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热处理对选区激光熔化制备Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金微观组织和力学性能的影响

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稀有金属 2024年第3期48卷 325-335页

作者：翟梓棫潘炜梁博刘彦涛张永忠中国有研科技集团有限公司国家有色金属复合材料工程技术研究中心北京101407 有研金属复材技术有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明... 详细信息

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明:沉积态微观组织由沿沉积高度方向交替生长的柱状晶与等轴晶及细小第二相粒子组成,少量纳米级Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子分布于晶内。经过热处理后,初生Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子长大,晶粒尺寸发生轻微的粗化现象。热处理态试样抗拉强度为(556±2.3)MPa,较沉积态试样提高21%;断后伸长率为14.2%±1.2%,较沉积态试样没有明显变化,这主要由于热处理后的大量纳米或微纳米级第二相弥散析出所产生的沉淀强化导致,弥散的第二相同时分布于晶界和晶粒内部。在SLM成形过程中产生的热应力会导致沉积态晶粒内部产生位错,位错会导致沉积态试样的应力-应变曲线在塑性变形阶段出现明显的波动现象,热处理后消除了位错,波动现象消失。热处理降低了合金的残余应力和位错密度,保证了合金的良好塑性。

关键词：选区激光熔化(SLM) 热处理 Al-Mn-Mg-Sc-Zr 微观组织力学性能

退火处理对高压扭转ZXJ310镁合金体外降解性能的影响

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稀有金属 2024年第5期48卷 609-617页

作者：张家振马鸣龙李永军孙昭乾史文鹏郝雪龙张奎中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室有研工程技术研究院有限公司北京有色金属研究总院国标(北京)检验认证有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心

利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱仪（EDS）、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形（HPT）ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明：高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时... 详细信息

利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱仪（EDS）、腐蚀失重实验以及电化学工作站研究了退火处理对高压扭转变形（HPT）ZXJ310合金的微观组织和体外降解性能的影响。结果表明：高压扭转态ZXJ310镁合金在150℃退火时，随着退火时间延长（0～4 h），合金的平均晶粒尺寸由高压扭转态的98.3 nm，分别增长至169.8, 217.6, 220.2和259.5 nm。通过TEM观察可知，ZXJ310镁合金中的位错密度明显降低；电化学测试显示：随着退火时间延长，腐蚀电位明显增加，ZXJ310镁合金Nyquist图谱中的容抗弧半径逐渐增加，退火4 h后高压扭转ZXJ310镁合金的电化学腐蚀速率可以降低至0.32 mm·y-1; ZXJ310镁合金在模拟体液中的浸泡失重试验结果也表现出同样的趋势，3～4 h退火后的ZXJ310镁合金的耐蚀性显著提升；对ZXJ310镁合金的腐蚀产物分析可知，退火处理显著改善合金在模拟体液（SBF）溶液中的浸泡腐蚀行为，增加腐蚀产物膜层的致密性和稳定性，但不会对合金腐蚀产物的类型产生影响。不同状态下ZXJ310镁合金在相同浸泡条件下产生的腐蚀产物种类没有区别，浸泡120 h后均能产生含羟基磷灰石的Ca-P化合物。

关键词： ZXJ310镁合金高压扭转(HPT) 退火处理体外降解

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SP700钛合金热变形行为及组织演变

工程科学学报 2024年第4期46卷 676-683页

作者：田宁宋晓云叶文君惠松骁中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800~880℃、应变速率为1~10 s–1、压缩变形量为30%和50%条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩... 详细信息

采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800~880℃、应变速率为1~10 s–1、压缩变形量为30%和50%条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩变形的峰值流变应力降低.合金在800℃压缩变形时,流变应力曲线呈明显的动态软化,其显微组织中α片层逐渐破碎球化,部分α片层发生动态再结晶.随变形温度升高,合金压缩真应力–应变曲线呈稳态流变状态.在相同变形温度下,随应变速率和压缩变形量增加,α片层球化程度增加.热变形过程中,平行于压缩轴的α片层在压应力作用下弯曲扭折,片层内取向差不连续存在,并于不连续处存在新α/α界面.垂直于压缩轴的α片层在压应力作用下界面发生起伏,片层内部存在累积取向差.在界面起伏处β相楔入α片层,最终导致α片层的破碎球化.

