2017年, 第27卷, 第06期　刊出日期：2017-12-10

  

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  世界金属注射成形发展现状

  张志恒

  . 2017, 27(06): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170130

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  介绍了金属注射成形（MIM）在全球（包括北美、欧洲、日本、中国以及亚洲其他国家和地区）近年来的发展状况及应用领域；阐述了MIM作为新兴零件制造业较高的发展速度和旺盛的发展势头；并预测随着MIM行业在材料和工艺等方面的技术进步和人们对MIM产品认可度的提高，MIM产业有着良好的发展前景。
研究与开发
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  碳/氮源对碳热还原（Ti，W）（C，N，B）固溶体粉末合成的影响

  张正权，金永中，杨 林，明月星，姜 伦

  . 2017, 27(06): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160090

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  采用“前驱体＋碳热还原”的方法，利用XRD、SEM研究了不同碳源和氮源对合成（Ti，W）（C，N，B）固溶体粉末的物相组成和微观形貌的影响。结果表明：以木糖和氮气分别作为碳源和氮源，能在1 200 ℃下合成相成分单一的纳米晶（Ti，W）（C，N，B）固溶体粉末，且操作工艺简单、易控；选用炭黑和大分子量的酚醛树脂作为碳源，尿素作为氮源时，碳热还原反应和固溶反应难以充分进行，反应产物存在大量钛氧化物的中间相（如Ti3O5、Ti2O3等）和单质W等杂质相。
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  纳米级氮化钒最佳纳米化尺度的计算研究

  田 键，周 昱，叶 斌，潘皇宇，黄志林

  . 2017, 27(06): 13-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160092

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  为了研究纳米氮化钒添加到钢中的性能优势，通过有关纳米级氮化钒颗粒所含的晶胞数、原子数以及表面原子数的计算，得到相关纳米氮化钒结构参数的表征，并结合纳米微粒的特性对纳米氮化钒的最佳纳米化尺度进行模拟计算。结果表明，纳米级氮化钒的最佳纳米化尺度为200 nm，此时颗粒内的总原子数和平行于（001）面原子数达到平衡。
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  固相反应法制备镝铕共掺硅酸盐荧光粉材料及其应用研究

  张慧娟

  . 2017, 27(06): 18-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170049

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  采用固相反应法制备了镝铕共掺硅酸盐（Ca2MgSi2O7∶Eu， Dy）长余辉荧光粉材料，并制备成荧光涂料，研究其应用特性。通过X射线衍射、荧光光谱、余辉衰减对材料的晶型及发光特性进行了研究。结果表明，荧光粉的晶体结构没有随着稀土离子的掺入而发生变化，在382 nm处荧光粉存在最强激发峰，发射光谱最强发射峰为531 nm，余辉时间长达15 h。随着涂料中荧光粉掺入浓度的提高，涂料涂层的荧光强度、黏度和固化后硬度明显增强，吸水率显著下降。基于Ca2MgSi2O7∶Eu， Dy材料所制备的荧光涂料具有余辉时间长、耐候性优等特点，在荧光涂料领域具有一定的应用潜力。
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  PCL微/纳米纤维弹性性能在弯曲实验中的尺度效应研究

  原 波，丘永亮，何显运，徐勇军

  . 2017, 27(06): 22-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170087

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  介绍了一种聚乙内酯（PCL）微/纳米纤维在弯曲实验中弹性性能的尺度效应模型。该模型是基于非局部理论的一种考虑非局部效应的微尺度模型，通过该模型可以计算出纤维材料的弹性性能在弯曲变形中的两种尺度效应：一种跟纤维的直径相关（D-SD），另外一种跟纤维的长度相关（L-SD）。采用原子力显微镜对PCL微/纳米纤维进行测试，对比PCL微/纳米纤维的三点弯曲实验数据与理论模型的计算结果，说明该模型可以解释纤维弹性性能的尺度效应，并且也适用于其他高分子纤维材料的微尺度弹性力学性能分析。
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  316L不锈钢粉末微注射成形的烧结过程有限元模拟研究

  孔祥吉，刘 超，况春江，顾 虎，王 凡

  . 2017, 27(06): 27-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170078

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  金属粉末微注射成形技术（Micro MIM）在大规模生产微型产品领域有其特有的优势。将316L不锈钢细颗粒粉末进行混料、脱粘和烧结后制备了微型工件，对烧结过程进行数学建模得出注射料的本构方程，并对剪切黏稠度、体黏稠度、烧结应力等参数进行标定，实现了对316L不锈钢粉末烧结过程中的收缩率、相对密度等的有限元模拟，模拟结果与实验数据吻合良好。
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  蒙乃尔多孔板的力学性能研究

