粉末冶金工业

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张义文，刘建涛，贾建，刘明东，李晓鲲，白佳铭，张浩鹏，李新宇，邢鹏宇

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 1-14.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210105

摘要 ( )

可视化

为满足先进航空发动机高压涡轮盘等热端部件的使用要求，需要研制更高性能的第四代粉末高温合金，其标志是最高使用温度要达到815 ℃。概述了最近10 年来美国和英国第四代粉末高温合金的研究进展情况。重点介绍了美国高Ta 含Hf 的ME501 合金和高W高Ta 含Hf 的TSNA-1 合金，英国的高Co高Ta 合金、高Ta低成本合金和高Nb的RRHT系合金的成分设计特点、组织及其稳定性、力学性能及抗氧化性。

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等离子旋转电极雾化制备钨粉及性能表征

李晓辉，陈斌科，凤治华，杨星波

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 15-19.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210017

摘要 ( )

可视化

采用等离子旋转电极雾化技术(PREP)制备球形钨粉，利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对钨粉末的粒径分布、氧含量、微观形貌、表面组织进行分析。结果表明：球形钨粉粒度集中分布在45~150 μm，呈单峰分布，理论中位粒径85.5 μm与实测粒径80 μm接近。钨粉氧增量均小于0.001 5%，其中45~150 μm粉末比15~53 μm的粉末氧增量更低，仅为0.000 38%。15~53 μm钨粉表面光洁，几乎无空心粉。钨粉物理性能优异，且粒径在45~150 μm的钨粉性能优于15~53 μm的。

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机油泵传动链轮粉末冶金制造及感应热处理的工艺探讨

赵红利，吴眉，罗赞，罗成，王天国，白浩龙

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 20-24.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210018

摘要 ( )

可视化

粉末冶金是一种高效低耗、节约材料的绿色制造技术。但粉末冶金零件因存在孔隙，密度不均匀，强度硬度相对较低，限制了其使用范围。本文主要研究了机油泵传动机构中链轮的粉末冶金成形、烧结工艺流程，以及该链轮感应淬火工艺中的感应器设计和感应淬火处理工艺的关键参数。结果表明，制备的链轮压坯密度高于6.7 g/cm3，经过1 100~1 120 ℃渗铜烧结后硬度达到76HRB，60 kW功率感应淬火热处理后齿部形成一层均匀的硬化层，硬度达到71HRA，满足产品性能要求，有效延长了链轮的使用寿命。

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挤压表面致密化和滚压表面致密化工艺对比

丁霞，彭景光，陈迪

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 25-30.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210030

摘要 ( )

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选择表面致密化工艺主要包括挤压致密化和滚压致密化，本文基于表面致密化零件的生产，从零件性能检测方面对比分析挤压致密化和滚压致密化工艺的差异性。试验结果表明：两种工艺制备出的零件在齿廓处均能形成一层均匀的表面致密层，零件的表面强度和表面硬度均得到较大提高；挤压致密化工艺会导致烧结件端面翻边，容易造成后续烧结件外观质量问题，而滚压致密化工艺则不会产生类似外观质量问题；挤压致密化工艺中零件挤压进给量取决于模具尺寸，挤压进给量无法随意调整，并且随着模具径向尺寸的磨损，挤压进给量会变化且不可控，而滚压致密化工艺通过调节两副滚轮模具中心轴的距离，可以快速调整零件滚压进给量，制备出符合要求的表面致密层。因此，滚压致密化工艺优于挤压致密化工艺。

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金属纤维毡形变机理与孔隙特性关系研究

侯力强，卢文静，路晓锋，张小庆

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 31-35.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210022

摘要 ( )

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以直径6 μm和22 μm的不锈钢纤网为原料，通过叠配、高温烧结一定厚度的金属纤维毡，测试不同压缩强度下，金属纤维毡应变量与孔隙特性的变化，对比变形后纤维毡截面的微观形貌，研究金属纤维毡变形机理与孔隙特性的关系。结果表明：压缩初期，22 μm粗纤维层形变量大，承担整体变形的主要部分，其孔隙变化对过滤性能影响较小。压缩中期，22 μm粗纤维层致密化，整体变形承担部分转为6 μm细纤维层，孔隙变化对过滤性能影响更大，整个压缩过程表现为粗纤维层—细纤维层—粗纤维层交替的变形机理。

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粉末烧结Cu-C-SnO2多孔材料摩擦磨损特性研究

朱明涛，孟云娜，凡亚丽，卢晨，侯雨珊，倪锋

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 36-44.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200276

摘要 ( )

