氮化铝（AlN）因其优异的导热性、绝缘性及与硅匹配的线膨胀系数,成为电子封装与热管理领域的关键材料。然而,AlN粉末易在潮湿环境下与水发生水解反应,生成氢氧化铝（Al(OH)₃）或羟基氧化铝（AlOOH）,导致氮含量流失及氧含量升高,使其制备的陶瓷和热界面材料导热性能降低,阻碍其产业化应用。本文系统介绍了AlN粉末的水解机制,阐明了各因素对水解行为的调控规律,重点梳理了氮化铝粉末表面改性技术,最后指出当前研究存在的问题,并展望未来发展方向,为AlN粉末在电子器件领域的高效应用提供理论支撑与技术参考。

采用机械合金化和放电等离子烧结相结合的方法制备了Al_xCu_1-xCoFeNi高熵合金（x=0.25、0.5和0.75）,研究了不同化学计量比时高熵合金粉末和烧结态试块的物相组成、显微形貌和力学性能。结果表明,球磨时间为64 h的烧结态Al_xCu_1-xCoFeNi高熵合金,当x=0.25和0.5时高熵合金都形成了单一面心立方固溶体,而x=0.75时高熵合金形成了面心立方+体心立方固溶体结构。x=0.25、0.5和0.75时,烧结态Al_xCu_1-xCoFeNi高熵合金试块的致密度分别为98.3%、95.8%和97.7%,x=0.25和0.5时Al_xCu_1-xCoFeNi高熵合金中存在Al和Cu元素的偏聚,而x=0.75时高熵合金中Al元素存在偏聚、Cu元素未见明显偏聚。随着x值从0.25增加至0.75,Al_xCu_1-xCoFeNi高熵合金的屈服强度、断裂强度和硬度逐渐增大,压缩应变逐渐减小,与铸造AlCuCoFeNi高熵合金相比,x=0.25时高熵合金的屈服强度、断裂强度、压缩应变和硬度都较大。

粉末锻造技术将传统的压制烧结粉末冶金技术与精密闭式热模锻技术的优点相结合,对烧结的预压件在闭式模具中进行一次锻打即可产出力学性能优良的近净成形产品。以Al-Mg-Si系6061铝合金为模型材料研究合金的粉末锻造工艺及力学性能,对烧结6061铝合金进行热模拟分析,得到其本构方程和热加工图,之后通过闭式热模锻制备了粉末锻造6061铝合金,并对比研究了锻造态合金与烧结态合金T6热处理前后微观组织与力学性能。结果表明,烧结6061铝合金热加工性能较好,在425~500 ℃/0.01~1 s^-1范围内变形时无失稳现象。相较于烧结态合金,锻造态合金平均晶粒尺寸由12.3 μm变为9.6 μm,合金元素分布更加均匀,致密度由96.68%提升至99.71%,硬度由40.9HV提升至64.7HV,屈服强度提高75%,可达129 MPa,抗拉强度提高58%,可达220 MPa,断后伸长率提高138%,可达29.6%;经过T6热处理之后,锻造态合金的主要强化相主要为β"相和β相,其硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为135.2HV、301 MPa、372 MPa和12.0%。

为探究激光功率对铁基合金组织和性能的影响,利用激光熔覆技术在45钢表面制备铁基合金涂层,通过显微组织观察、硬度实验、电化学测试对试样进行分析表征,研究不同激光功率（1 100、1 400、1 700、2 000 W）对铁基合金涂层组织和性能的影响。结果表明：在不同激光功率参数下制备的涂层均呈现出良好的冶金质量,未观察到气孔、裂纹等微观缺陷,且涂层与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层的物相主要由α-Fe、γ-（Fe,Ni）、α-（Fe-Cr）、γ-（Ni-Cr-Fe）物相组成。随着激光功率的提升,涂层的稀释率呈现递增趋势,同时显微组织中的等轴晶粒尺寸逐渐增大。涂层的显微硬度随激光功率的增大,表现为先升高后降低的趋势。当激光功率为1 400 W时,涂层硬度最大为565.4 HV0.2,E_corr最大为-0.339 V,i_corr最小为3.19×10^-6 A·cm^-2,R_ct最大为71.8 kΩ,耐蚀性能最佳。

工贸行业生产加工过程中伴生的可燃性金属铝粉尘具有较大的涉爆风险,构建铝粉的燃爆特性体系有助于为铝粉尘爆炸防控提供关键数据支撑。该综述对铝粉火焰速度、火焰温度、点火敏感度、最大爆炸压力的实验方法及结果进行了系统论述,进而给出了铝粉燃爆研究结论的共通性和差异性,并探究了不同实验结果的影响因素。最终,讨论了不同影响因素条件下铝粉燃爆特性的演化规律。