  葛 渊，谈 萍，李增峰，王建永，汪强兵，杨保军

  . 2017, 27(06): 34-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170040

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  多孔板是流化床布气元件的关键部件。工作中受流动气体和物料的作用，在多孔板上产生一定的压力、拉力和剪切力，因此要求多孔板具有优良的力学性能。采用粉末冶金法制备蒙乃尔多孔板，测定其不同部位的压缩和剪切性能。结果表明：多孔板边部压缩屈服强度可达143 MPa，弹性模量可达18.1 GPa；中心部位压缩屈服强度可达67 MPa，弹性模量可达8.2 GPa；弹性应变区间可达到3.0%；边部剪切强度可达153 MPa，中心为87 MPa。
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  Al（NO3）3对白云石烧结性能和抗水化性能的影响

  张汪年，邓 宁

  . 2017, 27(06): 39-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160125

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  在天然白云石中添加不同比例的Al（NO3）3，采用二步煅烧法制备镁钙砂，研究Al（NO3）3添加量对白云石烧结性能和抗水化性能的影响。结果表明，在1 600 ℃保温3 h，没有添加Al（NO3）3时，镁钙砂试样的烧结密度为3.17 g/cm3，显气孔率为4.9%，抗水化增重率为3.1%，粉化率为20.1%，MgO的晶粒尺寸为2.92 μm；添加Al（NO3）3后，由于Al（NO3）3在高温分解产生Al2O3， Al2O3在高温下会和CaO发生反应，生成3CaO2·Al2O3，在高温下形成液相，促进试样烧结，当添加0.30% Al（NO3）3（质量分数）时，试样的烧结密度为3.24 g/cm3，显气孔率为3.8%，抗水化增重率为2.0%，粉化率为15.6%，MgO的晶粒尺寸为3.48 μm。
评述与进展
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  航空航天用高品质3D打印金属粉末的研究与应用

  韩寿波，张义文，田象军，刘明东，贾 建，

  . 2017, 27(06): 44-51.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170100

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  作为金属3D打印的主要耗材，金属粉末对打印产品的质量有着至关重要的影响，航空航天、国防、医疗等领域精密复杂零件的3D打印对粉末性能，如粒度、形貌和纯净度等有着较高的要求。研究并介绍了航空航天领域3D打印用高品质镍基、钴基合金及钛合金等金属粉末的基本要求及主要制粉工艺；对两种常用的高质量金属粉末制备工艺真空感应熔炼氩气雾化法（VIGA）和等离子旋转电极法（PREP）进行了比较，指出VIGA法细粉收得率高，但存在空心粉和卫星粉；PREP粉球形度高、表面光洁、粉末粒度分布窄、流动性好、陶瓷夹杂少，在金属3D打印领域具有独特的优势。为进一步提高PREP粉的质量，应开发更新一代等离子旋转电极雾化制粉技术及装备，提高细粉收得率和生产效率。
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  SPS技术在粉末冶金材料中的应用现状

  刘春荣，刘胜林，张唯玮，董佑邦，杨晶晶

  . 2017, 27(06): 52-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170107

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  放电等离子烧结（SPS）技术作为一种新型粉末固化成形技术，因其升温速度快、烧结时间短、烧结材料的致密度高等优点而引起了广泛关注。重点概述了放电等离子烧结技术的应用领域，分析其发展过程中面临的问题，展望了其未来发展趋势。
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  烧结Nd-Fe-B的力学性能研究进展

  程星华，周 磊，李 建，刘 涛，喻晓军，李 波

  . 2017, 27(06): 57-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160091

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  烧结Nd-Fe-B磁体属于脆性材料，力学性能是其综合性能的一个重要指标。磁体力学性能及加工性能的好坏，直接影响其服役可靠性和生产企业的制造成本。国防、航空等应用领域对磁体的抗冲击过载性能提出了很高的要求。分析了烧结Nd-Fe-B磁体的力学特性特征，重点介绍了改善力学性能研究所取得的成果，并展望了其未来的发展方向。
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  高熵合金的研究现状和应用前景

  刘丘林，刘允中，王艳群

  . 2017, 27(06): 64-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160115

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  综述了高熵合金的制备方法、特性及其应用前景。高熵合金是近年发展起来的新型合金，通常包含5种以上的主要元素，各主元的原子分数在5%～35%之间，其组织和性能在许多方面有别于传统合金。随着对高熵合金研究的深入，其应用会越来越广，对各行各业的影响也会越来越大。
革新与交流
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  地铁受电弓用自润滑材料研究

  谢健全，张彦林

  . 2017, 27(06): 70-74.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170025

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  采用粉末冶金技术制备了Cu-Sn-Ni-C自润滑衬套，烧结温度800 ℃、保温时间为80 min时，材料密度为6.70 g/cm3，硬度为375 HB，压溃强度为175 MPa，含油率为18.1%（质量分数）；将Cu-Sn-Ni-C衬套材料在地铁受电弓上进行装机实验，经5万km运行考核，自润滑衬套内孔除少量磨损外，无碎裂和异常现象，完全满足地铁受电弓的使用要求。