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高强钢中亚稳奥氏体对断裂韧性影响的研究进展

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金属学报 2025年第1期61卷 77-87页

作者：唐景韬姚英杰张游游吴文华李宇博陈浩杨志刚清华大学材料学院教育部先进材料重点实验室北京100084

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下,迫切需要进一步提升其断裂韧性,... 详细信息

超高强度钢中亚稳奥氏体调控是协同提升其强塑性的重要策略。亚稳奥氏体在拉伸变形过程中能够通过形变诱发马氏体相变来延迟颈缩并增强材料的加工硬化能力。在超高强度钢部件轻量化及载荷复杂化的趋势下,迫切需要进一步提升其断裂韧性,在保证强塑性的基础上,如何利用亚稳奥氏体相增韧是当前研究的重点之一。亚稳奥氏体可以通过相变过程及与裂纹的相互作用导致裂纹的偏转/钝化,来提高材料断裂韧性,但相变产生的新鲜马氏体具有本征脆性,同时微观结构中复杂的力学配分行为改变了裂纹尖端的应力状态,导致相变增韧效应的减弱甚至材料的脆化。本文综述了亚稳奥氏体对高强钢断裂韧性影响的研究进展,总结了其增韧及脆化机制,并展望了未来面向协同强韧化的亚稳奥氏体设计及理论研究。

关键词：亚稳奥氏体断裂韧性相变

Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料的蠕变性能及损伤机理

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陶瓷学报 2025年第1期46卷 129-138页

作者：王亮聂飞晴肖鹏曲士昱何玉怀许巍中国航发北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室先进高温结构材料重点实验室北京100095

Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料因其出色的耐高温、抗氧化等特性在航空发动机领域得到了广泛应用。这种材料能够在极端高温环境中保持稳定的性能,对于确保发动机的安全和可靠性至关重要。本文对Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)复合材料... 详细信息

Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料因其出色的耐高温、抗氧化等特性在航空发动机领域得到了广泛应用。这种材料能够在极端高温环境中保持稳定的性能,对于确保发动机的安全和可靠性至关重要。本文对Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)复合材料在1000℃~1200℃下的拉伸蠕变性能,并通过扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜以及纳米压痕等实验方法对试样在不同温度、应力下的断口形貌进行表征。结果表明,随着温度的升高,Al_(2)O_(3)纤维晶粒逐渐长大,强度明显下降,从而导致了复合材料的蠕变抗力显著下降。当蠕变温度为1200℃时,复合材料的蠕变速率较1100℃高了两个数量级,断裂时间大幅缩短,观察试样断口发现,在1100℃的蠕变实验中,纤维拔出长度较长,并未出现明显的基体裂纹。这表明基体与纤维界面结合较好,基体开裂受到抑制,基体和纤维共同分担载荷;而在1200℃,纤维拔出长度较短,强度下降速度更快,蠕变寿命缩短。

关键词： Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料蠕变性能蠕变损伤

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第三代单晶高温合金DD9显微组织薄壁效应

材料工程 2025年第1期53卷 55-64页

作者：杨万鹏李嘉荣刘世忠赵金乾王效光杨亮王锐陈巧中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸... 详细信息

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸相同时,DD9单晶涡轮叶片的铸态一次枝晶间距、γ′相尺寸及铸态与热处理态试样枝晶偏析均大于精铸薄壁试样;完全热处理后,截面尺寸相同的单晶涡轮叶片与精铸薄壁试样的γ′相尺寸相近。随截面尺寸减小,DD9合金薄壁试样铸态一次枝晶间距、铸态与热处理态γ′相尺寸及枝晶偏析均呈减小趋势。

关键词：第三代单晶高温合金 DD9 涡轮叶片截面尺寸薄壁效应

浇注温度对DD419单晶高温合金组织及持久性能的影响

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航空材料学报 2025年第1期45卷 70-79页

作者：张辉丁强刘纪德东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 中国科学院金属研究所高温合金部沈阳110016

研究不同浇注温度的DD419单晶高温合金在850℃/650 MPa、1050℃/190 MPa、1100℃/130 MPa下的持久性能,并采用SEM、EDS和TEM分析不同浇注温度下的组织形态和成分偏析,研究其对持久性能的影响。结果表明:浇注温度降低,合金一次枝晶间距增... 详细信息

