纯铜因其独特的可加工性、优异的电、热传导性而广泛应用于微电子元器件、集成电路引线框架、电机绕组等诸多现代工业场所。然而，目前对纯铜的使用要求已趋其理论性能上限，难以满足当今铜产业化需求。近年来，研究者们提出将物理、力学性能优异的石墨烯与铜进行原位复合，有望协同提高铜在力学、导电、导热、耐蚀等方面性能。基于此，本文综述了国内外在铜衬底表面原位生长石墨烯，基于原位合成技术制备石墨烯/铜复合材料的工艺流程、组织构型以及性能方面进展。分析了原位石墨烯/铜复合材料界面结构和特征，讨论了石墨烯/铜复合材料组织构型对复合材料强韧化机制、导电导热等行为的影响，并展望了面向未来高性能、多功能石墨烯/铜材料需求的原位复合技术发展前景。

为应对汽车技术转型对粉末冶金结构件的高性能、经济性和环保需求，含Cr粉末冶金低合金钢凭借其低成本、易回收、高性能等特点，成为粉末冶金领域研究的重要方向。本文采用粉末冶金工艺制备Fe-Cr(≤3wt.%)-(Mo)-C材料，从热力学角度分析Cr的扩散行为及其对C原子扩散的影响，研究其在烧结钢合金化机制、淬透性能和组织结构演变中的作用。经热力学分析发现，与含Ni(Cu)为主合金体系相比，加入3Cr-0.5Mo体系的C原子扩散速率明显较低，使该材料在烧结冷却过程中更容易获得非平衡的马氏体组织。通过CCT曲线和淬透性试验发现，Fe-1.8Cr-2Ni-0.6C材料获得贝氏体和马氏体转变的临界冷却速度分别为0.8 K/s和4 K/s，而Fe-3Cr-0.5Mo-0.5C材料获得贝氏体和马氏体的临界冷却速度分别为0.1 K/s和1.5 K/s。

含磷铁基软磁材料因具有高磁导率、低矫顽力等特点，在新能源、信息、交通及航空航天等领域有着良好的应用前景，但磷元素的加入会导致铁基软磁材料饱和磁感应强度的降低。本文考察了烧结气氛对含质量分数0.45%磷的铁基软磁材料（FY-4500）磁性能的影响规律。结果表明，采用富氮气氛（10%H₂+90%N₂）烧结磁环的饱和磁感应强度（B_S）和矫顽力（H_C）达到1.51 T和115 A/m，分别比采用氮气补偿的分解氨气氛（25%H₂+75%N₂）烧结的工业磁环优化了10%和36%。这与富氮气氛烧结所制得的磁环具有更大的密度、更少的组织缺陷和更大的晶粒尺寸相关。

本文以铜粉为基体，通过置换还原法制备Cu/Ag核壳结构粉末，分别研究了4种分散剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇4000(PEG4000)、聚乙二醇6000(PEG6000)对Cu/Ag核壳结构粉末的性能影响。利用扫描电子显微镜（SEM）观察Cu/Ag核壳结构粉末的微观形貌，利用X射线衍射仪（XRD）分析其相结构。实验结果表明，采用SDBS作为分散剂所制备的Cu/Ag核壳结构粉末表面光滑，形貌整齐，且具有良好的导电性，电导率为1.2×10^-3 Ω·cm。分别在200、300、400 ℃条件下进行抗氧化实验，SDBS作为分散剂所制备的粉末增重率均为最低，分别为2.39%、4.73%、5.81%。采用电化学方法对4种分散剂所制备的粉末进行耐腐蚀性能研究，SDBS所制备粉末的腐蚀电位为-0.296 V，自腐蚀电流密度为3.044×10^-4 A/cm²，具有更优异的耐腐蚀性能。