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铜-石墨复合材料是一种优良的导电耐磨材料，但铜与石墨润湿性很差，导致材料的耐磨性能不足。本文通过向原料中加入与石墨亲和性良好的SnO2，利用粉末冶金的方法制得Cu-C-SnO2多孔材料，研究了烧结温度及成分配比对烧结体孔隙率、物理特性及摩擦磨损性能的影响。结果表明：烧结体的孔隙率随烧结温度升高而降低，随石墨/SnO2质量比增大而增大，随非金属/Cu 质量比增大而减小；烧结体的密度、硬度、渗油率等与孔隙率密切相关，随孔隙率升高，密度和硬度呈降低趋势，渗油率呈上升趋势；但试样硬度受Cu2O产生和 Cu颗粒再结晶的影响而变化复杂，在烧结温度830 ℃附近出现突变。干摩擦条件下，试样摩擦磨损特性受材料硬度和石墨相自润滑作用等多重因素影响而变化复杂，随试样硬度和石墨含量的升高而降低；渗油后试样的摩擦磨损特性则主要受油膜润滑控制，与干摩擦相比，相对摩擦因数和磨损率均显著减小，试样磨损率随渗油率的增大而减小，但在石墨/SnO2质量比0.155 附近存在突变。

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氧化石墨烯的光学性能研究

邢如珍，蒋旭

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 45-49.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210019

摘要 ( )

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本文主要研究了浓度和激发波长对单层氧化石墨烯水分散液光学性能的影响，结果表明：较高浓度的样品在360~500 nm之间有一个宽泛的吸收峰，360 nm处有尖锐的吸收峰。低浓度的样品在230 和300 nm 处有吸收峰。在365 nm 波长的激发下，随着浓度的降低，发射峰位置由560~600 nm 变成了蓝光发射。 0.4 mg/ml 的样品的发射峰位置受激发波长影响不大，但发射强度变化明显，且发射峰很宽泛。浓度为 0.02 mg/ml 的样品发射峰位置强烈依赖于激发波波长，利用这个性能，氧化石墨烯在可调谐光电领域会有很大应用潜力。

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选区激光熔化成形TA1钛合金组织性能研究

郑云

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 50-54.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210095

摘要 ( )

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通过选区激光熔化(SLM)制备TA1 合金，研究了打印态及退火态TA1 合金的组织及性能。研究结果表明，SLM制备的TA1 合金具有优异的力学性能，其抗拉强度、伸长率及断面收缩率均满足GJB 2744A-2007 中锻件的要求，尤其抗拉强度达到600 MPa以上。打印件在不同打印方向上的性能略有差异，Y方向上最优， X方向上次之，Z方向上最弱（580 MPa）。退火处理后的组织更加均匀，抗拉强度、断面收缩率和硬度比打印态略有降低，伸长率略有增大。SLM制备的TA1 合金能够在复杂精密件的应用上代替锻件，节省原材料，为 3D打印TA1 合金的应用提供参考。

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半导体用BaZrO3-xNa2CO3粉末合金的烧结性能和电导率分析

郭美丽，刘奕

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 55-58.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190257

摘要 ( )

可视化

为了提高半导体用BaZrO3 粉末合金的综合性能，在BaZrO3 混合粉末内添加不同比例的钠盐 (Na2CO3)，并加热到1 360 ℃保温烧结3 h，通过实验对其烧结性能和电导率进行了表征。研究结果表明：在试样断面区域形成了孔洞，大部分晶粒的粒径介于0.5~0.7 μm之间。随BaZrO3添加量增大至10%时，粉末合金组织中形成了分散状态小孔，获得了较高的致密度。随着烧结温度增加，试样致密度与收缩率明显升高。添加Na2CO3后有利于完成BaZrO3粉末合金烧结过程，通过液相烧结使粉末合金组织更加致密。加入合适含量的Na2CO3能够使BaZrO3粉末合金达到更低烧结温度，获得更优烧结效果。当温度升高后，BaZrO3-Na2CO3粉末合金都发生了电导率上升，加入Na2CO3能够使BaZrO3粉末合金获得更高的离子电导率。

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粉末冶金制备换热管用HAl77-xTi铝黄铜合金及其性能表征

王艳琴，黄金

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 59-63.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200025

摘要 ( )

