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热处理调控对Fe-Ga合金相结构和磁致伸缩性能影响研究进展

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材料工程 2025年

作者：胡勇王泽张文格马好放杨小康兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州理工大学材料科学与工程学院兰州理工大学温州泵阀工程研究院

Fe-Ga合金作为一种新型的磁致伸缩材料，具有低驱动磁场和高磁致伸缩性能。因其兼具成本低、力学性能好及稳定性高等优点，在微位移器件、振动器和传感器件等领域引起了凝固态物理和材料科学工作者的关注。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能与材... 详细信息

Fe-Ga合金作为一种新型的磁致伸缩材料，具有低驱动磁场和高磁致伸缩性能。因其兼具成本低、力学性能好及稳定性高等优点，在微位移器件、振动器和传感器件等领域引起了凝固态物理和材料科学工作者的关注。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能与材料的织构取向，磁畴的分布状态及合金元素的添加有关，更取决与合金的物相结构。为此，本文从Fe-Ga合金的相结构出发，概述了不同制备方法对提高Fe-Ga合金晶粒择优取向的影响；施加一定的外加磁场和预应力改变磁畴分布状态的作用；添加稀土元素对于磁致伸缩性能提升的效果；重点介绍了热处理调控相结构转变和纳米沉淀相析出对Fe-Ga合金磁致伸缩性能影响的研究进展。综述论文有助于促进Fe-Ga 合金在结构-功能一体化精密器件制备领域的推广和应用。

关键词： Fe-Ga合金相结构磁致伸缩性能热处理调控

热处理对Mg-7Zn-0.3La合金组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2025年 37-41页

作者：黄晓锋张展裕杨凡张胜兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点试验室

通过金属型铸造制备Mg-7Zn-0.3La镁合金，利用光镜、扫描电镜和力学性能研究热处理对Mg-7Zn-0.3La合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金经335℃固溶24 h后获得较理想的显微组织，此时合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为23... 详细信息

通过金属型铸造制备Mg-7Zn-0.3La镁合金，利用光镜、扫描电镜和力学性能研究热处理对Mg-7Zn-0.3La合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金经335℃固溶24 h后获得较理想的显微组织，此时合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为234 MPa、6.15%和69.8 HV。在此基础上，合金在160℃时效25 h时达到峰时效，其晶界上析出短棒状和粒状沉淀相，晶粒内部析出细小粒状相。此时合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为277MPa、4.13%和93.5 HV。

关键词： Mg-7Zn-0.3La镁合金热处理显微组织力学性能

热处理温度对347H钢表面Fe-Al渗层组织结构的影响及其在氯化熔盐中的腐蚀行为

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材料工程 2025年

作者：陈维铅喇培清李增鹏姜昊成印若娇万磊兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室酒泉技术学院甘肃省太阳能发电系统重点实验室

为提升347H钢耐氯化熔盐腐蚀性能，探索其在光热发电氯化熔盐储热系统的应用。使用质量百分比为77% Al2O3+20% Al+3% AlCl3的渗剂在347H钢表面制备Fe-Al渗层，通过热扩散处理，改善渗层的结构及物相组成；然后在800℃三元共晶氯化盐中浸... 详细信息

为提升347H钢耐氯化熔盐腐蚀性能，探索其在光热发电氯化熔盐储热系统的应用。使用质量百分比为77% Al2O3+20% Al+3% AlCl3的渗剂在347H钢表面制备Fe-Al渗层，通过热扩散处理，改善渗层的结构及物相组成；然后在800℃三元共晶氯化盐中浸泡30 h，来研究不同热扩散处理温度对渗层耐腐蚀性的影响。结果表明：800℃保温20 h在347H钢表面成功制备了厚度约为195 μm 的渗铝层，渗层外层主要为FeAl3相，内层为Fe2Al5相。经750～950℃热扩散处理30 h，渗层出现了明显的分层，可分为互扩散层、内层和外层，互扩散层厚度随着处理温度的升高而增大。当处理温度低于900℃时，渗层外层由均匀分布的Fe2Al5相和FeAl组成，内层为FeAl相；当处理温度高于900℃时，外层Fe2Al5相全部转化为FeAl相。750℃处理渗层腐蚀后表现出了较好的耐腐蚀性能，其表面形成了厚度约为30 μm 致密均匀的Al2O3层，与渗层界面结合紧密，并且试样腐蚀失重率约为-0.07 mg/cm2，比未渗铝347H钢腐蚀失重率4.89mg/cm2和处理前渗层的腐蚀失重率5.86mg/cm2，均提高了两个数量级，对基体起到了良好的保护作用。

