光技术激光表面粗化 6061铝合金润湿角附着力

Zr、Cr掺杂对铜互连薄膜结构及性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第9期 2535-2545页

作者：尹振东林松盛付志强苏一凡广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室中国地质大学(北京)工程技术学院

研究了Zr和Cr元素掺杂对Cu互连薄膜的结构及性能的影响。利用直流磁控溅射技术在SiO2/Si衬底上沉积了Cu、Cu（Zr）、Cu（Cr）、Cu（ZrCr）4种薄膜，并在温度400～800℃下对薄膜真空退火1h。通过SEM、XRD和四探针法对不同薄膜的表面形貌... 详细信息

研究了Zr和Cr元素掺杂对Cu互连薄膜的结构及性能的影响。利用直流磁控溅射技术在SiO2/Si衬底上沉积了Cu、Cu（Zr）、Cu（Cr）、Cu（ZrCr）4种薄膜，并在温度400～800℃下对薄膜真空退火1h。通过SEM、XRD和四探针法对不同薄膜的表面形貌、微观结构与电学性能进行测试分析。结果表明，Zr或Cr单元素掺杂均能在一定程度上提高Cu互连薄膜的热稳定性。Zr或Cr元素的析出阻止了Cu膜与Si基底的互扩散以及晶粒的长大和团聚，使薄膜层保持良好的性能，经700℃真空退火后，Cu（Zr）和Cu（Cr）薄膜的电阻率小于10μΩ·cm（纯Cu薄膜为74.70μΩ·cm）;Zr和Cr元素共掺杂进一步提升Cu互连薄膜的热稳定性，同时保持较低的电阻率和互连可靠性，尤其经800℃退火后，合金薄膜的电阻率低至3.23μΩ·cm（纯Cu薄膜为103.50μΩ·cm）。

关键词：铜互连薄膜掺杂电阻率热稳定性扩散阻挡层

Cu含量对激光选区熔化CoCrMoCu合金微观组织及表面摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 126-135页

作者：岳术俊史文玲解凤宝潘超闫星辰北京市春立正达医疗器械股份有限公司北京100021 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%... 详细信息

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%、4%、6%的CoCrMo/Cu混合粉末,并通过SLM技术制备相应的试样。对不同Cu含量的SLM CoCrMoCu的相组成、微观结构、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能进行检测和分析。结果Cu含量对SLM CoCrMoCu的相组成和微观组织没有明显影响,在不同Cu含量的试样中,试样的微观组织均主要为胞状等轴晶。在力学性能方面,随着Cu含量的升高,试样的硬度先提升后降低,在含2%Cu的情况下达到最大值(429.2HV0.2),在含6%Cu的情况下达到最小值(367.7HV0.2)。CoCrMoCu的摩擦因数和磨损率随着Cu含量的升高而降低,在4%时摩擦因数和磨损率达到最低(2.7×10^(-5)mm^(3)/(N·m)),摩擦磨损性能最好。随着Cu质量分数进一步增加到6%,由于硬度降低,磨损性能下降,试样表面出现沟壑,影响Cu自润滑层的附着,磨损机制由黏着磨损向磨粒磨损转变,导致摩擦因数和磨损率增加。在腐蚀性能方面,腐蚀电位随着Cu含量的升高而升高,而腐蚀电流随着Cu含量的升高呈现先下降后上升的趋势,在4%时达到最佳的腐蚀性能。结论Cu的引入在一定范围内(2%~4%)可以有效提高CoCrMoCu合金的硬度和腐蚀性能。结合Cu的自润滑效应和类钝化效应,实现CoCrMo合金耐磨性能和腐蚀性能的协同提升。

关键词：激光选区熔化 CoCrMoCu 摩擦磨损性能微观组织自润滑医用金属

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向高跃攀向新笃行

求是 2024年第12期 72-73页

作者：周璐铭《求是》编辑部

芒种时节,记者来到徐工集团徐州重型机械有限公司底盘装配车间,全球起重机行业首条数字化底盘装配检测生产线正在高速运转,每25分钟就有一台产品全新下线,国内外市场上50%的起重机都从这里装配产出。“2017年习近平总书记在考察徐工集... 详细信息

