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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北京101407 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京1000883 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北京101407

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... 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

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

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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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

添加Si和Zn对VW75镁合金显微组织、力学性能和弹性模量的影响

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稀有金属 2024年第6期48卷 796-807页

作者：张驰石国梁张奎李兴刚李永军马鸣龙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

Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr (%,质量分数;VW75)是一种获得批量应用的超高强耐热镁合金,但其弹性模量仅约为45 GPa,制约了其减重效果的充分发挥。以提升该合金弹性模量为目的设计了3种成分合金:VW75+1Si, VW75+2Si和VW75+2Si+2Zn(%,质量分数),... 详细信息

Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr (%,质量分数;VW75)是一种获得批量应用的超高强耐热镁合金,但其弹性模量仅约为45 GPa,制约了其减重效果的充分发挥。以提升该合金弹性模量为目的设计了3种成分合金:VW75+1Si, VW75+2Si和VW75+2Si+2Zn(%,质量分数),利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)等研究了“铸锭→均匀化→挤压”过程的显微组织演变,研究了3种合金在200℃的时效硬化行为,并对挤压态和T5态合金的室温拉伸性能和动态弹性模量进行了测试。结果表明:VW75合金添加Si后在熔体中形成高熔点自生增强相颗粒,增强相存在严重的沉降现象。XRD分析表明增强相为Gd_(5)Si_(3), YSi和Zr_(5)Si_(3),并且多数RE-Si(RE:稀土元素)增强相颗粒同时具有两个成分迥异的区域,即心部的富Y区和外层的富Gd区,暗示熔体降温过程中YSi先形核,Gd_(5)Si_(3)随后以YSi为异质核心析出,添加Zn元素加重了沉降。3种铸态合金中增强相平均粒径位于3.8~5.5μm区间,挤压后被破碎细化至3.4~3.7μm,且分布更加均匀。制备的3种合金中,VW75+2Si+2Zn合金铸态、挤压态和T5态弹性模量最高;挤压态VW75+2Si+2Zn合金具有最大的增强相面积分数(~9.4%)且增强相平均粒径仅~3.5μm,其T5(挤压+人工时效)态弹性模量最高,达到53.4 GPa,但由于RE-Si增强相的出现严重弱化了稀土元素的固溶强化作用,造成抗拉强度和屈服强度大幅降低,同时造成该合金没有时效硬化效应。

关键词：镁合金增强相显微组织力学性能弹性模量

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氧含量对纯钛动态变形行为的影响

稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1517-1522页

作者：王博雅骆雨萌刘睿宋晓云于洋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 有研(广东)新材料技术研究院广东佛山528051

通过准原位EBSD和SEM观察研究了纯钛、Ti-0.2%O和Ti-0.4%O(质量分数)多晶体在高应变速率下的变形行为。结果表明:在5%应变的动态压缩变形下,纯钛中的孪生行为非常活跃,多数晶粒内的孪生系被激活,且半数晶粒中出现多种孪生变体;而滑移迹... 详细信息

通过准原位EBSD和SEM观察研究了纯钛、Ti-0.2%O和Ti-0.4%O(质量分数)多晶体在高应变速率下的变形行为。结果表明:在5%应变的动态压缩变形下,纯钛中的孪生行为非常活跃,多数晶粒内的孪生系被激活,且半数晶粒中出现多种孪生变体;而滑移迹线分析表明,仅有50%的晶粒内开动了滑移系。随着氧含量的增加,孪生晶粒比例及孪晶面积占比均呈下降趋势,同时发生多滑移与交滑移。XRD分析表明,溶质氧原子导致晶格畸变,提高了α-Ti的c/a,有利于位错滑移。活跃的位错滑移行为抑制了孪晶的形成,并且氧原子钉扎位错也会阻碍孪晶界的扩展,导致孪生行为不再活跃。此外,氧含量每增加0.2%(质量分数),纯钛的动态屈服强度就能增加约390 MPa。这种固溶强化现象主要源于晶格畸变,也受到被钉扎位错及多滑移和交滑移产生的割阶影响。

关键词：纯钛氧含量变形机制准原位高应变速率

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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

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某铜钴混合矿的直接浸出及选冶性能研究

湿法冶金 2024年

作者：王生普赵旭五矿有色金属股份有限公司矿冶科技集团有限公司

研究了采用氧化浸出法和还原浸出法直接浸出刚果（金）某铜钴混合矿中的Cu、Co，对比分析了2种方法Cu、Co浸出行为。并进一步探讨了浮选—氧化浸出选冶联合法对铜、钴浸出率的提升效果。结果表明：氧化浸出和还原浸出的Cu浸出率分别为80... 详细信息

研究了采用氧化浸出法和还原浸出法直接浸出刚果（金）某铜钴混合矿中的Cu、Co，对比分析了2种方法Cu、Co浸出行为。并进一步探讨了浮选—氧化浸出选冶联合法对铜、钴浸出率的提升效果。结果表明：氧化浸出和还原浸出的Cu浸出率分别为80%和70%左右，Co浸出率分别为63%和57%左右，氧化浸出效果优于还原浸出，通过采用浮选—氧化浸出选冶联合法，闭路浮选精矿Cu和Co的品位分别为16.84%及6.53%，Cu和Co综合回收率分别为91.71%和61.87%，金属回收效果得到明显提升。

关键词：刚果(金) 铜钴混合矿氧化浸出法还原浸出法浮选铜钴

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