2018年, 第28卷, 第03期　刊出日期：2018-06-10

  

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  B掺杂金刚石电极的制备、特性及其表面改性技术

  徐燕军，柳学全，

  . 2018, 28(03): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170162

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  B掺杂金刚石（BDD）电极，由于具有优异的化学稳定性、宽的电势窗口、低背景电流及低吸附等特性，不仅在电化学领域引起高度重视，而且也在功能材料、分析化学、环境科学、生物医药及生命科学等领域得到广泛应用。介绍了BDD电极的制备及基本特性，并综述了其表面改性技术。
研究与开发
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  EIGA雾化法制备3D打印用Ti6Al4V合金粉末

  杨启云，吴文恒，张 亮，何贝贝，龙倩蕾，吴凯琦

  . 2018, 28(03): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170158

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  根据3D打印技术对金属粉末的特性要求，采用真空电极感应熔化气雾化法（EIGA）制备了Ti6Al4V合金粉末，研究了不同气雾化压力对粉末化学成分、粒径分布、颗粒形貌、流动性能的影响。结果表明：EIGA雾化法制备的Ti6Al4V合金粉末的氧增量小于0.02%（质量分数），雾化过程中会形成一部分“卫星球”，“空心粉”颗粒。随着雾化压力的升高，粉末的平均粒径逐渐减小，流动性能变差。根据3D打印技术对粉末性能的要求，雾化压力控制在3.2～3.6 MPa为宜。
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  选择性激光熔化7075合金组织和力学性能的研究

  谢琰军，杨怀超，王学兵，况春江，韩 伟

  . 2018, 28(03): 13-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170153

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  采用选择性激光熔化技术制备了7075铝合金，研究了激光扫描速度对7075铝合金组织和力学性能的影响。结果表明：采用选择性激光熔化技术制备的7075铝合金为单相固溶体，内部有明显的裂纹存在，减小激光扫描速度可以减少裂纹的数量，但由于增加了内应力会使得裂纹开裂程度增加；锌和镁由于蒸发温度较低烧损较多，样品中锌和镁的含量随激光扫描速度的降低而降低；由于裂纹的方向性，试样在[z]方向的力学性能较[x、][y]方向高；[z]方向的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率随激光扫描速度的降低而升高；[x、][y]方向的抗拉强度随激光扫描速度的降低而减小。
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  润滑剂对水雾化铁硅铬粉末温压特性的影响

  李伟健，李媛媛

  . 2018, 28(03): 19-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170169

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  以水雾化铁硅铬粉末为研究对象，在其中加入不同种类与含量的润滑剂进行温压成形，通过测试压坯的密度、绝缘阻抗等一系列物理性能，分析润滑剂对其性能的影响机理，以确定最优的润滑加入方式。结果表明，随着润滑剂加入量的增加，试样的压坯密度、磁导率、抗压强度均呈现出先增加后降低的趋势；压坯绝缘阻抗与品质因数则持续增加。润滑剂加入量为粉末质量的0.5%时，磁环性能最好。同时由于硬脂酸镁与EBS两种润滑剂性质不同，对磁环的性能贡献不同，具体表现为：当硬脂酸镁与EBS质量比为1∶3时，磁环具有最高的密度（5.23 g/cm3）、磁导率（29.0）与抗压强度（0.72 MPa）；但当硬脂酸镁与EBS质量比为3∶1时，磁环则表现出了更高的绝缘阻抗与品质因数。
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  压制压力对机械合金化Cu20Fe80合金微波烧结组织及性能的影响

  王 波，王 杨，董中奇，尹素花，付俊薇

  . 2018, 28(03): 24-28.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170004

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  采用机械合金化和冷压微波烧结法制备了Cu20Fe80合金，通过扫描电镜和X射线衍射仪分析其显微组织和相组成，并测定合金的致密度和硬度，研究了制备过程中合金组织的演变规律。结果表明：Cu20Fe80合金冷压压坯组织呈层片状；随压制压力的提高，Cu20Fe80合金压坯的致密程度逐渐提高，由疏松逐渐密实，成形性提高；微波烧结后显微组织呈现层片状，随压制压力的增加，晶界逐渐明显，孔隙减少，致密度增加，硬度提高。
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  热等静压法制备SiCp/Al复合材料的组织及性能研究