研究不同浇注温度的DD419单晶高温合金在850℃/650 MPa、1050℃/190 MPa、1100℃/130 MPa下的持久性能,并采用SEM、EDS和TEM分析不同浇注温度下的组织形态和成分偏析,研究其对持久性能的影响。结果表明:浇注温度降低,合金一次枝晶间距增大,共晶含量和显微孔洞增多,同时γ′相尺寸减小。在高温低应力(1100℃/130 MPa)下持久性能受γ′相尺寸的影响大于显微孔洞和残余共晶含量,细小弥散的γ′相有利于合金的持久性能,因此1500℃浇注的合金持久性能最佳。中温高应力下γ′相被大量位错切割,弥散的γ′相更利于位错塞积。同时不同浇注温度下的合金均保持了良好的伸长率,但随着浇注温度的降低,3种测试条件下的断面收缩率下降。浇注温度对合金的断口形貌影响不大,850℃/650 MPa持久断口附近的γ′相依旧保持立方形态,断裂机制为混合断裂,其他条件下γ′相均发生了筏化,断裂机制均为微孔聚集型断裂。

关键词： DD419 浇注温度持久性能显微孔洞断裂机制

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用于癌症治疗的mRNA疫苗递送策略

科学通报 2025年第1期70卷 27-43页

作者：张华桂张皓渊徐柏龙刘惠玉北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029

mRNA癌症疫苗是一种新兴的癌症免疫治疗工具,通过递送编码肿瘤特异性抗原的mRNA来激活患者的抗肿瘤免疫应答,展示出较传统疗法更高的疗效和更低的毒性.然而,其临床应用的关键在于靶向递送系统的设计,这不仅能提高治疗效果,还能实现个体... 详细信息

mRNA癌症疫苗是一种新兴的癌症免疫治疗工具,通过递送编码肿瘤特异性抗原的mRNA来激活患者的抗肿瘤免疫应答,展示出较传统疗法更高的疗效和更低的毒性.然而,其临床应用的关键在于靶向递送系统的设计,这不仅能提高治疗效果,还能实现个体化精准治疗.本综述系统评述了mRNA癌症疫苗的靶向递送策略,涵盖基于生物源性、有机、无机及杂化纳米材料的多样化载体设计,分析了各类递送系统的优缺点,探讨了不同给药途径对靶向效果的影响,以及mRNA控释策略在提高靶向性中的作用.此外,本文还阐述了mRNA癌症疫苗的作用机制和发展现状,剖析了靶向递送面临的挑战,并展望了其临床转化前景.通过审视靶向策略的设计和应用,本综述旨在为mRNA癌症疫苗的进一步发展提供参考.

关键词：癌症 mRNA疫苗纳米粒子药物递送代谢

渗铝涂层对DD6单晶高温合金疲劳性能的影响

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材料工程 2025年第1期53卷 65-71页

作者：董建民李嘉荣甄真许振华中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护重点实验室北京100095

为研究渗铝涂层对DD6合金表面完整性和旋转弯曲高周疲劳性能的影响,采用化学气相沉积(CVD)方法在标准热处理的DD6合金疲劳试样上渗铝,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了渗铝涂层后DD6合金试样横截面组织形貌及元素分布情况,然后分... 详细信息

为研究渗铝涂层对DD6合金表面完整性和旋转弯曲高周疲劳性能的影响,采用化学气相沉积(CVD)方法在标准热处理的DD6合金疲劳试样上渗铝,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了渗铝涂层后DD6合金试样横截面组织形貌及元素分布情况,然后分别测试未涂层和涂层后试样760℃与980℃的旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明:渗铝涂层后试样表层区域主要分为内外两层,外层主要由β-NiAl相组成,内层为扩散层,含有较多固溶强化元素。渗铝涂层会略微降低合金760℃和980℃的旋转弯曲高周疲劳性能,但对高应力幅区的疲劳寿命影响较大,对低应力幅区的疲劳寿命影响较小。表面粗糙度差异、氧化损伤和元素互扩散等因素耦合作用是导致未涂层和涂层试样疲劳寿命差异的本质原因。

关键词： DD6 渗铝涂层疲劳单晶高温合金

选区激光熔化成形Al-Si-Fe-Mn-Ni合金的高温蠕变行为

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金属学报 2025年第1期61卷 154-164页

作者：韩英吴雨航赵春禄张靖实李振民冉旭长春工业大学材料科学与工程学院先进结构材料教育部重点实验室长春130012 北京宝航新材料有限公司北京101300

高温蠕变性能是评价耐热铝合金材料性能的关键指标,是衡量其在高温环境中能否长期稳定应用的重要依据。本工作采用选区激光熔化技术制备了一种新型Al-9Si-3Fe-2Mn-Ni(质量分数,%)合金。通过单轴拉伸蠕变实验研究了该合金在变形温度300~... 详细信息