关键词： 347H钢 Fe-Al渗层包埋渗铝热扩散处理氯化盐腐蚀

热处理对粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W-0.1B合金显微组织和高温拉伸性能的影响

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热加工工艺 2025年 33-36页

作者：陈飞虎梁霄鹏李慧中中南大学材料科学与工程学院中南大学粉末冶金国家重点实验室中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室

采用金相显微镜和透射电镜研究了热处理工艺对粉末冶金工艺制备的Ti-45Al-7Nb-0.3W-01B(at%)合金显微组织的影响，并测试了不同组织合金在750℃和800℃条件下的高温拉伸性能。结果表明：合金热处理后的拉伸性能与层片晶团的大小、残余... 详细信息

采用金相显微镜和透射电镜研究了热处理工艺对粉末冶金工艺制备的Ti-45Al-7Nb-0.3W-01B(at%)合金显微组织的影响，并测试了不同组织合金在750℃和800℃条件下的高温拉伸性能。结果表明：合金热处理后的拉伸性能与层片晶团的大小、残余γ晶粒的含量以及层片间距有关，残余γ晶粒含量越高，合金越容易发生断裂，层片晶团尺寸和层片间距过大，合金的抗拉强度较低。经1380℃/30 min热处理后，合金具有优秀的综合力学性能，其在750℃和800℃条件下的抗拉强度分别为450 MPa和435 MPa，屈服强度分别为315 MPa和300 MPa，伸长率分别为1.5%和6.1%。

关键词：粉末冶金 Ti Al合金热处理拉伸性能微观组织

Fe基非晶涂层在Na2SO4+K2SO4和Na2SO4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2025年第1期 92-102页

作者：张勇康翟海民李旭强李文生兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室西北师范大学物理与电子工程学院

垃圾焚烧过程中存在的S和Cl等元素影响了锅炉管道的使用。为解决这一问题，采用爆炸喷涂技术在316L不锈钢基体上制备了Fe基非晶涂层，研究了涂层在K2SO4+50%（质量分数） Na2SO4和NaCl+50%（质量分数） Na2SO4混合盐中450和550℃下的热... 详细信息

垃圾焚烧过程中存在的S和Cl等元素影响了锅炉管道的使用。为解决这一问题，采用爆炸喷涂技术在316L不锈钢基体上制备了Fe基非晶涂层，研究了涂层在K2SO4+50%（质量分数） Na2SO4和NaCl+50%（质量分数） Na2SO4混合盐中450和550℃下的热腐蚀行为。结果表明，与316L不锈钢相比，涂层增重降低，耐热腐蚀性好。450℃热腐蚀90 h后，涂层腐蚀轻微，生成少量腐蚀产物。而550℃时，涂层表面变得更加粗糙且出现明显的开裂现象。NaCl+50%Na2SO4对涂层的热腐蚀破坏作用大于K2SO4+50%Na2SO4。这主要是由于NaCl与涂层表面氧化层反应生成的Cl2可穿透氧化层与未腐蚀涂层发生反应，导致氧化层形成裂纹，加速涂层的热腐蚀行为。

关键词：爆炸喷涂 Fe基非晶涂层热腐蚀氧化层

熔融氧化镍渣连续冷却过程磁铁矿晶体析出长大行为

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稀有金属材料与工程 2022年第5期51卷 1821-1827页

作者：李彬杜雪岩申莹莹兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室材料科学与工程学院甘肃兰州730050

镍渣中铁元素的高效提取一直是镍渣高效高值化再利用关注的热点。本实验利用Factsage软件对熔融氧化镍渣中磁铁矿晶体的形成及优先选择性析出行为进行预测,然后采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)对熔融氧化镍渣连续冷却过程中磁铁矿晶... 详细信息

镍渣中铁元素的高效提取一直是镍渣高效高值化再利用关注的热点。本实验利用Factsage软件对熔融氧化镍渣中磁铁矿晶体的形成及优先选择性析出行为进行预测,然后采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)对熔融氧化镍渣连续冷却过程中磁铁矿晶体的析出长大进行原位观察,对比研究了5~50℃/min冷却速率下磁铁矿晶体的生长过程,通过SEM-EDS、XRD、ICP手段对样品的形貌、物相和成分进行分析表征。结果表明,熔融氧化镍渣连续冷却过程磁铁矿晶体会从熔体中优先选择性析出,初始析出温度在1430~1450℃之间。较低的冷却速率(5~15℃/min)下,晶体初始形核析出较慢,晶粒在1200~1400℃稳定生长,平均生长速率可达0.141μm/s,最终晶粒尺寸超过100μm;较高的冷却速率(25~50℃/min)可以促使磁铁矿晶体在生长初期迅速形核并析出,但稳定生长速率较小,最终晶粒尺寸在20~30μm范围。