随着新能源汽车、通讯等技术的快速发展,对高性能、复杂结构的纯铜散热器要求越来越高。传统的锻造、铸造、粉末冶金压制等工艺都难以制造复杂结构的制品,而机加工、3D打印等工艺成本较高,不利于大规模推广,金属粉末注射成形工艺具有低成本、批量制造复杂形状制品的优势,有望实现复杂结构纯铜散热器的规模化制造。目前,纯铜粉末注射成形工艺存在球形粉末成本高、烧结致密度不高等技术挑战。因此,本文系统总结了纯铜粉末注射成形工艺的研究进展,重点阐述了喂料制备、注射成形、脱脂和烧结等关键工艺的研究现状,并提出未来发展建议,为推进纯铜注射成形工艺的工程化应用提供参考。

能量密度是动力型电池最重要的性能指标。金属锂负极具有超高的理论容量（3 860 mAh/g）与超低的还原电位（-3.04 V H⁺/H）,因此采用金属锂代替石墨负极后可使电池能量密度大大提升。然而,金属锂负极所面临的最大问题是与电解液存在严重的电化学不稳定性,从而导致副反应加剧,消耗电解液,使电池容量衰减加剧。此外,由于界面副反应而导致的锂枝晶生长亦增加了安全隐患,也制约着金属锂电池的发展。针对上述问题,本研究采用磁控溅射沉积方法,以磷酸锂（Li₃PO₄）作为人工固体电解质膜沉积于金属锂负极表面,从而获得优异的金属锂/电解液界面电化学稳定性,抑制电池的极化。与此同时,由于锂沉积与剥离的均匀度的提升,锂枝晶的生长亦受到抑制。Li₃PO₄的离子导通电子绝缘作用使金属锂对称电池的恒时间模式临界电流密度从1.6 mA/cm²提升至3.6 mA/cm²,恒容量模式临界电流密度从4.0 mA/cm²提升至8.6 mA/cm²。所组装的软包电池能量密度可达355 Wh/kg,0.2 C循环150圈后容量保持率达到90.8%。

本文系统综述了光固化3D打印技术的研究进展及其在多领域的应用。首先,介绍了光固化技术的原理及主要方法,包括立体光刻、掩模投影立体光刻、双光子聚合和数字光处理等,并分析了各自的技术特点。其次,详细讨论了光敏树脂的组成、改性方法及其增强性能的研究现状。重点探讨了光固化技术在医学领域（如齿科修复、组织工程支架、肿瘤模型和柔性监测传感器）的应用,并扩展到电子信息和机械制造领域。最后,对光固化技术的未来发展方向进行了展望,强调材料创新和工艺优化在推动医工融合和智能制造中的关键作用。

采用超高转速等离子旋转电极法制备了GH4698高温合金的粉末,通过热等静压技术实现了GH4698高温合金试坯成形,经过标准热处理后开展了微观组织表征及力学性能测试。试验结果表明：本文采用超高转速等离子旋转电极法制粉+热等静压成形+热处理路线所制得GH4698高温合金的力学性能可以满足锻件要求,在室温和750 ℃的平均抗拉强度分别为1 325和873 MPa,优于铸-锻+热处理工艺;室温和750 ℃的平均伸长率分别为26.7%和6.6%,略低于铸-锻+热处理工艺;室温下的平均冲击功和冲击韧性分别为60.1 J和75.3 J/cm²。

本文简要介绍了中国粉末冶金制品产业整体发展及产品结构情况,介绍了中国传统粉末冶金零件产业增长和市场结构情况,以及近年传统粉末冶金中汽车零件、家电零件和含油轴承的发展情况;简要介绍了中国粉末冶金零件主要技术发展情况;简要介绍了中国新能源汽车快速发展对传统燃油汽车市场的影响,以及对传统粉末冶金零件产业的影响;简要分析了在中国新兴产业快速发展中,粉末冶金制品产业在未来将面临的机会和挑战。

本文提出了一种利用氧化铝粉末颗粒进行基材表面改性的技术,利用激光振荡器结合喷砂装置,成功实现了将直径数十微米的氧化铝颗粒高速且精确地嵌入5052铝合金金属表面层。该激光诱导粉末射流技术利用激光熔化基材的表层,随后将高速喷射的氧化铝颗粒在铝合金基材熔融层中迅速嵌入,达到增强材料表面性能的目的。通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线分析（EDX）对样品横截面进行观察,嵌入颗粒的深度可达约100 μm,并检测了嵌入氧化铝颗粒的数量和分布范围。进一步探讨了喷射压力、激光能流密度（单位面积上激光能量的流动速率）及颗粒入射角度等关键工艺参数对嵌入深度、嵌入量、颗粒分布的影响,为优化该技术的工艺条件提供了理论依据和实验数据支持。该技术的成功开发不仅拓展了材料表面改性的新途径,还为提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性等性能提供了新的技术方案。

