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Mo-Nb-W单晶微纳米力学性能的各向异性与应变速率响应特征

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稀有金属材料与工程 2024年第10期53卷 2897-2905页

作者：殷涛王宝剑胡忠武张伟伟白伟任广鹏郭林江刘燕张文李建峰西北有色金属研究院

Mo基单晶是深空探测舰船核动力发电元件的关键材料，优化合金成分制备性能优异的单晶材料是提高核电源发电效率和服役寿命的重要途径。本研究采用电子束悬浮区域熔炼方法制备了新型Mo-Nb-W单晶，利用纳米压痕技术研究了不同取向晶面的... 详细信息

Mo基单晶是深空探测舰船核动力发电元件的关键材料，优化合金成分制备性能优异的单晶材料是提高核电源发电效率和服役寿命的重要途径。本研究采用电子束悬浮区域熔炼方法制备了新型Mo-Nb-W单晶，利用纳米压痕技术研究了不同取向晶面的硬度（H）、接触刚度（S）和弹性模量（E）随应变速率的变化规律。研究发现，bcc结构Mo-Nb-W单晶（111）晶面的载荷-位移曲线连续光滑变化，且塑性指数较高，表明方向塑性较好，而（110）和（112）晶面的载荷-位移曲线中均出现了位移突变台阶，同时塑性指数较低，表明和方向塑性相对较差。随应变速率增大，3个取向晶面硬度因弛豫时间缩短而增大，而接触刚度和弹性模量有降低趋势。Mo-Nb-W单晶力学性能具有明显的各向异性，其中硬度排序为H（111）>H（110）>H（112），而接触刚度和弹性模量排序为：S（111）>S（112）>S（110）和E（111）>E（112）>E（110）。随压入深度增加，硬度逐渐变小，表现出明显压痕尺寸效应，其中（111）晶面尺寸效应最为明显。

关键词： Mo基单晶纳米压痕各向异性应变速率压痕尺寸效应

粉末冶金Mo–14Re合金热变形行为及微观组织演变

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粉末冶金技术 2024年第3期42卷 297-303页

作者：薛建嵘林小辉李延超梁静张新高选乔杨毅超张文西北有色金属研究院西安710016

通过Gleeble 1500热模拟试验机对粉末冶金法制备的Mo–14Re合金进行了恒应变速率压缩实验,分析了变形温度(1100~1400℃)和应变速率(0.100~0.001 s-1)对流变应力及组织演变的影响,并采用双曲正弦型Arrhenius模型建立了Mo–14Re合金的本... 详细信息

通过Gleeble 1500热模拟试验机对粉末冶金法制备的Mo–14Re合金进行了恒应变速率压缩实验,分析了变形温度(1100~1400℃)和应变速率(0.100~0.001 s-1)对流变应力及组织演变的影响,并采用双曲正弦型Arrhenius模型建立了Mo–14Re合金的本构方程。结果表明:随着变形温度升高或者应变速率降低,粉末冶金Mo–14Re合金在热变形过程的流变应力也随之减小,真应力–真应变曲线表现出明显的加工硬化和动态软化现象。动态软化行为主要归结于粉末冶金Mo–14Re合金热压缩变形处于低应变速率(0.010 s-1和0.001 s-1)或较高变形温度(>1200℃)时发生的动态再结晶,形核方式为晶界凸出形核,随着应变速率的降低或温度的升高,再结晶程度不断增加,晶粒不断长大,当温度为1400℃,应变速率为0.001 s-1时,完全再结晶完成。

关键词： Mo–14Re合金热变形本构方程显微组织

美国国家科学技术委员会更新《关键和新兴技术清单》(2024年版)

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中国材料进展 2024年第4期43卷 366-368页

作者：朱宏康(整理) 西北有色金属研究院信息所

2024年2月,美国国家科学技术委员会(NSTC)发布了新一版关键和新兴技术(critical and emerging technologies,CETs)清单。NSTC以美国2020年发布的《关键和新兴技术国家战略》为基础,每两年更新一次关键和新兴技术领域列表及各领域内的具... 详细信息

2024年2月,美国国家科学技术委员会(NSTC)发布了新一版关键和新兴技术(critical and emerging technologies,CETs)清单。NSTC以美国2020年发布的《关键和新兴技术国家战略》为基础,每两年更新一次关键和新兴技术领域列表及各领域内的具体技术清单。跟2022年版本相比,2024年版CETs清单中,“清洁能源发电和存储技术”替代了“可再生能源发电和存储技术”的说法,排名第八.