关键词： SP700钛合金热变形条件动态再结晶高温流动行为 α片层球化

金刚石/铜-硼复合材料界面结构及其对热导率和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 246-254页

作者：谢忠南郭宏肖伟张习敏黄树晖孙明美解浩峰有研科技集团有限公司有色金属结构材料制备加工国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

通过控制硼含量制备不同界面结构的金刚石/铜复合材料,研究复合材料的界面显微组织及其对热性能和力学性能的影响。结果表明,界面处形成微米级B4C齿状结构,该结构为界面结合提供冶金结合和机械啮合的双重作用。金刚石/铜-硼复合材料获... 详细信息

通过控制硼含量制备不同界面结构的金刚石/铜复合材料,研究复合材料的界面显微组织及其对热性能和力学性能的影响。结果表明,界面处形成微米级B4C齿状结构,该结构为界面结合提供冶金结合和机械啮合的双重作用。金刚石/铜-硼复合材料获得最高为695 W/(m·K)的热导率和535 MPa的弯曲强度。金刚石与B4C之间形成具有金刚石(111)//B4C (104)取向关系的半共格界面。微纳米级齿状结构可提高界面声子传输效率和界面结合强度。

关键词：金属基复合材料金刚石/铜复合材料热导率界面结构

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锑污染土壤修复技术研究进展与发展趋势

稀有金属 2024年第3期48卷 411-426页

作者：郑鹏崔兴兰李红霞车小奎史新悦王雷郑其中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京101407 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京101407 有研工程技术研究院有限公司北京101407

锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素,采矿和金属冶炼等人类活动导致锑被大量的释放,造成严重的环境污染,威胁人类健康,引起各国学者的广泛关注。对国内外锑污染的现状和锑在大气、水和土壤环境中分布特征进行了介绍;归纳了锑在迁移转... 详细信息

锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素,采矿和金属冶炼等人类活动导致锑被大量的释放,造成严重的环境污染,威胁人类健康,引起各国学者的广泛关注。对国内外锑污染的现状和锑在大气、水和土壤环境中分布特征进行了介绍;归纳了锑在迁移转化过程中形态、氧化还原过程、吸附和沉淀规律;并总结了翻土和客土法、土壤淋洗技术、固定/稳定化技术、植物修复技术和微生物修复技术目前的研究进展;在此基础上对各种土壤修复技术的优缺点和应用场景进行比较分析,并对锑污染土壤修复技术未来发展趋势进行展望。相比而言,土壤淋洗技术和固定/稳定化技术已经有较成熟的应用,而植物修复技术和微生物修复技术具有绿色、低成本的特点,能够广泛地同其他修复技术联合使用,已逐渐成为目前的研究重点。

关键词：锑迁移转化土壤污染修复技术

优化红外热像法快速准确测定工业纯钛疲劳极限

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稀有金属 2024年第4期48卷 602-608页

作者：曹东东李璞吴磊纪红史冰绡马通达有研工程技术研究院有限公司北京101407 中国有研科技集团有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京100088 国标(北京)检验认证有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学... 详细信息

采用红外热像法实时监测疲劳实验过程中工业纯钛TA1试样表面的温度变化,运用固有耗散理论对热像数据进行分析。提出以弹性极限作为热像数据分界限进行Luong法线性拟合的新方法,在唯一测定温升拐点的基础上快速准确预测了疲劳极限。力学拉伸实验测定试样弹性极限为313 MPa,以此为数据分界限进行线性拟合获得的疲劳极限结果为323 MPa,与传统升降法(309 MPa)相对偏差仅为4.5%。通过定位跟踪方法观察了疲劳循环应力加载过程中微观组织演化,发现经300 MPa及以下应力加载后,试样表面呈单一α相组织特征,晶粒形态、尺寸、分布未见明显变化;经350 MPa应力加载后,个别晶粒内可见少量滑移带,滑移带长直且相互平行。试样在循环加载应力达到疲劳极限时微观组织结构从可逆滞弹性形变转变为永久塑性形变,由此导致固有耗散由滞弹性机制转变为塑性机制,在试样表面温度变化上表现为温升拐点的出现。

关键词：钛合金红外热像法疲劳极限快速测定方法

第三代半导体互连材料与低温烧结纳米铜材的研究进展

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无机材料学报 2024年第1期39卷 17-31页

作者：柯鑫谢炳卿王忠张敬国王建伟李占荣贺会军汪礼敏中国有研科技集团有限公司金属粉体材料产业技术研究院北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 有研粉末新材料股份有限公司北京101407 重庆有研重冶新材料有限公司重庆401431

半导体材料是现代科技发展和产业革新的核心,随着高频、高压、高温、高功率等工况的日趋严峻及“双碳”目标的需要,以新型碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料逐步进入工业应用。半导体产业的贯通以及市场规模的快速扩... 详细信息

半导体材料是现代科技发展和产业革新的核心,随着高频、高压、高温、高功率等工况的日趋严峻及“双碳”目标的需要,以新型碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料逐步进入工业应用。半导体产业的贯通以及市场规模的快速扩大,导致摩尔定律正逐渐达到极限,先进封装互连将成为半导体行业关注的焦点。第三代半导体封装互连材料有高温焊料、瞬态液相键合材料、导电胶、低温烧结纳米Ag/Cu等几个发展方向,其中纳米Cu因其优异的导电导热性、低温烧结特性和良好的可加工性成为一种封装互连的新型方案,具有低成本、高可靠性和可扩展性,近年来从材料研究向产业链终端应用贯通的趋势非常明显。本文首先介绍了半导体材料的发展概况并总结了第三代半导体封装互连材料类别;然后结合近期研究成果进一步围绕纳米Cu低温烧结在封装互连等电子领域中的应用进行重点阐述,主要包括纳米铜粉的粒度、形貌、表面处理和烧结工艺对纳米铜烧结体导电性能和剪切性能的影响;最后总结了目前纳米铜在应用转化中面临的困境和亟待解决的难点,并展望了未来的发展方向,以期为低温烧结纳米铜领域的研究提供参考。