  李书志， 王铁军， 刘桂荣， 王 玲

  . 2018, 28(03): 29-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160131

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  采用热等静压法制备SiC颗粒增强铝基复合材料，研究其显微组织和力学性能，分析复合材料的断口形貌及断裂机制，测定了其热膨胀系数。结果表明：热等静压后，复合材料中的SiC颗粒会出现颗粒团聚，形成硬质的SiC骨架。对于20%SiCp/6061Al（体积分数）复合材料，其抗拉强度能达到304 MPa，而20%SiCp/2024Al（体积分数）的抗拉强度为276 MPa，两种复合材料的抗拉强度都达到或超过其他制备方法的水平。复合材料的断裂方式为基体的韧性断裂、SiC颗粒的解理断裂、SiC颗粒与基体的界面脱粘3种方式并存的混合断裂形式。对比复合材料热膨胀系数的实际测量值和Turner、Kerner模型理论值，Turner模型理论值更接近实测值。
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  3D打印-凝胶注模制备蜂窝状Ti-6Al-4V多孔钛骨骼的研究

  石永亮，郭志猛，李秀敏，戚翠芬，杨晓彩

  . 2018, 28(03): 34-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170112

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  研究了一种通过3D扫描、3D打印并翻模制备多孔钛人体骨骼模型的方法：以Ti-6Al-4V粉末为原料，聚乙烯醇为造孔剂，通过水基凝胶注模-真空烧结制备出与原件尺寸偏差为±0.5 mm的多孔钛骨骼模型。研究了干燥、烧结过程的物相、收缩率、强度、孔隙率及孔隙结构变化。结果表明：整个凝胶注模干燥与真空烧结过程中多孔钛坯体收缩均匀一致，径向收缩率为16.11%，轴向收缩率为16.04%。经1 200 ℃烧结、保温2 h，多孔钛获得最佳性能，其组织呈现出均匀的蜂窝结构，孔径大小为100～350 μm，微孔尺寸小于10 μm，孔隙率为70.56%，开孔率为65.60%，抗压强度为194 MPa，抗弯强度为105 MPa，结构与性能都能够满足制作人体骨骼的使用要求。
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  拉伸温度对快速凝固Mg-8Zn-0.5Y合金组织和性能的影响

  王文乐，季 惠，张鹏程

  . 2018, 28(03): 40-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170147

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  利用SEM、XRD 和EBSD 等分析方法研究快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金的拉伸断口及形变过程中的组织演变，分析了拉伸温度对合金组织和性能的影响。结果表明：快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金组织由准晶Mg3Zn6Y与α-Mg共同构成，晶粒平均尺寸60 μm左右。随拉伸温度的提高，镁合金的抗拉强度和屈服强度均随之减小，而伸长率则表现出明显的增加趋势。在室温条件下合金拉伸断口凹凸不平，300 ℃拉伸后有大量的扁圆韧窝。快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金在室温拉伸得到形变组织体积分数为23%，宽度均值2 μm；随着拉伸温度增加至300 ℃，晶内形成了比晶粒具有较大取向差的且保持平行分布状态的大角晶界胞状组织结构。
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  多组元硬质相增强Mo2FeB2基金属陶瓷的组织和性能研究

  陶则旭，从善海，彭家健，王晓峰

  . 2018, 28(03): 44-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170026

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  以Mo、FeB和Fe等为原料，添加不同含量的WC、NbC、TiC多组元硬质相结合真空液相烧结工艺制备了Mo2FeB2基金属陶瓷。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪、洛氏硬度检测和耐磨实验，研究了多组元硬质相对试样的组织和性能的影响。结果表明：多组元硬质相起细化组织和弥散强化的作用，因而提高了金属陶瓷的硬度和耐磨损性能；当WC、NbC、TiC的质量分数分别为10%、4%和5%时，试样的硬度最高，耐磨性最好。
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  纳米级CuO粉末应用于太阳能集热器的试验研究

  赵金秀，周红星

  . 2018, 28(03): 48-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170105

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  将纳米级CuO粉末添加到集热器的工质水中，测定了水溶液的导热系数。在相同的太阳辐射下，以添加不同质量分数的纳米级CuO粉末的水溶液和纯水分别作为集热器集热工质进行对比试验。结果表明：添加纳米级CuO粉末的水溶液的导热系数比纯水显著提高。以添加质量分数为0.1%、0.5%和1.0%纳米级CuO粉末的水溶液为集热工质的集热器出口温度比以纯水为集热工质的集热器出口温度分别提高4.7%、6.6%和4.9%。以添加0.5%质量分数的纳米级CuO粉末的水溶液为集热工质的储热水箱比以纯水为集热工质的储热水箱水温高出15.2%，储热量提高29.8%。
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  镀铬金刚石粒度、品级和膜厚对金刚石/铜复合材料热物性能的影响