关键词：技术清单可再生能源发电新兴技术存储技术清洁能源发电 CET

简单退火和多重热处理对激光熔覆成形Ti-5321合金断裂韧性的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 970-977页

作者：刘国政赵永庆贾蔚菊张艳宋硕毛成亮周伟东北大学辽宁沈阳110819 西北有色金属研究院陕西西安710016

为满足航空航天领域对快速制备高强韧复杂钛合金零件的需求,采用激光熔覆成形新型高强韧Ti-5321(Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe)合金,具有成形快、效率高、成形构件性能良好等优势。通过对Ti-5321合金进行简单退火和多重热处理(β相区... 详细信息

为满足航空航天领域对快速制备高强韧复杂钛合金零件的需求,采用激光熔覆成形新型高强韧Ti-5321(Ti-5Al-3Mo-3V-2Zr-2Cr-1Nb-1Fe)合金,具有成形快、效率高、成形构件性能良好等优势。通过对Ti-5321合金进行简单退火和多重热处理(β相区固熔缓冷加时效,BASCA),揭示了其显微组织的演变规律,并探究不同组织对断裂韧性的影响。结果表明:简单退火后,合金呈细长针片状α交织成的网篮组织,其抗拉伸强度为1102 MPa,断裂韧性为68.1 MPa·m^(1/2)。经BASCA热处理后,细长针片状α相全部转变为粗大的片层α相和超细针状α相,且合金的抗拉伸强度提高至1309 MPa,而断裂韧性降低至45.5 MPa·m^(1/2)。BASCA热处理能够提高合金强度,但会降低合金韧性。这是由于网篮组织中细长的针片状α相能够大大增加裂纹扩展阻力,增大裂纹扩展路径曲折程度,从而提高合金的韧性。而BASCA热处理组织中大片层α相具有一定的方向性,裂纹只有在穿过不同β晶粒的大片层α相时才会发生偏转;且裂纹扩展主要发生在超细针状α相中,而超细针状α相尺寸过于细小,不能阻碍裂纹的发展或使裂纹偏转,因此经BASCA热处理后合金的韧性变差。

关键词：激光熔覆成形 Ti-5321合金多重热处理断裂韧性

模具角度对聚变用Bi-2212线材加工的影响

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发电技术 2024年

作者：焦高峰郝清滨徐晓燕刘国庆刘学谦贾佳林张胜楠西北有色金属研究院

【目的】探讨不同模具角度对聚变用高性能Bi2Sr2CaCu2Ox（Bi-2212）高温超导线材芯丝结构及超导性能的影响。【方法】采用粉末装管法制备了多根Bi-2212线材，并使用半模角分别为3°、7°和14°的合金拉丝模具对这些线材进行加工。实验... 详细信息

【目的】探讨不同模具角度对聚变用高性能Bi2Sr2CaCu2Ox（Bi-2212）高温超导线材芯丝结构及超导性能的影响。【方法】采用粉末装管法制备了多根Bi-2212线材，并使用半模角分别为3°、7°和14°的合金拉丝模具对这些线材进行加工。实验过程中，对线材的微观结构、粉末硬度及超导物理性能进行了系统研究。【结果】采用较小模角加工的线材展现出更高的载流性能，特别是模角为3°的样品，其载流性能是模角为14°样品的1.56倍。大模角（14°）加工的线材出现芯丝断裂和银层破裂现象，导致性能下降，而小模角线材则能保持结构完整性。此外，模具角度的选择对线材的Ag/超导界面光滑度有显著影响，小模角线材的界面光滑度更优，进一步影响了超导芯丝的织构和线材的载流性能。【结论】较小的半模角度有助于保持多芯Bi-2212线材芯丝的结构完整性，并通过改善织构来提高线材的载流性能。这一研究为制备高性能Bi-2212线材提供了重要的工艺指导。

关键词：核聚变高温超导材料 Bi-2212线材模具角度

纳米晶Al_(x)CrCoNi高熵合金薄膜的组织结构及耐腐蚀性能

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材料热处理学报 2024年第3期45卷 63-71页

作者：孙朔张文薛建嵘高选乔王晖林小辉西北有色金属研究院陕西西安710016

选用高纯Al靶和CrCoNi靶,采用磁控溅射共沉积的方法制备了不同Al含量的Al_(x)CrCoNi(x=0.08、0.3和0.7)高熵合金薄膜。对薄膜的表面形貌、成分及内部微观结构进行了表征,并采用纳米压痕及电化学测试分析了薄膜的力学性能和腐蚀性能。结... 详细信息

选用高纯Al靶和CrCoNi靶,采用磁控溅射共沉积的方法制备了不同Al含量的Al_(x)CrCoNi(x=0.08、0.3和0.7)高熵合金薄膜。对薄膜的表面形貌、成分及内部微观结构进行了表征,并采用纳米压痕及电化学测试分析了薄膜的力学性能和腐蚀性能。结果表明:Al_(x)CrCoNi薄膜均表现出较好的均匀性和致密性,且随着Al含量的增加,薄膜的微观结构由纳米晶结构逐渐转变成纳米晶和非晶混合的双相结构;在相同的纳米压痕测试条件下,Al-0.3薄膜的硬度值最高。电化学测试结果表明,Al-0.7薄膜的腐蚀电流密度最低,拟合电路的总电阻最高,表现出较为优异的耐腐蚀性能。理论分析可知,一定体积分数的非晶可以有效提高薄膜的硬度,且非晶的存在可以有效阻碍腐蚀离子的扩散,因此显著改善薄膜的耐腐蚀性能。

