粉末冶金工业

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尹海清，曲选辉

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 1-6.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200006

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在当今全球经济飞速发展、信息时代来临的大变革时期，粉末冶金行业面临着巨大挑战，应对用户越来越高的需求，以及市场格局的不断变化，亟待新技术的发展及应用。材料基因工程思想将数据科学在材料领域的应用推向了高潮，而缩短研发周期和降低开发成本，同样是当前粉末冶金行业的发展目标。本文通过总结国内外数据挖掘技术在近20年间在粉末冶金领域加快成分设计、工艺优化、机制分析等方面的应用案例，旨在揭示数据挖掘技术推动粉末冶金加速发展的作用与潜力。

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燃烧合成LiFe1-xMnxPO4正极材料的研究

李航，陈秀娟，张鹏林

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 7-11.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180079

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以MnCO3为Mn源，采用热爆工艺合成LiFePO4，研究不同添加量的MnCO3对LiFePO4性能的影响。结果表明，掺杂量 x=0.05时LiFe0.95Mn0.05PO4衍射峰峰强和半高宽为最佳；SEM测试显示，掺杂产物的颗粒分散最好，颗粒均匀；掺杂产物在0.1 C倍率下的首次充放电比容量分别为154.9 mAh/g和138.5 mAh/g，较纯LiFePO4的首次充放电比容量有较大提高；在经过50次循环后放电比容量保持率为86.45%，在0.2 C、0.5 C和1 C倍率下的首次放电比容量分别为129 mAh/g、109.4 mAh/g和86.9 mAh/g。

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CNC压机不同移粉状态的数值模拟

黄永强，申小平

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 12-17.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190013

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CNC粉末成形液压机能够实现无预压粉末移动，即压制前粉末可在轴向上移动到任意位置而不会产生粉末横向移动或受压变形，该功能可保证成形多台阶复杂零件的密度均匀性。本文运用有限元Deform软件对VVT正时皮带轮在不同移粉状态下的压坯密度进行模拟分析。通过模拟数据对移粉位置研究，优化压制参数，提高压坯密度分布的均匀性，实现VVT正时带轮采用粉末冶金近净成形的先进方法制造，并满足其对精度、密度、性能的要求。

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稀土氟化镧对多孔铝的性能影响研究

狄玉丽，李霞，肖文

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 18-22.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180098

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采用添加造孔剂的方法制备多孔铝试样。研究烧结温度和稀土氟化镧含量对多孔铝材料的性能影响。结果表明，烧结温度为600 ℃多孔铝材料的烧结性能最佳；稀土氟化镧的适量加入可以提高多孔铝的力学性能；稀土氟化镧添加量为0.5%时，多孔铝材料的抗压强度和弹性模量最佳，分别为52.4 MPa和1.56 GPa。

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造孔剂对铝基结合剂性能的影响

陈克鑫，刘一波，曹彩婷，刘伟

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 23-27.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180071

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本文在以AlSi20为主体的铝基结合剂中，分别添加相同体积分数的石墨、空心玻璃微球作为造孔剂，研究两种造孔剂对铝基结合剂性能的影响。结果表明：相同体积分数的石墨和空心玻璃微球，石墨对铝基结合剂致密度、硬度、抗弯强度的影响比空心玻璃微球更大。石墨、空心玻璃微球分布较均匀，没有出现偏聚的情况，粒径较大的空心玻璃微球出现破裂现象。

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磁控溅射法制备 WO3薄膜高温组织及色变性能分析

田华，邱宝莲

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 28-31.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180078

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采用高温退火处理无机全固态薄膜与WO3 膜层，分析其在高温条件下电致变色性能的改变机制。结果表明：温度升高至 250 ℃时，薄膜反射率变化量未发生显著改变，温度进一步升高，薄膜反射率的变化量快速降低。低于 250 ℃时WO3 以非晶态结构存在；温度升高到250 ℃后，WO3由非晶态结构逐渐转变为晶体结构。当基底温度升高后，WO3 发生电致变色过程所需的响应时间加长。随加热温度的上升，WO3 薄膜循环伏安曲线面积并未发生明显改变，温度超过 250 ℃后，反应所需的电荷量显著降低，电致变色性能显著减小。

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爆炸喷涂连铸结晶器表面涂层组织和性能

吕艳红，张慧，唐建新，陶红标

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 32-36.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180075

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为探讨连铸结晶器镀层表面局部喷涂技术的可行性，采用爆炸喷涂工艺分别在铜基体和铜基体+镀铬层表面制备NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层，研究了涂镀层的显微结构、结合强度和抗热震性能。结果表明：涂层呈典型的层状组织，结构致密均匀，涂层与铜基体以及涂层与镀层之间结合都非常紧密，未发现界面污染和氧化物夹杂存在；涂层与基体、镀层与基体、涂层与镀层之间的结合强度均接近于70 MPa，喷涂工艺未对镀层和基体之间的结合状态产生不利影响；涂层+铜基体结构的抗热震性能差于涂层+镀层+铜基体结构的抗热震性能，电镀层起到了过渡层和阻隔层的作用，减缓了涂层热震失效的速度，降低了铜基体氧化的倾向。