为提高镍基钎料多层钎焊金刚石钻头的自锐性，选用了3种不同的造孔剂（碳酸氢铵、石墨颗粒、碳化硅颗粒）加入镍基合金钎料中，分析其对金刚石钻头自锐性的影响;改变造孔剂浓度制成不同样块，并分析样块的表面与断面形貌;通过对样块进行摩擦磨损与三点抗弯强度实验选出合适的造孔剂浓度，然后制备出对应的钻头进行陶瓷钻孔实验。研究发现：样块的耐磨性与抗弯强度均随三种造孔剂的浓度增大而下降，且碳酸氢铵、石墨、碳化硅的浓度分别为10%、5%、5%时样块的耐磨性与抗弯强度较为理想;钻孔实验的结果表明加入10%碳酸氢铵的钻头平均单孔钻削时间最少，说明其拥有较好的自锐性。

Fe-TiB₂复合材料具备高比强度、轻质、高热导率和耐磨损等特性，在热冲压模具材料领域具有广阔的应用前景。在Fe-TiB₂复合材料体系中，Fe与TiB₂之间的界面反应会损伤材料的力学性能，进而限制其在热冲压模具材料领域的应用。为此，本文采用了一种表面改性策略，即通过机械球磨涂覆技术在TiB₂颗粒表面镀覆Ti层，以抑制Fe与TiB₂之间的不良反应。通过对机械涂覆过程中混合时间、转速和Ti元素含量等关键参数进行优化，成功实现了对TiB_x（_x分别取值为1,1.2,1.5,1.8）与Fe粉末的界面特性的有效调控。结果表明，在1 050 ℃烧结条件下Ti涂层有效地包裹了TiB₂，抑制了Fe与TiB₂之间的界面反应，减少了脆性相Fe₂B的形成，显著提升了复合材料的硬度。其中，Fe-TiB_1.8复合材料在1 050 ℃烧结后的硬度值高达406.8HV。且经纳米压痕测试，其弹性模量为237.4 GPa，硬度为8.37 GPa。本研究不仅为制备不含Fe₂B的Fe-TiB₂复合材料提供了一种新颖且有效的方法，而且对开发其他存在界面反应挑战的热冲压模具材料具有重要的参考价值。

针对当前选区激光熔化（selective laser melting, SLM）成形高温合金普遍开裂的现状，设计了一种面向SLM工艺的Ni-Fe-Cr-Al合金，以气雾化方式制备了粉末材料，利用SLM技术，设置铺粉厚度为50 μm，层间旋转67^o，制备了不同激光功率和扫描速度条件下的成形样件。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及拉伸试验机等对合金试样的成形性、微观组织和力学性能进行了研究。结果表明：在激光功率大于140 W，且能量密度介于43.81~53.97 J/cm³时，成形件致密度超过99.3%，表现出良好的成形性，随着能量密度的增加，样品内部的缺陷先减少后增加，成形件的显微组织呈现等轴胞状亚结构或树枝状亚结构。在激光功率为200 W、扫描速度为800 mm/s时，打印成形件致密度最高，为99.88%，综合力学性能最优，硬度为212HV0.1，抗拉强度为696.33 MPa，屈服强度为545.86 MPa，断后伸长率为27.8%。室温断裂方式为典型的韧性断裂特征。该研究可为选区激光熔化Ni-Fe-Cr-Al合金的成分设计及应用提供一定参考。

采用扫描电子显微镜、硬度计和拉伸试验机等手段，研究了时效温度（100~400 ℃）和时效时间（0~24 h）对选区激光熔化（selective laser melting, SLM）成形体育器械用Al-7.8Si-2.58Mg-0.12Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，打印态以及100、150、200和300 ℃时效态SLM成形铝合金的物相都主要由α-Al、Si和Mg₂Si相组成;150 ℃时效态与打印态SLM成形铝合金的显微形貌相似，基体组织中都可见网状和少量颗粒状共晶Si;时效温度升高至200 ℃及以上时，网状共晶Si组织发生分解，且随着时效温度升高，Si相颗粒会发生粗化与长大、数量减少。时效态SLM成形铝合金的显微硬度随着时效温度升高而先增大后减小，当时效温度为150 ℃时取得最大值（191.3 HV）;时效温度150 ℃时，SLM成形铝合金的显微硬度会随着时效时间延长而先快速增大。随着时效时间从2 h延长至24 h，时效态SLM成形铝合金的抗拉强度、屈服强度先增后减，时效12 h时取得最大值，这主要与起第二相强化作用的Mg₂Si相和Si颗粒存在形式有关。