可视化

对Ti 与HAl77 铝黄铜建筑粉末充分混合，再对其实施放电等离子烧结及热挤压处理，分析不同固相烧结工艺下，在铝黄铜内加入Ti 时引起的物相结构与组织分布状态的变化，并对试样的界面组织与力学强度进行了测试。研究结果表明：未添加Ti 时，在HAl77 基体内存在α 与β 两种组织相。加入Ti 元素后在HAl77 基体组织内形成了许多弥散态的第二相晶粒，当Ti 含量逐渐增大后，得到的第二相颗粒也持续变多，呈现不规则的外形结构。当Ti 的加入量逐渐增大后，合金试样各项力学性能参数发生了线性变化，铝黄铜获得了更优的力学性能；并且微裂纹数量降低，形成了更多韧窝并在断口部位呈均匀分布。在外力作用下，位错将会使 Ti与Cu2Ti4O颗粒发生作用，阻碍基体变形，显著提高合金强度。

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基于激光熔覆TiC/TiB2的钛合金表面组织及性能研究

宋晓蕾

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 64-68.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200053

摘要 ( )

可视化

在钛合金表面激光熔覆制备TiC/TiB2复合涂层，分别采用SEM、显微硬度计和摩擦磨损设备分析了 TiB2+15% TiC 复合涂层的微观组织和硬度、摩擦磨损性能。实验结果表明：涂层上部组织主要由粗大的TiB2 树枝晶和少量白色颗粒状的TiC/TiB 共晶组织组成，涂层中部组织主要由棒状型、细针状型的TiB2相和小块状的TiC 相组成，涂层下部则由树枝型、块状TiB2相、较大的片状TiC 相和少量的小层片状金属间化合物TiAl 组成。由测试结果可知，涂层硬度（960HV0.2）约为基体的（350HV0.2）的2.7 倍。涂层的耐磨性能显著提高，涂层出现较少的剥落、细小磨痕和颗粒碎屑，基体表面主要是犁沟式的磨损。涂层的磨损量为1.132 mg 是基体（5.342 mg）的20%。

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气雾化法制备3D打印金属粉末的技术研究进展

杨军，王晓峰，葛正浩

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 69-77.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200213

摘要 ( )

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在金属3D打印行业，粉末作为直接原料，其制备方法多样。目前，气雾化制粉技术应用最为广泛。本文主要概述了金属粉末的主要性能参数和气雾化法制备金属粉末的基本原理。根据雾化喷嘴和加热元件的不同衍生出多种气雾化技术，针对这些技术，进行了简单的阐述、分析和比较。其中，紧耦合气雾化技术应用较多，无坩埚电极感应熔炼气体雾化法适用活性金属粉末的制备。最后，对气雾化法制备3D打印金属粉末的技术进行了总结。

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Li-Mg-B-H储氢体系催化掺杂改性的研究进展

周章伟，刘春荣，胡川，赵汪，龙克文，李平

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 78-85.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200233

摘要 ( )

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本文综述了近几年来反应失稳的Li-Mg-B-H储氢体系的最新研究进展。针对该复合体系存在的吸放氢温度较高，动力学性能缓慢，特别是两步放氢之间较长的孕育期的缺陷，对近年来采用的催化剂掺杂改性方法进行了总结，并对该体系今后的研究发展进行了展望。

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粉末床增材制造中粉末分层与熔融行为的研究进展

司亮，周孟源，李茂源，张云，周华民

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 86-92.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200258

摘要 ( )

可视化

基于粉末床的增材制造技术在成形复杂形状、性能优异零件上具有显著优势，近年来成为发展最快、应用最广的增材制造技术之一。该过程涉及微观组织演化、介观粉末流动/熔融、宏观应力变形等多个尺度上的复杂行为，对这些行为的深入理解是稳定地成形制造出性能优异零件的关键。本文主要从介观尺度上研究了制造过程中粉末性质和加工条件对粉末流动分层，粉末层质量和加工参数的影响，对粉末熔融行为的研究现状进行了综述。

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无压烧结SiC陶瓷研究进展

王琨，冯荣，杨尚权，成龙胜，孟凡然，张艾丽

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 93-99.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200130

摘要 ( )

可视化

高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损和高弹性模量等特性使SiC 陶瓷成为航空航天、电力电子和机械工业等领域不可或缺的材料。然而SiC 陶瓷超高的合成温度和难以烧结致密的特性限制了它的生产。近年来随着SiC 陶瓷烧结机理的深入研究及添加剂的多样化，采用无压烧结工艺制备高性能SiC 陶瓷材料已逐渐成为最常用的方法。本文主要阐述了近年来无压烧结SiC 工艺添加剂的研究进展，综述了添加剂及其用量、烧结温度和时间对无压烧结SiC陶瓷性能的影响。

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基于激光干法检测技术的在线选粉系统设计

张津晨，刘自红，向科峰，曾杨吉

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 100-105.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210044

摘要 ( )