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造孔剂含量对粉末轧制制备多孔钛合金板的影响

钱晨晨，贺毅强，韩胜利，胡可，崔利群，徐虎林

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 37-41.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180108

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采用体积分数为40%~70%的碳酸氢铵颗粒做造孔剂，通过粉末轧制技术成功制备了孔隙率为42.8%~68.5%的大尺寸多孔TC4钛合金板材。结果表明：当轧制工艺不变时，轧制压力和生板坯厚度随造孔剂含量的增加而降低。低温脱除造孔剂后高温高真空烧结制备所得的多孔钛合金板的孔隙率，随造孔剂含量的增加而增加，当造孔剂体积分数为60%~70%时，孔隙连接度增大，孔隙变均匀，孔隙率最高可达68.5%。当造孔剂体积分数由40%增加至70%时，多孔钛合金板的抗拉强度由124.7 MPa 迅速降低至12.7 MPa；随着造孔剂含量的增加，多孔钛合金的受力由孔壁向孔棱过渡，断裂面不断减少。

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射频磁控溅射法成长Cu-Al-O薄膜的特性分析

王春艳，康金

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 42-45.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190011

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本文以Cu靶和Al靶为靶材，在Al靶上粘贴不同数量的Cu片控制Cu/Al比例，利用射频磁控溅射法在玻璃基板上沉积Cu-Al-O薄膜；通过WDS、XRD、XPS、四点探针、霍尔效应及UV-vis光谱等分析Al含量对薄膜成分、晶体结构以及光电特性的影响。结果表明，薄膜中Al含量随Cu片数量增多由0增至19.35 %；薄膜的晶体结构随着Al含量增加，由CuO相转变为非晶态；电阻率随着Al含量增加，由0.49 Ω·cm增至11.78 Ω·cm；Cu-Al-O薄膜为p型导电；可见光透射率随Al含量增加由19.98%增加至74.11%，光学能隙由2.09 eV增至2.88 eV。

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热处理工艺对铝基碳化硼板材性能的影响

陈锦，熊宁，葛启录，王铁军，蔡静

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 46-50.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190146

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选用热等静压法制备的铝基碳化硼板材（B4C体积分数为10.5%，下同），对铝基碳化硼板材进行热处理，测试热处理前后铝基碳化硼板材的密度、硬度、室温力学性能，并观察断口组织。结果表明，热处理后，铝基碳化硼板材的密度几乎相同，硬度显著提高；热处理工艺对铝基碳化硼板材的力学性能有显著影响，其中，经加热（500 ℃×3 h）、水淬、人工时效（170 ℃×1 h）后，Al-10.5%B4C板材的抗拉强度为365 Mpa，断后伸长率为9.6%，比未热处理板材的抗拉强度提高了89.1%，而伸长率降低了48.3%。

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SPS循环次数对车曲轴用86W-12.5Ni-1.2Al-5.5Fe-1.5Al2O3钨合金组织及性能的影响

黄晓云

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 51-55.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190005

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利用放电等离子烧结(SPS)技术对86W-12.5Ni-1.2Al-5.5Fe-1.5Al2O3车曲轴用钨合金进行处理，研究了循环次数对其组织及性能的影响。结果表明：当SPS循环次数增加后，试样内形成了更均匀的钨晶粒(W)与粘结相(M)，W?W连接度降低，Al2O3颗粒大部分集中在W-M的交界区域，M中W元素比例减小。SPS循环处理使钨合金达到固溶强化的效果，减小W?W连接度的方法使钨合金获得更高的力学强度。经过更多次SPS循环处理后，钨合金弯曲强度和断裂挠度获得显著改善，在18次SPS循环工况下达到最大。经过多次SPS循环，M内形成更多位错，使合金强度获得较大提升。

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反应时间对水热法制备VO2(B)纳米电池材料的影响

段春艳，韩会丽，马玛

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 56-59.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180112

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采用水热处理法制备VO2(B)纳米带结构，对VO2(B)纳米带的微观形貌及其应用为钠离子正极材料时的电化学性能进行了检测。结果表明：水热处理时间为2 h时，反应生成了高纯度VO2(B)；当水热处理时间进一步加长到10 h，产物结晶度没有明显变化；不同水热处理时间后，产物中都生成了纳米带结构，水热处理6 h制备的产物生成了众多的纳米带（厚度10 nm，宽度40 nm，长度2 μm）；不同水热处理时间后，材料的放电量均随着循环数的增加单调减小。电压为1.5~4.5 V时，VO2(B)的放电比容量为175 mA·h/g，充放电循环60次后的容量约为原来的50%。

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电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末

杨宗伦，胡发平，刘伟廷，蒋朝军，代禹

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 60-63.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180080