当前关于陶瓷增强金属复合材料在激光粉末床熔融（laser powder bed fusion, LPBF）增材制造领域的研究报道较为有限，在材料成分设计、加工参数优化、显微组织及力学性能的全面表征等方面需要进行系统研究。选取Fe20Cr5Al作为基体材料，以WC和球形铸造WC（cast tungsten carbide, CC）作为增强相，对陶瓷增强FeCrAl基复合材料的LPBF工艺及其性能进行了研究。通过响应曲面法开发了Fe20Cr5Al-20vol.%WC复合材料最优打印参数为：激光功率231 W，扫描速度1 259 mm/s，扫描间距0.068 mm;而Fe20Cr5Al-20vol.%CC复合材料相应的最优参数为：236 W-1 280 mm/s-0.06 mm。两种材料打印件的相对密度均在96%以上;研究发现在加工过程中，WC颗粒与基体之间发生反应，形成了Fe₃W₃C，同时伴随着W和C元素向基体扩散的现象;同纯Fe20Cr5Al合金相比，添加体积分数20%WC和CC后，复合材料的硬度显著提升了超110%，抗压强度也提升了超80%。

通过粉末埋入辅助涂覆技术将SiCp颗粒包覆一层Ni粉，用粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强铁基复合材料，比较了SiC含量对SiC/Fe和SiC(Ni)/Fe复合材料力学性能的影响。研究表明，添加Ni包覆的SiC颗粒，能够很好地改善增强体与基体的界面结合，显著提高铁基复合材料的力学性能。SiC含量为0.6%的SiC/Fe复合材料的平均硬度达到89.5HRB，SiC(Ni)/Fe复合材料的平均硬度达到92HRB，与基体平均硬度82.2HRB相比，分别提高了8.9%、11.9%。当SiC含量0.1%时，SiC/Fe复合材料冲击韧性达到22.6 J/cm²的最大值，掺加Ni包覆SiC烧结钢比直接添加SiC颗粒的烧结钢冲击韧性高。当SiC含量0.1%时，SiC(Ni)/Fe复合材料抗拉强度达到680 MPa的最大值，比基体抗拉强度高;SiC/Fe复合材料抗拉强度与基体抗拉强度接近。掺加Ni包SiC颗粒的扩散合金化钢比掺加SiC颗粒的扩散合金化钢的耐磨性提高。

选择酸、胺及双官能团分散剂对银粉进行表面改性，对比改性后银粉的性能，结果表明不同的表面分散剂改性后的银粉物理性能存在较大差异。通过SEM和团聚因子分析，发现十二酸改性的银粉分散性最佳。使用双官能团分散剂对（LD-109、BYK-410）银粉进行改性后，其振实密度和松装密度与对应的单一分散剂相比均有所提高。XRD检测显示，分散剂改性仅作用于银粉表面，不改变银粉的面心立方相结构及高度结晶性。采用接触角测试法判断改性后银粉的亲水亲油性并结合银浆的细度测试发现：银浆的细度与银粉的分散性、松装密度、振实密度等物理性能无直接关联，而与银粉的接触角特性高度相关。当银粉与水、溶剂（松油醇、二乙二醇丁醚）均呈不完全浸润状态时，其制备的银浆经三辊研磨分散后，更容易满足细度小于等于5 μm的要求，且所需研磨次数显著减少。