关键词：半导体封装互连低温烧结纳米铜综述

自组装球形氧化铈抑制胃癌细胞增殖和迁移基础研究

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稀有金属 2024年第4期48卷 517-528页

作者：关达张振羽刘璐吴迪宋奇赢谢天宇徐旸王鑫鑫冯宗玉黄小卫解放军总医院第一医学中心普通外科医学部北京100853 北京有色金属研究总院北京100088

胃癌(gastric cancer,GC)是全球最常见肿瘤相关死亡原因之一,具有极高的潜在转移风险。目前众多治疗方案的效果并不尽人意,亟需探索新的治疗方法。在纳米医学领域,氧化铈纳米颗粒(cerium oxide nanoparticles,CNPs)可通过其氧空位介导... 详细信息

胃癌(gastric cancer,GC)是全球最常见肿瘤相关死亡原因之一,具有极高的潜在转移风险。目前众多治疗方案的效果并不尽人意,亟需探索新的治疗方法。在纳米医学领域,氧化铈纳米颗粒(cerium oxide nanoparticles,CNPs)可通过其氧空位介导的化学反应性显示出抗癌活性。然而,CNPs在胃癌中的实际效果并不明确。因此,通过可控合成球形氧化铈纳米颗粒(spherical cerium oxide nanoparticles,Ceria-SNPs)并对其表征,探讨Ceria-SNPs对人胃癌细胞MKN-45的作用。结果发现,Ceria-SNPs的平均粒径为14 nm,比表面积为59.54 m^(2)·g^(-1)。将不同浓度的Ceria-SNPs与胃癌细胞共培养,并在体外和体内检测细胞增殖和迁移能力。结果发现,高浓度(10.0μg·ml^(-1))的Ceria-SNPs能抑制胃癌细胞的增殖和迁移,且该过程是通过增加细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平实现的;裸鼠皮下成瘤与腹腔转移模型进一步验证效能和生物安全性。Ceria-SNPs可以通过增加细胞内ROS水平抑制胃癌恶性生物学行为,而根据特殊应用需求可控合成CNPs为其进一步开展医用研究提供了材料支撑。

关键词：氧化铈纳米颗粒(CNPs) 胃癌(GC) 活性氧(ROS) 纳米医学细胞增殖

(Nd,Ce,La)-Fe-B快淬带研究进展

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稀有金属 2024年第1期48卷 105-117页

作者：贺有年郭朝晖靖征朱明刚钢铁研究总院功能材料研究所北京100081

Nd-Fe-B永磁体需求的持续增长极大地加速了Nd,Pr,Dy和Tb等关键稀土元素的消耗,不仅导致这些低丰度稀土元素的价格上涨,而且还造成高丰度稀土Ce和La的大量积压。为了均衡高效利用稀土资源Ce和La,近年来,世界各国围绕(Nd,Ce,La)-Fe-B基永... 详细信息

Nd-Fe-B永磁体需求的持续增长极大地加速了Nd,Pr,Dy和Tb等关键稀土元素的消耗,不仅导致这些低丰度稀土元素的价格上涨,而且还造成高丰度稀土Ce和La的大量积压。为了均衡高效利用稀土资源Ce和La,近年来,世界各国围绕(Nd,Ce,La)-Fe-B基永磁材料开展了大量研发工作,发现添加Ce,La或La-Ce的永磁体不仅可降低成本,而且在Ce含量20%~30%(原子分数)时或La及La-Ce含量约10%时,可能呈现出矫顽力反常增大,而在Ce和/或La含量低于50%时,磁体仍会具有令人满意的磁性能,显示出极为广阔的应用前景。目前,研究和开发高性价比的Ce,La或La-Ce掺杂(Nd,Ce,La)-Fe-B永磁材料已成为磁性材料热点之一。对Ce-Fe-B磁体的结构和本征磁性进行了介绍,然后对Ce-Fe-B快淬薄带的磁性、微观结构和相析出行为,(Nd,Ce)-Fe-B快淬带的矫顽力反常增大、元素偏析和相分离,以及La和La-Ce添加对(Nd,Ce,La)-Fe-B快淬带微观结构和磁性能等方面的最新研究进展进行了综述,最后对相关领域未来研究发展趋势进行了展望。

关键词： Ce-Fe-B (Nd,Ce,La)-Fe-B 熔体快淬带磁性能微结构