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摘要：采用电火花等离子体法在超纯水中制备了铂铑合金（PtRh20）粉末，利用ICP光谱分析仪、扫描电镜（SEM）、激光粒度分析仪等对制粉过程中的杂质含量变化、成品粉末表面形貌、成分及粒度分布进行了分析。结果表明：电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末效率可达1 000 g/h，粉末纯度较高，由成分相同的高球形度颗粒和絮状物组成，粉末粒径基本在5~60 μm之间，平均粒径25 μm。

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气氛条件对激光直接成形17-4PH不锈钢组织与性能的影响

王瑜，王德

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 64-68.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180084

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本论文研究了不同气氛条件下，激光直接制造(LDM)对17-4PH样品组织和力学性能的影响。结果表明，在大气条件下，由于氧气和氮气含量的增加，沉积态和热处理态样品具有较高的抗拉强度和硬度。在氩气室条件下，基板热积累温度较高，样品孔隙率显著降低，逆转变奥氏体的形成导致样品强度降低。

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Sm掺杂量对水热法合成气敏材料SnO2纳米结构性能的影响

孟玲龙，李强

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 69-72.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180107

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本文采用水热法制备SnO2纳米结构，采用Sm对其进行掺杂处理，并检测了材料的组织及气敏特性。结果表明：Sm掺杂前后，试样中均形成了具有良好结晶结构的SnO2；掺杂稀土Sm对纳米棒生长具有明显的抑制作用，掺杂4%与6%Sm的产物晶相结构中生成了Sm2Sn2O7相，掺杂6%Sm时形成的纳米棒尺寸变得更加细小；随着掺杂Sm的原子分数增大，元件测试异丙醇的灵敏度不断提升；SnO2在空气中发生老化导致SnO2阻值降低，表现出优异的气敏特性。

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扩散温度对车用Al2O3/Sn0.3Ag0.7Cu合金粉末组织及物理性能的影响

韦玉堂，孙婷婷

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 73-76.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190199

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对以Al2O3作为增强体的Sn0.3Ag0.7Cu合金粉末进行扩散强化处理，研究扩散温度对其组织及物理性能的影响。结果表明：将Sn0.3Ag0.7Cu合金粉末升温到700 ℃再进行扩散强化，压坯的尺寸偏差为±0.04 mm，尺寸均匀性较高，合金粉末具备良好的成形能力。扩散合金化温度升高至700 ℃实现Sn与Cu的完全固溶，得到的粉末颗粒内锡含量为8.6%~9.7%，合金粉末中形成了均匀分布状态的锡。在各温度下进行扩散强化处理得到的Sn0.3Ag0.7Cu合金粉末具有相近的流动能力与松装密度，表现出了优异的流动性。以700 ℃进行扩散强化得到的细小粉末，具备可控松装度与流动能力，表现出良好压缩特性。

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铜基粉末冶金摩擦材料增强相的研究发展状况

刘建秀，潘胜利，吴深，樊江磊，郝源丰

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 77-83.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180103

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铜基粉末冶金摩擦材料具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦因数稳定等优点，应用于快速列车的制动摩擦领域。目前，国内的铜基粉末冶金刹车片已基本满足250 Km/h列车的需求，但300 Km/h以上的高速列车刹车片还是依靠进口。本文综述了金属粉末、金属化合物以及陶瓷颗粒等增强相对铜基粉末冶金摩擦磨损性能的影响，指出了高速列车用铜基粉末冶金摩擦材料制备过程中存在的主要问题，并展望了铜基粉末冶金摩擦材料的发展前景。

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注射成形用高品级不锈钢粉末工业化制备技术

麻洪秋，孟令兵，赵同春，江忠民，张军，关立东

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 84-88.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180114

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采用水气组合雾化制粉工艺批量生产MIM用高品级不锈钢粉末，并对喷嘴设计、耐火材料优化、粉末氧含量控制及粉末后处理技术进行了研究，制备的316L、17-4PH等不锈钢粉末粉末性能已达到国际同类产品先进水平，同时实现了500 Kg大炉容工业化规模生产，形成了年产1 万t特种合金粉末制备能力。

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低熔点Cu-P-Sn-Ni钎料粉末的制备研究

覃思思，肖明清，万英豪，曾归余

粉末冶金工业. 2020, 30(01): 89-92.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180117

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本文精选合金成分，采用真空气雾化法制备了Cu-7%P-6.5%Sn-1.2%Ni（质量分数）低熔点钎焊合金粉末。研究了雾化压力对钎料粉末的粒度影响，得到了粒度分布合理、流动性较好的钎料粉末。通过SEM扫描电子显微分析、化学分析和DSC差热扫描分析等手段对所制得的钎料粉末的微观形貌、化学成分、熔化区间进行表征。结果表明：雾化钎料粉末的表面较光滑，球形度好；合金中P、Sn、Ni元素的成分偏差小，成分均匀，氧含量低至0.047%；钎料的熔点较低，在608.69 ℃时便开始熔化。

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2020年, 第30卷, 第01期　刊出日期：2020-02-10

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