采用熔炼法制备的电极通过等离子旋转电极雾化法制备了用于3D打印的Mo-Re合金球形粉，通过化学分析、金相分析、粒度、球形度和物理性能测试研究了Mo-Re合金球形粉的显微组织和物理性能。研究表明：采用高温烧结+电子束熔炼+真空自耗电弧熔炼制备电极棒，等离子旋转电极雾化方法制备的Mo-Re合金粉末纯度高，氧氮低于0.005%，性能优异;粉末球形度高，表面质量较好，物理性能优异，适合于铺粉型3D打印;但粒度较大，细粉收得率较低，适合于需要粗粉的选区电子束熔化成形。

钨铜合金兼具高密度、高动能、高声速、高延展性、高强度和低线膨胀系数，被广泛用作石油射孔弹药型罩材料、反装甲武器等。本文采用干混法制备钨铜混合粉末，经压制成形、烧结等工艺制备W80Cu20合金，研究不同压制压力对压坯和烧结坯组织和性能的影响，采用黄培云双对数压制方程对粉末的压实性进行评价。结果表明，W80Cu20压坯和烧结坯显微组织均匀，随着压制压力的增大，压坯密度、相对密度和抗压强度均上升。W80Cu20最佳压制压力为700 MPa，其压坯密度、相对密度、抗压强度分别为13.53 g/cm³、86.5%、106.76 MPa。根据黄培云双对数方程拟合所得曲线的相关性系数为0.990 4，硬化指数m=3.11，压实模量M=128.04，说明钨铜混合粉具有良好压实性，进而探讨了W80Cu20粉末在压实过程中的致密化机制。

本文通过对回转窑煅烧碳酸钴生产氧化钴的实际生产过程数据的跟进，研究了规模化生产条件下碳酸钴煅烧成氧化钴的质量影响因素，以氧化钴中碳含量评估碳酸钴煅烧效果，以每小时进料量评价生产效率，结果表明：保证碳含量在0.1%以下，煅烧工艺为：碳酸钴进料速度900 kg/h，回转窑高温区温度700 ℃，进风量650 m³/h，引风频率17 Hz，自转频率22 Hz。

采用选区激光熔化技术制备一种高导热FeCoNi中熵合金，研究不同扫描策略对合金致密度、微观组织和显微硬度的影响。结果表明，扫描策略对合金致密度影响较小，67°扫描策略成形的合金孔隙率最低，仅为0.01%，基本实现全致密。然而，不同扫描策略通过改变粉末凝固过程中的热量传递，显著影响了FeCoNi合金的晶粒尺寸、晶体取向与织构强度。利用层间旋转0°、67°和90°三种扫描策略制备的试样，其平均晶粒尺寸分别为4.11 μm、3.15 μm和2.22 μm，对应的织构分别为<001>、<111>和<101>取向。在相同的激光能量密度下，扫描策略对合金组织形貌有显著影响，进而导致67°扫描策略成形的FeCoNi中熵合金显微硬度最高，达到338 HV。

采用大气等离子喷涂工艺在样件上制备双陶瓷层结构热障涂层，面层和中间层分别为Gd-Yb改性YSZ层、YSZ层，金属粘结层为NiCoCrAlY层，经过模拟真实发动机工况燃气考核后表面涂层出现黑色斑点。为探明黑斑产生原因，通过体式光学显微镜、激光烧蚀质谱等方式对出现黑色斑点的热障涂层样件的表面形貌、内部组织及成分等进行了全面分析，排除了霉斑、积碳、内部金属颗粒夹杂等因素，明确了黑色斑点是因为水汽渗透在涂层内部形成HCl弱酸环境，金属粘结层中大量的Ni、Co等元素发生腐蚀，形成的Ni²⁺、Co²⁺等游离态离子由底层向陶瓷涂层中扩散渗透，并经过高温加热生成金属氧化物，从而演变形成黑斑。最后采用湿热实验方式模拟发动机工况进行了黑斑重现实验，在同等工艺条件下制备的样件表面经过高温加热后复现了黑斑现象，验证了在湿热环境中，Ni、Co等底层元素会因为弱酸腐蚀由内向外扩散进入陶瓷面层，造成黑斑的出现。