高温蠕变性能是评价耐热铝合金材料性能的关键指标,是衡量其在高温环境中能否长期稳定应用的重要依据。本工作采用选区激光熔化技术制备了一种新型Al-9Si-3Fe-2Mn-Ni(质量分数,%)合金。通过单轴拉伸蠕变实验研究了该合金在变形温度300~400℃和加载应力33~132 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,合金在实验条件下具有良好的蠕变性能。应力指数在6.4~13.6之间,并随温度的升高而降低,蠕变变形过程受位错蠕变机制控制。在低于350℃时,合金内连续的Al-Si共晶网络通过载荷传递行为降低总应力水平,大体积分数的金属间化合物(IMC)通过Orowan机制进行强化。随着温度的升高,Al-Si共晶组织发生破碎和溶解,IMC和分散Si相起主要强化作用。较高的加载应力可增加合金内的位错滑移系,加剧位错与析出相的相互作用,促进合金失稳与变形,从而降低蠕变寿命。

关键词：铝合金选区激光熔化蠕变行为位错组织演变

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航空发动机压气机钛火包容性评价及机理研究

材料工程 2025年第1期53卷 143-153页

作者：弭光宝孙若晨邱越海董富礼中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室北京100095 清华大学新材料国际研发中心北京100084

航空发动机压气机钛火燃烧产生的大量熔滴及其产物会造成钛合金机匣烧穿,并致使其非包容失效,危害巨大。基于钛合金熔滴烧蚀机理和激光点火技术探索压气机钛火包容性定量评价方法,建立以TC4钛合金机匣水平扩展、垂直滴落两种构型抗熔滴... 详细信息

航空发动机压气机钛火燃烧产生的大量熔滴及其产物会造成钛合金机匣烧穿,并致使其非包容失效,危害巨大。基于钛合金熔滴烧蚀机理和激光点火技术探索压气机钛火包容性定量评价方法,建立以TC4钛合金机匣水平扩展、垂直滴落两种构型抗熔滴烧穿能力为特征参数的测试与评价方法,实现了模拟气流环境下钛火扩散传播行为以及失效临界条件的实验验证。结果表明:在垂直滴落构型下,钛合金熔滴烧穿机匣的机理在于滴落接触界面处形成的局部高度热量集中;受传热机制影响,钛合金机匣基底原子动能急速升高,形成贯穿性液相区,最终造成烧穿,即钛火非包容失效;而在水平扩展构型下,熔滴在水平移动时会受到一定的反向气流作用等机制影响,削弱扩展效应。当熔滴在重力或离心力等作用下长期黏附于机匣模拟件表面时,释放的热量足以烧穿钛合金机匣,其临界厚度在1.5~2 mm之间。

关键词：钛合金机匣钛火包容性熔滴烧穿分子动力学航空发动机

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泡沫混凝土填充双箭头结构的准静态压缩性能

复合材料学报 2025年第1期42卷 403-414页

作者：周宏元郭春燕王小娟张宏北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081

为提高三明治结构的力学和能量吸收性能,提出一种泡沫混凝土填充双箭头结构。制作双箭头结构并填充不同强度的低密度泡沫混凝土,通过试验得到准静态压缩下填充泡沫混凝土双箭头结构的变形模式、力学性能和能量吸收性能,并使用经试验验... 详细信息

为提高三明治结构的力学和能量吸收性能,提出一种泡沫混凝土填充双箭头结构。制作双箭头结构并填充不同强度的低密度泡沫混凝土,通过试验得到准静态压缩下填充泡沫混凝土双箭头结构的变形模式、力学性能和能量吸收性能,并使用经试验验证的数值模型进一步分析了胞壁厚度与泡沫混凝土强度、胞元角度等重要因素对此填充结构压缩性能的影响。结果表明:双箭头结构可约束泡沫混凝土,双箭头结构和泡沫混凝土的合理匹配可有效利用两者间的相互作用,优化能量吸收性能。泡沫混凝土填充双箭头结构平均压缩强度的增量随填充泡沫混凝土强度的升高而升高,胞壁厚度为0.2 mm时,填充强度为0.46 MPa泡沫混凝土的结构比吸能最大;胞壁厚度为0.4 mm时,填充强度为1.02 MPa泡沫混凝土的结构比吸能最大。增加胞壁厚度可提高平均压缩强度的增量,提高比吸能。调整胞元角度,可实现对平均压缩强度增量和比吸能的调控。

关键词：泡沫混凝土双箭头结构负泊松比准静态压缩变形模式能量吸收