  黄 霞，徐燕军，尹 翔，刘一波，郑勇翔，葛 科，

  . 2018, 28(03): 53-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170108

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  对不同品级和粒度的金刚石进行表面镀膜改性，用熔渗法制备了金刚石/铜复合材料。研究了金刚石品级、粒度与膜厚对复合材料热导率以及热膨胀特性的影响。结果表明：金刚石/铜复合材料的热导率随金刚石粒度增大和品级提高而增大；在其他条件相同的情况下，金刚石表面铬膜厚度为210 nm时复合材料的热导率为787 W/（m·K），当铬膜厚度为150 nm时复合材料的热导率为633 W/（m·K），表明镀铬膜太薄会降低复合材料的热导性能；在30～200 ℃范围内，金刚石/铜复合材料的热膨胀系数在（3.00～8.00）×10－6 K－1之间，且随温度升高而升高。
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  发动机用石墨烯表面镀Cu增强钛基复合材料的制备及力学性能

  王丽君

  . 2018, 28(03): 57-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170148

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  通过微波烧结法制备石墨烯 （GNPs）表面镀Cu增强钛基（Ti6Al4V）复合材料，探讨石墨烯表面镀Cu后对钛基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明：石墨烯表面成功镀覆一层较均匀分布的Cu颗粒；石墨烯与基体 Ti 界面反应严重，容易生成粒径为 2～5 μm 的 TiC，石墨烯表面镀Cu后，界面反应产生的 TiC 含量更多，同时生成了 Ti2Cu 相；相比于单纯外加石墨烯，石墨烯表面镀Cu后，提高了复合材料的力学性能，其相对密度、显微硬度、抗压强度分别达到 95.48%、468 HV0.1、1 406 MPa；室温磨损机制由基体（Ti6Al4V）的磨粒磨损转变为GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的黏着磨损。
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  粘结剂和温压工艺对粘结钕铁硼材料性能的影响

  仲洪海，倪 狄，程 敏，牟浩瀚，蒋 阳

  . 2018, 28(03): 61-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160137

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  为了获得高性能的粘结钕铁硼（NdFeB）磁体，对含偶联剂和粘结剂的钕铁硼粉体进行了温压压制实验。在70～110 ℃温度范围内，探索了温压压力、温度、粘结剂及其含量对粘结钕铁硼磁体的密度和性能影响。结果表明：含0.5%偶联剂和0.6%粘结剂（均为质量分数）的钕铁硼粉体的压制规律符合黄培云压制方程，压制模量为3.57 MPa，非线性指数为0.21；随着压力和温度的升高，粘结磁体的密度和最大磁能积先升高然后下降。当粘结剂含量大于1.0%（质量分数）后，磁体密度迅速下降；在相同的温度、压力和粘结剂含量下，加入半固体的E44粘结剂比加入E51和CYD粘结剂的磁体密度大。在温压温度为80 ℃条件下，获得了密度6.7 g/cm3，磁能积104 kJ/m3的粘结钕铁硼永磁材料。
评述与进展
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  球形钨粉的制备技术研究进展

  张莹莹，，周武平，王铁军，王学兵，杨怀超，梁俊才

  . 2018, 28(03): 67-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20160138

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  球形钨粉作为钨和钨合金3D打印、多孔材料、高致密粉体喷涂等行业的耗材，其制备方法和流程备受关注。介绍了目前国内外球形钨粉的制备方法，重点介绍了等离子球化技术的特点、制备球形钨粉的优势以及取得的研究成果，通过对比各种制备方法的优缺点，提出了球形钨粉制备技术的发展方向。
革新与交流
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  粉末冶金生产过程中的污染防治

  吕泽瑜，张 波，吕竹明，刁晓华，孙 慧

  . 2018, 28(03): 74-77.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20170005

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  粉末冶金技术是一种节能、高效、环境友好的金属成形工艺，其产品具有特殊的性能和用途。随着国家对环境保护要求的进一步提高，粉末冶金生产过程中的污染排放问题越来越受到重视。以某企业为例，通过粉末冶金生产过程中的产污节点分析，寻找其污染防治途径。