研究针对粉末冶金领域常用316L不锈钢金属粉末，考察了不同分散条件对激光粒度分布检测结果的影响。利用马尔文Mastersizer3000+Ultra激光粒度分析仪，分别研究了分散剂、样品质量、搅拌速度、超声时间、折射率、吸收率、遮光度等参数对粉末激光粒度分布测定结果的影响。实验表明，7种分散条件均会对粒度分布结果造成影响，分散条件的选择决定了测试结果的准确性。当分散剂选择纯净水、样品质量为3.5 g、搅拌速度为2 600 r/min、超声时间为15 min、折射率为2.6%、吸收率为0.5%、遮光度为10%时，粉末激光粒度分布测试结果准确性和重复性相对最好，为同类型粉末测试提供了可靠的数据支撑，有很广泛的应用前景。

探讨了Ti含量变化对PCBN复合材料合成和性能的影响，以开发出具有优异性能的PCBN复合材料。使用CBN、Al₂O₃和Ti粉作为原料，在高温高压下成功合成了PCBN复合材料。深入分析了材料的物相特征、硬度、抗弯强度、断裂韧性和微观结构。结果显示，当Ti粉的添加量在9%左右时，PCBN复合材料的显微硬度、抗弯强度以及断裂韧性都达到最大值，分别为34.2 GPa、900 MPa和7.8 MPa·m^1/2，与未添加Ti粉的样品相比分别提高了10%、25%、31%。

铜基复合材料具有优异的导电性、导热性和综合力学性能，是应用于国防器械、高铁、工业装备等高尖端领域的重要材料。高熵合金与铜线膨胀系数相近且其具有良好的耐磨性、热稳定性和抗疲劳性等，与基体表现出良好的界面结合和出色的相容性，而且还能提高材料的强度、硬度和耐磨性能，是一种潜在的铜基复合材料增强相。本文主要围绕高熵合金增强铜基复合材料的研究进展，分析了各种增强相的性能并且与其他增强相相比高熵合金的优势及其发展前景，综述了高熵合金增强铜基复合材料的强化机制和复合材料的制备工艺，最后提出了通过高熵合金增强相成分设计、表面处理、扩散活化烧结等方法调控界面结构，为制备出具有优异性能的铜基复合材料提供理论依据。

高铁刹车片是高速列车安全运行的核心部件，其性能直接影响到列车的制动效果和安全性。铜基粉末冶金摩擦材料因其优异的机械性能、耐磨性和热导性，逐渐成为高铁刹车片的重要材料选择。颗粒增强铜基摩擦材料具有优异的摩擦磨损性能，能够满足工程材料在高强度复杂环境中的应用，具有广阔的应用前景。然而，第二相与基体之间容易发生界面反应，引起晶格畸变，影响基体的界面关系、力学性能以及润湿性。这些问题不仅降低了高铁刹车片的安全性和可靠性，对于材料的使用寿命和维护成本也提出了更加严峻的挑战。主要讨论了金属间化合物、金属和合金、碳材料和陶瓷材料等增强相对于铜基摩擦材料组织、结构以及摩擦磨损性能的影响，指出了当前铜基摩擦材料存在的一些问题，并对增强相的未来发展趋势进行了展望。

随着固体火箭发动机技术的飞速发展，对苛刻高温工作环境下耐烧蚀材料的需求愈加迫切。钨渗铜材料因其良好的高温强度、抗烧蚀和抗冲刷性能，广泛用作固体火箭发动机的耐高温关键结构部件，对发动机的性能和部件结构完整性起到关键性的作用。以耐高温钨渗铜产品为研究对象，采用工作时长40 s的发动机地面热试车实验，针对实验后产品表面出现的裂纹现象进行宏观-微观的渐进分析。结果表明：钨渗铜内部金相组织正常，断口以穿晶断裂为主，沿晶断裂并存。外部结构防护不当导致钨渗铜产品外表面烧蚀穿孔，是烧蚀异常的主要原因，可通过加强装配防护或结构改进，避免材料失效。