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连接温度对W/Ni/Kovar真空扩散连接接头界面结构及结合强度的影响

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材料导报 2024年第4期38卷 139-144页

作者：仵金玲刘思雨张彪魏智磊史忠旗西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

以Ni箔为中间层材料,采用真空扩散连接方法进行W与Kovar合金的连接,研究了连接温度对W/Ni/Kovar接头界面结构和剪切强度的影响。结果表明:在520~1000℃范围内,利用真空扩散连接工艺均可成功制备出W/Ni/Kovar接头样品。随着连接温度的升... 详细信息

以Ni箔为中间层材料,采用真空扩散连接方法进行W与Kovar合金的连接,研究了连接温度对W/Ni/Kovar接头界面结构和剪切强度的影响。结果表明:在520~1000℃范围内,利用真空扩散连接工艺均可成功制备出W/Ni/Kovar接头样品。随着连接温度的升高,Kovar/Ni界面与Ni/W界面的扩散层厚度逐渐增加,而接头剪切强度呈先上升后下降的趋势。当连接温度为800℃时,样品的接头剪切强度高达182 MPa,此时主要发生W块体的剪切断裂。

关键词：真空扩散焊剪切强度钨 Kovar合金中间层

事故容错锆包壳表面FeCrAl合金涂层的研究进展

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材料导报 2024年第12期38卷 200-210页

作者：王亚恒左家栋王亚强张金钰吴凯刘刚孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

日本福岛核事故暴露出了核燃料包壳锆合金在失水事故工况下的致命缺陷,即锆水反应,同时也引发了高安全事故容错燃料(ATF)包壳材料的研究热点。表面涂层技术是一种有效提升现役锆合金包壳事故容错能力的重要途径,其中FeCrAl合金涂层由于... 详细信息

日本福岛核事故暴露出了核燃料包壳锆合金在失水事故工况下的致命缺陷,即锆水反应,同时也引发了高安全事故容错燃料(ATF)包壳材料的研究热点。表面涂层技术是一种有效提升现役锆合金包壳事故容错能力的重要途径,其中FeCrAl合金涂层由于具有优异的抗高温氧化性能和高温力学性能,是极具发展潜力的ATF包壳涂层候选材料之一。本文主要综述了FeCrAl合金涂层的制备工艺、成分组织、服役性能(力学、氧化、腐蚀、辐照)及失效机制,并对锆合金包壳/FeCrAl涂层体系在工程应用中存在的问题和未来的发展方向进行了分析与展望。

关键词：锆合金包壳表面技术 FeCrAl涂层微观组织服役性能失效机制

高速低温喷涂气固作用行为及喷涂系统研究进展

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中国表面工程 2024年第2期37卷 101-114页

作者：马式跃刘梅军杨冠军李长久西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

高速低温喷涂是利用固相或含固相的低温粉末在高速度、高动能作用下碰撞基体表面沉积的喷涂方法,具有氧化轻微、结合牢固、组织致密、综合力学性能优异等潜在优势,在高性能金属或金属基复合材料涂层制备、增材制造和零件损伤修复等领域... 详细信息

高速低温喷涂是利用固相或含固相的低温粉末在高速度、高动能作用下碰撞基体表面沉积的喷涂方法,具有氧化轻微、结合牢固、组织致密、综合力学性能优异等潜在优势,在高性能金属或金属基复合材料涂层制备、增材制造和零件损伤修复等领域获得广泛关注。以粉末低温高速碰撞沉积过程为主线,凝练现有冷喷涂和低温超音速火焰喷涂两种具体工艺的共性特征,阐明喷涂气流与粉末颗粒的气固两相交互作用规律,分析出合理调控颗粒温度和速度是改善沉积体性能的关键。其次分析高速低温喷涂设备系统的构成,详细讨论各核心部件的结构设计策略及对气固流动行为的影响,总结出通过调整工艺参数与喷枪结构,可以实现颗粒温度和速度的按需控制。最后,对高速低温喷涂工艺及设备系统发展目前尚存的关键问题进行展望。总结如何通过喷涂参数与装置设计,最终达成调控沉积体性能的目的,有助于深入理解高速低温喷涂的沉积机理,对研制高性能的喷涂设备系统具有参考意义。

关键词：高速低温喷涂固相冷喷涂低温超音速火焰喷涂设备系统

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压气机整体叶盘修复再制造的研究进展

航空材料学报 2024年第3期44卷 65-81页

作者：张高刘梅军韩嘉琪刘宏杨冠军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

压气机整体叶盘的应用,是高性能发动机的典型技术之一,但整体叶盘接触包含各种固体物的高速气流,频繁出现多种不同形式的结构损伤和性能衰退,严重制约发动机高性能、高可靠和长寿命运行。基于深度维修的整体叶盘再制造技术,是解决上述... 详细信息