芒种时节,记者来到徐工集团徐州重型机械有限公司底盘装配车间,全球起重机行业首条数字化底盘装配检测生产线正在高速运转,每25分钟就有一台产品全新下线,国内外市场上50%的起重机都从这里装配产出。“2017年习近平总书记在考察徐工集团时乘坐的全地面起重机,通过技术升级,关键指标已达全球领先水平,整机国产化率由71%提高到100%,所有关键零部件全部实现了中国制造。”望着车间人口处那台总书记亲自登上过的起重机,全国人大代表、徐工集团工程机械股份有限公司总工程师单增海满脸自豪。

关键词：技术升级重型机械装配车间全地面起重机工程机械徐工集团国产化率装配检测

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NiRe层对NiAl涂层抗氧化性能的影响

中国表面工程 2024年

作者：贺文燮李伟姜肃猛宫骏孙超贵阳航发精密铸造有限公司特种加工中心中国科学院金属研究所材料表面工程研究部

在β-NiAl涂层中添加改性元素仍是目前的研究热点，但关于活性元素（Re）改性β-NiAl的研究较少。为了探究NiRe层对铝化物涂层抗氧化性能的影响，对比评价Al扩散涂层和1Re-NiAl涂层在1 100 ℃时的恒温氧化行为。利用扫描电镜和X射线衍... 详细信息

在β-NiAl涂层中添加改性元素仍是目前的研究热点，但关于活性元素（Re）改性β-NiAl的研究较少。为了探究NiRe层对铝化物涂层抗氧化性能的影响，对比评价Al扩散涂层和1Re-NiAl涂层在1 100 ℃时的恒温氧化行为。利用扫描电镜和X射线衍射对涂层的截面和表面形貌以及组织演变过程进行分析。研究结果表明，Al扩散涂层的Zone 1和Zone 2、1Re-NiAl涂层的Zone 2基本都由β-NiAl相和白色的α-W析出相构成，1Re-NiAl涂层外层的Zone 1则由β-NiAl相和白色的γ-Re析出相构成；恒温氧化300 h后，1Re-NiAl涂层的氧化总增重值为0.62 mg / cm2，低于Al扩散涂层的氧化总增重(2.77 mg / cm2)；Al扩散涂层发生严重的内氧化和氧化膜剥落，1Re-NiAl涂层仅发生轻微的氧化膜剥落；涂层中添加电镀NiRe层后显著提高涂层的抗氧化性能。通过电镀和电弧离子镀相结合的工艺成功引入Re，并研究NiRe层对涂层的抗氧化性能的影响，可为后续深入研究Re及其他元素改性的β-NiAl涂层提供新思路。

关键词： NiRe复合镀电弧离子镀 β-NiAl涂层恒温氧化

以价值定位为导向的《中国机械工程》品牌建设实践

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编辑学报 2024年第3期36卷 328-332页

作者：胡佳慧卢湘帆湖北工业大学《中国机械工程》编辑部武汉430068

科技期刊的品牌影响力对学术交流和知识传播至关重要。本文以《中国机械工程》近年来的办刊实践为例,以期刊价值定位为导向,从关注机械学科发展动态、结合科研动向和热点题材、发挥编委优势、依托特色专辑、融合新媒体等方面着手,深入... 详细信息

科技期刊的品牌影响力对学术交流和知识传播至关重要。本文以《中国机械工程》近年来的办刊实践为例,以期刊价值定位为导向,从关注机械学科发展动态、结合科研动向和热点题材、发挥编委优势、依托特色专辑、融合新媒体等方面着手,深入阐述了该刊采取构建新栏目体系、加大定向约稿力度、策划特色专辑出版、组织多元化学术交流活动、探索新发展模式等一系列措施来提升品牌影响力的思路与做法。通过探析具体案例、期刊文献计量指标和《中国机械工程》微信公众平台数据验证了所述措施的成效,并进行了相关思考,以期为我国中文科技期刊能够在学术界树立良好口碑提供一定参考。