可视化

针对选粉机离线样品检测效率低、周期长等现状，设计并搭建了基于激光干法检测技术的在线选粉系统。在选粉机控制方面，基于PLC工控技术，搭建了“螺旋输送-选粉-收尘”工艺的选粉机控制平台；对于选粉过程中粉体颗粒粒径小、粒速大的特性，采用激光干法在线取样检测，实现以粒度分布作为过程反馈变量参与过程调节的闭环控制。根据平台实验，系统闭环检测周期可降至1 s，在线选粉检测结果与传统马尔文离线检测结果一致，准确率达98.8％。结果表明；该系统能在实现高精度在线检测、反馈调节的同时，保持各批次成品参数一致，保证选粉成品质量更加稳定、可靠。

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EBSD分析粉冶铍材标定率的影响因素和解决办法

黄旭刚，张健康，李美岁

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 106-110.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200227

摘要 ( )

可视化

铍材具有特殊的物理性能，主要应用在核、航空航天领域。EBSD（电子背散射衍射）作为新型的分析技术，在铍材的生产过程中，应用越来越广泛。稀有金属材料国家重点实验室在EBSD分析铍材的实际应用中，发现对铍的标定率低成为限制铍材EBSD分析的一个难点。本文通过优化制样参数，有效降低铍样表面的残余应力；通过调整EBSD增益参数，减少背底和噪声信号的影响；通过调整解析器设置参数，提高对被干扰的信息的识别，将铍材EBSD标定率平均提高了27%。

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U-FAST 在先进材料研发中的应用

Marcin Rosinski，丁海宁

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 111-116.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210040

摘要 ( )

可视化

本文介绍了升级版的电场辅助烧结技术U-FAST(SPS)技术，该技术采用了现代电源技术，具有更快的加热速度，可以广泛的应用于先进材料的研发。如应用在烧结碳化物(WC-Co)、热电材料(PbTe)、Zr-Cu-Al-Nb (块状金属玻璃)、复合材料、透明陶瓷材料、生物材料、金刚石增加复合材料（EDC）等，并介绍了应用U-FAST 工艺生产的特点。在较低温度和较短时间下开始烧结过程且不会产生任何不利的晶粒生长，使U-FAST技术成为生产纳米晶和亚微米材料的理想工艺，将电场辅助烧烧结技术提升到新高度。

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FGH4102粉末高温合金等温热模拟压缩试验及动态再结晶组织研究

侯琼，陶宇，董志国，刘巧沐，张国栋，曲敬龙

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 117-124.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200147

摘要 ( )

可视化

本文研究了新型第四代粉末高温合金FGH4102 在等温热模拟压缩过程中的组织演变，对γ′相在动态再结晶过程中的作用进行了探讨。结果表明，热等静压态合金在1 060~1 120 ℃温度范围变形时，热加工性能较好。1 140 ℃变形后试样容易发生开裂，合金热加工性能较差。合金在γ+γ′两相区变形时均发生了不同程度的动态再结晶，再结晶晶粒尺寸远小于热等静压态的晶粒尺寸。变形过程中，尺寸较大的γ′相起到促进动态再结晶的作用。变形参数对动态再结晶的影响非常显著。低温高应变速率变形时，γ′相促进动态再结晶形核占主导地位，再结晶晶粒比较细小；高温低应变速率变形时，晶粒长大逐渐占据主导地位，再结晶晶粒尺寸较大。

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Al-Ni-Co微细球形粉末的制备及SLM成形研究

朱晓宇，刘涛，王磊，王帅，方以坤

粉末冶金工业. 2022, 32(01): 125-132.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200112

摘要 ( )

可视化

采用气雾化(IGA)制备了Al-Ni-Co粉末，初筛后的最大粉末粒径小于150 μm。分别采用霍尔流速计、 XRD、SEM、VSM等测试方法研究了不同粒径范围Al-Ni-Co微粉的微观形貌、相成分、磁性能等。研究表明：微粉的球化率在95%左右；50~80 μm 范围微粉的流动性相对最好；20 μm以下微粉因为粒径偏小，成分偏析较为严重；80~150 μm微粉因为粒径过大，表面吸附卫星小颗粒，粗糙度较差；Al-Ni-Co微粉的磁性为软磁，相组成为AlNi 和FeCo相。综合比较微观结构、相成分及粉末占比量，选取20~80 μm的Al-Ni-Co微粉采用SLM 法制备了6组Al-Ni-Co圆柱形磁体，热处理后磁体的密度、磁性等综合性能达到铸造Al-Ni-Co磁体的性能水平。

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2022年, 第32卷, 第01期　刊出日期：2022-02-10

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