关键词：镍渣熔融氧化磁铁矿晶体激光共聚焦显微镜原位观察

冷喷涂辅助感应重熔合成AlCoxCrFeNiCu高熵合金涂层的显微组织和性能

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金属学报 2023年第5期59卷 703-712页

作者：冯力王贵平马凯杨伟杰安国升李文生兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

通过冷喷涂辅助感应重熔技术在45钢基体成功制备AlCo_(x)CrFeNiCu(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0,摩尔分数)高熵合金涂层。研究了Co元素含量对冷喷涂辅助合成高熵合金涂层物相、微观组织的影响。结果表明:通过低压冷喷涂辅助感应重熔技术合成... 详细信息

通过冷喷涂辅助感应重熔技术在45钢基体成功制备AlCo_(x)CrFeNiCu(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0,摩尔分数)高熵合金涂层。研究了Co元素含量对冷喷涂辅助合成高熵合金涂层物相、微观组织的影响。结果表明:通过低压冷喷涂辅助感应重熔技术合成的AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层由fcc+bcc双相混合结构组成,涂层组织为等轴树枝晶+晶间组织,其中枝晶为bcc结构,晶间组织为fcc结构。Co含量的变化会引起AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层的晶格畸变状态发生变化,当x=1.0时,AlCo_(1)CrFeNiCu高熵合金涂层的晶格应变最大。Co元素含量增加会促进AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层中的枝晶数目增加,同时涂层中的树枝晶尺寸也随着Co元素含量增加而增大。涂层中的树枝晶富集Fe、Cr、Co、Ni元素,枝晶间富集Cu元素,Al均匀地分布在整个涂层中。随着Co含量增加,AlCo_(x)CrFeNiCu高熵合金涂层的硬度先增加后减小;当x=1.0时,AlCo_(1)CrFeNiCu高熵合金涂层的硬度达到562.5 HV,此时涂层的摩擦系数最小,为0.352。

关键词：冷喷涂感应重熔高熵合金涂层摩擦磨损

Mo对脱合金制备的Ni-Mo电极骨架结构与析氢性能的影响

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高等学校化学学报 2019年第8期40卷 1717-1725页

作者：周琦李志洋汪帆兰州理工大学材料科学与工程学院省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

采用快速凝固结合脱合金化方法制备了不同Mo含量的纳米多孔Ni-Mo合金,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N 2吸附-脱附分析等对多孔合金的物相、形貌结构及孔径分布进行了表征,并通过线性扫描伏安、Tafel... 详细信息

采用快速凝固结合脱合金化方法制备了不同Mo含量的纳米多孔Ni-Mo合金,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N 2吸附-脱附分析等对多孔合金的物相、形貌结构及孔径分布进行了表征,并通过线性扫描伏安、Tafel斜率、交流阻抗和循环伏安等方法测试了多孔合金电极的电催化析氢性能.结果显示,多孔合金电极材料在50 mA/cm^2电流密度下析氢过电位随着Mo含量的增加先降低后升高,Ni 2.5 Mo 2.5合金析氢活性最强,过电位为218 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为0.29 mA/cm^2,经1000周循环后的极化曲线基本保持原状,50 mA/cm 2电流密度下过电位增加3.67%,表现出优良的析氢稳定性.

关键词：快速凝固脱合金化多孔Ni-Mo合金电催化析氢

纳米多孔Ni和NiO的制备及电催化析氧性能

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高等学校化学学报 2020年第1期41卷 162-174页

作者：任向荣周琦兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州理工大学材料科学与工程学院

采用快速凝固与脱合金相结合的方法制备了纳米多孔Ni,经热处理氧化获得纳米多孔NiO,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附⁃脱附仪(BET)对纳米多孔Ni和NiO的物相、形貌结构和孔径分布进行了表征,... 详细信息

采用快速凝固与脱合金相结合的方法制备了纳米多孔Ni,经热处理氧化获得纳米多孔NiO,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附⁃脱附仪(BET)对纳米多孔Ni和NiO的物相、形貌结构和孔径分布进行了表征,并通过循环伏安、稳态极化和电化学阻抗分析研究了电极的电催化析氧性能.结果表明,由Ni30Al70所得纳米多孔Ni具有多层次纳米多孔结构,在10 mA/cm^2电流密度下析氧过电位仅为224 mV,交换电流密度为0.63297 mA/cm^2,表观活化自由能为40.297 kJ/mol,经1000次循环后,过电位降低了5 mV(j=10 mA/cm^2),表现出良好的催化稳定性和耐久性;热处理氧化降低了NiO的比表面积与电化学活性面积,平衡电位下扩散传质速率明显减小,析氧活性较Ni电极有所下降.

关键词：快速凝固脱合金化纳米多孔镍电催化活性析氧反应