关键词：品牌影响力价值定位栏目体系定向约稿策划专辑多元化媒体融合

激光选区熔化CoCrMo合金的组织研究及生物应用

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材料导报 2024年第17期38卷 200-205页

作者：陶宏伟禹庭曹明轩吴仲恒蔡召兵刘敏闫星辰五邑大学智能制造学部广东江门529000 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广州博仕动物医院广州510030 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术是一种可快速制备具有复杂结构件的近净成形方法,由于极高的空间制造自由度,其在个性化定制医疗中有着极为广阔的应用前景。本研究关注了激光能量密度对CoCrMo合金微观组织及成形性能的影... 详细信息

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术是一种可快速制备具有复杂结构件的近净成形方法,由于极高的空间制造自由度,其在个性化定制医疗中有着极为广阔的应用前景。本研究关注了激光能量密度对CoCrMo合金微观组织及成形性能的影响,从致密度、微观组织及力学强度等方面对SLM CoCrMo材料进行了体系性探究,分析了能量密度对CoCrMo合金组织及缺陷的作用机制,得到了孔隙率低(0.18%)、晶粒组织细小(0.31μm)且力学性能优异(拉伸强度1157 MPa、显微硬度421.53HV_(0.1))的CoCrMo合金成形最优参数(激光功率165 W、扫描速度1050 mm/s)。从患者对生物型膝关节植入体的需求出发,探究了一种骨接触面具有骨小梁结构的生物型全膝关节植入体的设计方法,并对优化后的膝关节假体模型开展了大动物原位膝关节置换实验。术后影像学检查发现3D打印膝关节假体不仅可对原有患病关节部位进行精准替代,更能促进实验犬尽快恢复原本的行走姿态,无脱位和其他并发症的发生。本研究报道的个性化定制方法为临床用3D打印生物型全膝关节的置换提供了强有力的理论基础和数据支撑。

关键词：激光选区熔化 CoCrMo合金微观组织力学性能生物应用

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蓝光激光熔覆纯铜覆层的组织及性能

材料导报 2024年第17期38卷 220-226页

作者：宁晨红高硕洪郑江鹏王枭杨军红苏允海刘敏闫星辰沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院广州510700

纯铜材料对红外波段的激光吸收率较低,难以进行传统红外激光熔覆,因此限制了纯铜材料在表面防护领域的应用。本研究采用蓝光激光熔覆技术制备纯铜涂层,通过理论计算结合实验验证获得了其制备工艺参数。随后对纯铜熔覆层的微观组织、显... 详细信息

纯铜材料对红外波段的激光吸收率较低,难以进行传统红外激光熔覆,因此限制了纯铜材料在表面防护领域的应用。本研究采用蓝光激光熔覆技术制备纯铜涂层,通过理论计算结合实验验证获得了其制备工艺参数。随后对纯铜熔覆层的微观组织、显微硬度和摩擦磨损行为进行分析,并结合XRD和EDS研究了蓝光激光熔覆制备的纯铜涂层的元素分布和物相组成。结果表明:采用蓝光激光熔覆技术制备的纯铜材料具有较大的工艺窗口,可获得成形良好的熔覆层。蓝光激光熔覆后,熔覆界面处出现了明显的金属间化合物相NiCu_(4)以及FeCu_(4)。纯铜熔覆层的显微硬度小于基体材料,并且在结合界面存在明显的硬度变化过渡区域,因此涂层和基体之间的稀释区较大。在室温干摩擦磨损条件下,熔覆层的磨损行为以粘着磨损为主,磨粒磨损为辅,并且存在明显的氧化磨损。

关键词：激光熔覆蓝光激光纯铜微观组织力学性能