压气机整体叶盘的应用,是高性能发动机的典型技术之一,但整体叶盘接触包含各种固体物的高速气流,频繁出现多种不同形式的结构损伤和性能衰退,严重制约发动机高性能、高可靠和长寿命运行。基于深度维修的整体叶盘再制造技术,是解决上述难题的有效途径。本文针对压气机整体叶盘修复再制造过程中的共性基础问题,总结国内外整体叶盘修复再制造的历史沿革和技术发展,根据整体叶盘几何结构损伤形式和服役损伤形式,从损伤可修复评估与设计、熔焊修复技术、压力焊修复技术、钎焊及激光增材修复及技术、表面加工及优/强化技术等五个部分进行系统阐述,并探讨整体叶盘修复再制造中评估设计、技术发展和深度修复等重要问题,旨在推动整体叶盘再制造技术快速发展和应用。

关键词：压气机整体叶盘修复再制造

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2023年新型光电半导体材料热点回眸

科技导报 2024年第1期42卷 188-203页

作者：马伟凡群平刘宇航闫晗周科王艺林赵超毕召召吴强王炳俊白海瑞西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

第三代光电半导体具有可溶液低成本加工，透明轻薄，柔韧性好，可大面积成膜以及具有光电响应和离子传输能力等独特优势。聚焦此类半导体材料所制备的器件，回顾了有机光伏以及有机/无机杂化钙钛矿光伏的最新进展，探讨了其在柔性自供... 详细信息

第三代光电半导体具有可溶液低成本加工，透明轻薄，柔韧性好，可大面积成膜以及具有光电响应和离子传输能力等独特优势。聚焦此类半导体材料所制备的器件，回顾了有机光伏以及有机/无机杂化钙钛矿光伏的最新进展，探讨了其在柔性自供电、建筑光伏一体化等应用场景下的显著优势，讨论了第三代发光器件在材料选择和结构设计等方面的发展及其在照明和显示领域的应用前景；盘点了第三代半导体材料在人工光电突触方面的最新进展，主要聚焦于新机理、新器件结构、新功能，同时介绍了人工突触器件在感存算一体芯片、神经网络、智能仿生器件方面的最新应用。凝练了该领域所面临的重点科学问题，并展望了未来的科研及应用趋势。

关键词：第三代光电半导体有机光伏钙钛矿光伏第三代发光器件人工光电突触

梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展

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材料导报 2024年第15期38卷 13-24页

作者：高瑞泽王亚强张金钰杨红艳刘刚孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213

金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金... 详细信息

金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展,首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理,并总结了其优点与局限性;其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释,论述了梯度结构金属材料的服役性能特点,包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能,提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略;最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。

关键词：梯度结构金属材料微观组织制备方法力学性能疲劳性能腐蚀性能

添加WC颗粒对镁合金表面等离子喷涂Al基涂层耐腐蚀和耐磨损性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2275-2288页

作者： Haroon RASHID 雒晓涛董昕远张黎李长久西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室西安710049

常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(>... 详细信息

常规热喷涂工艺制备的金属涂层内的粒子界面弱结合导致其不能为基材提供长效的腐蚀防护,因此,采用大气等离子喷涂,实现粒子间的冶金结合,制备高致密Al-15%WC(体积分数)复合涂层。结果表明,由于WC颗粒中C元素的去氯效应,以及超高温熔滴(>1800℃)间的自冶金结合,在最优等离子喷涂条件下制备出无氧化物杂质的涂层。涂层的致密结构使其表现出优异耐腐蚀性能,其腐蚀电流密度比镁合金基体降低4个数量级,比纯铝块材降低2个数量级。WC硬质颗粒的添加使Al-WC复合涂层的耐磨损性能相较纯Al块材提高1个数量级。

关键词：大气等离子喷涂 Al-WC涂层自冶金结合去氧效应耐腐蚀性耐磨性

基于冷烧结技术的陶瓷-聚合物复合材料研究进展

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航空制造技术 2024年第4期67卷 46-57页

作者：郭靖邰晓倩司明明西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

传统的陶瓷烧结一般需要1000℃以上的高温,烧结周期长、能耗高。高温会对界面控制、物相稳定、材料共烧等产生不利影响,因此,很难以聚合物为填料实现陶瓷-聚合物复合材料的共烧。冷烧结技术通过引入中间液相溶解-沉淀过程,实现了在≤30... 详细信息

传统的陶瓷烧结一般需要1000℃以上的高温,烧结周期长、能耗高。高温会对界面控制、物相稳定、材料共烧等产生不利影响,因此,很难以聚合物为填料实现陶瓷-聚合物复合材料的共烧。冷烧结技术通过引入中间液相溶解-沉淀过程,实现了在≤300℃时陶瓷的快速致密化,有效解决了陶瓷与聚合物的共烧问题。从冷烧结技术的发展概况出发,介绍了冷烧结工艺及致密化机制,详细阐述了冷烧结技术在陶瓷-聚合物复合材料中的应用及发展情况,包括微波介质材料、铁电材料、锂离子电池、压敏材料、半导体材料和热电材料,并分析了冷烧结技术目前待解决的问题,对冷烧结技术的未来发展做出展望。

关键词：冷烧结陶瓷聚合物复合材料共烧

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核结构材料用多主元合金辐照损伤的研究进展