关键词：高熵合金组织结构力学性能耐腐蚀性

射频超导腔用高纯铌板的力学性能与微观组织演变

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中国有色金属学报 2024年第9期34卷 3024-3036页

作者：成佳鹏任军帅高婷宋健西北有色金属研究院稀有金属材料公司西安710016

射频超导加速是现代粒子加速器的关键技术,高纯铌板主要用于制造射频超导腔直线加速器用谐振腔,其性能与组织将直接影响射频超导腔的加工难度与腔体质量。本文对高纯铌板进行不同方式轧制变形,并对其进行热处理,随后测试其力学性能,结... 详细信息

射频超导加速是现代粒子加速器的关键技术,高纯铌板主要用于制造射频超导腔直线加速器用谐振腔,其性能与组织将直接影响射频超导腔的加工难度与腔体质量。本文对高纯铌板进行不同方式轧制变形,并对其进行热处理,随后测试其力学性能,结合高纯铌板的微观组织以及织构与断口形貌分析,研究高纯铌板在不同轧制变形下的力学性能与微观组织演变。结果表明:高纯铌材在轧制变形中,晶面择优由{111}向{100}转动,晶向择优依据变形方式的不同由〈112〉分别转为〈100〉与〈110〉,晶面或晶向的择优转变会影响高纯铌板的再结晶方式产生。在拉应力载荷下,轧制方式可改变高纯铌板的Schmid因子分布与断裂行为;经不同的轧制变形时,高纯铌板可产生微孔聚集型断裂、滑移剪切型断裂及混合型断裂。

关键词：射频超导腔高纯铌力学性能织构断裂行为

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不锈钢纤维多孔材料及其复合结构的隔声性能

稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1444-1448页

作者：敖庆波王建忠马军吴琛西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

本研究以8μm不锈钢纤维毛毡为原料,利用体积称重法和高温烧结工艺制备出具有不同孔隙率、平均孔径和厚度的不锈钢纤维多孔材料。通过结构优化设计了正梯度结构、反梯度结构和薄膜复合结构,对3种结构进行了隔声性能的测试,分别研究了3... 详细信息

本研究以8μm不锈钢纤维毛毡为原料,利用体积称重法和高温烧结工艺制备出具有不同孔隙率、平均孔径和厚度的不锈钢纤维多孔材料。通过结构优化设计了正梯度结构、反梯度结构和薄膜复合结构,对3种结构进行了隔声性能的测试,分别研究了3种结构的隔声特性。隔声结果表明,不锈钢纤维多孔材料具有一定的隔声性能,厚度为20 mm,孔隙率为85%,在50~6400 Hz频率范围内,不锈钢纤维多孔材料的平均隔声量为18.91 dB;其孔隙率越低,平均孔径越小,厚度越厚,材料的隔声性能越好;设计的正梯度和反梯度结构的隔声性能比单层不锈钢纤维多孔材料的隔声性能差;添加金属薄膜的不锈钢纤维多孔复合材料在中高频处的隔声性能有很大提高,厚度为20mm,平均隔声量达27.86 dB,最高处提高16.96 dB。

关键词：金属纤维多孔材料隔声性能薄膜材料结构优化

Ti基Ru-Ir-Ti电极在稀氯化钠溶液中的电解失效行为

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材料导报 2024年第13期38卷 168-172页

作者：杨瑞锋贾波郭敏武晨航李金岳郝小军冯庆西安泰金工业电化学技术有限公司西安710021 西北有色金属研究院西安710016

金属钛电极具有高催化活性、高耐久性能、易加工生产等优点,可应用于氯碱工业、饮用水消毒、循环冷却水处理等方面,在许多领域拥有广阔的发展前景。然而,其失效机理大多在硫酸溶液中进行,不能真实反映电极在氯化钠环境下工作的实际状况... 详细信息

金属钛电极具有高催化活性、高耐久性能、易加工生产等优点,可应用于氯碱工业、饮用水消毒、循环冷却水处理等方面,在许多领域拥有广阔的发展前景。然而,其失效机理大多在硫酸溶液中进行,不能真实反映电极在氯化钠环境下工作的实际状况。鉴于此,本工作采用电化学与表面物理方法对Ru-Ir-Ti电极在稀氯化钠溶液中的加速电解过程进行了研究。对加速电解不同阶段的研究表明:电极的失效是一个渐变过程,电解前期,涂层表面钌的溶解速率较快,之后电极呈现均匀腐蚀,活性物质Ru、Ir逐渐减少。涂层在表面和内部的电解消耗导致涂层疏松、结构被破坏,当活性物质减少到临界点时,起导电性的电催化活性物质缺失,反应进行缓慢,槽电压升高,这是电极失效的主要原因,研究过程尚未发现电极基底发生钝化现象。同时研究表明,电解产生的次氯酸钠不会对电极性能造成影响。

关键词：钛电极氯化钠溶液失效机理均匀腐蚀电极失效次氯酸钠