采用放电等离子烧结（spark plasma sintering,SPS）制备出Cu-12.5Ni-5Sn合金,研究了烧结温度、烧结压力和保温时间对合金致密度和力学性能的影响,探索了合金最佳的放电等离子烧结条件及微观结构和力学性能之间的关系。结果表明,随着烧结温度、烧结压力和保温时间的增加,合金的致密度、硬度和屈服强度都呈现出先增加后降低的趋势,当烧结温度为870 ℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为30 min时,合金的致密度在98%以上,时效后合金的硬度和屈服强度分别达到252HB和468 MPa的最大值。时效处理能够促进合金中片层状组织的进一步细化和形成,时效处理后在晶界和晶内有不同形状的富Ni和Sn的γ-CuNi₂Sn相形成。此外,片层状的γ-CuNi₂Sn相确定为不连续沉淀γ-DO₃相,其与调幅结构交替排列形成夹层结构,调幅分解强化和沉淀强化是合金具有良好力学性能的主要原因。

为优化金属结合剂金刚石工具的制备工艺提供系统性理论支持,实验研究了不同金属在热压条件下对金刚石性能的影响。采用酸腐蚀法对热压烧结工艺中制备的金属结合剂进行腐蚀,将腐蚀后得到的金刚石与原始金刚石进行表面形貌、表面腐蚀率、腐蚀深度等比较和分析,并对金刚石进行抗压强度测试。结果表明,随着温度升高,金刚石表面腐蚀率上升,表面腐蚀深度逐渐增加,导致金刚石的抗压强度明显降低。在相同热压条件下,经过Fe、Co、Ni、Cu、Cr、Ti热压烧结后,金刚石表面形貌和性能均呈现不同程度的变化。具体而言,在700 ℃热压烧结条件下,Ti对金刚石抗压强度的影响最小,且金刚石腐蚀率和腐蚀深度分别为66.7%和0.453 μm。相比之下Cr和Fe使金刚石抗压强度显著下降,同时对金刚石的腐蚀深度均高于其他金属的腐蚀结果。拉曼分析揭示,金刚石的表面结构和性质在大多数情况下未发生明显变化,仅在Fe和Co腐蚀后出现极少数石墨结构。

为了研究制粉工艺对NiCrAlY粉末和涂层的影响,采用紧耦合气雾化和超声气雾化NiCrAlY合金粉制备大气等离子涂层,对比了粉末和涂层的物理性能、形貌、物相组成和元素分布。结果表明,两种粉末成分物理性能相近,形貌均为泪滴形,粒度组成有差别。显微组织均为胞晶+枝晶组织。紧耦合气雾化粉末45~90 μm收得率为30.69%,凝固冷速为1.25~2.49×10⁴ k/s。而超声气雾化粉末收得率超60%,冷速为1.18~2.08×10⁴ k/s,枝晶胞晶分布更规整。两种涂层均为片层状结构,涂层的孔隙度和抗拉强度分别为12.81%、11.35%和36.8 MPa、34.8 MPa。紧耦合气雾化和超声气雾化粉末的粒度分布和相结构有差别。两种雾化粉末制备的涂层截面形貌、元素分布和涂层性能相近,紧耦合气雾化粉末中细粉多,相结构复杂,涂层元素含量明显变化,结晶度差、孔隙度高、显微硬度高。

本文通过液相化学法制备超细银粉,研究了硝酸银加料速度、反应温度、硝酸银浓度、细化剂量、碱液温度对超细银粉性能的影响,并采用扫描电镜进行形貌观察。结果表明：硝酸银的浓度、硝酸银加料速度、反应温度、细化剂量、碱液温度分别为0.15 mol/L、200 L/s、55 ℃、35 g、30 ℃时所制备的超细银粉团聚现象少、粒径均一、分布集中,性能指标优异。

氢能作为清洁能源转型的关键,其储运技术至关重要。固态储氢凭借高容量和安全性优势,成为突破储运瓶颈的有效途径。本文紧扣“材料动态响应—系统集成优化”主线,系统梳理了金属氢化物、复杂氢化物等主要固态储氢材料的热力学与动力学特性、循环稳定性及其受热管理、结构设计等因素影响的动态响应。在系统层面,综述了储氢装置在换热器设计、温控策略、安全防护及结构紧凑化方面的集成优化方法,并结合成本构成探讨了经济性制约因素。总体而言,开发低成本、高容量、快动力学的储氢材料,并优化热管理与系统集成方案,是实现固态储氢规模化和商业化的核心。

基于还原反应及热力学模型,系统分析了以平四管炉为还原设备的钼粉二段还原过程热能消耗和结构组成。结果表明,反应过程所消耗的热量占比17.87%,过量反应气体带走的热量占比为68.54%;结合能耗管理视角,分别从热效率提升、热损耗控制和热效应保障3个方面提出钼粉二段还原过程能耗管理策略,一是通过还原炉氢气氛围精确调控以提升热效率,二是通过设备巡检配合余热回收利用以降低热损耗,三是通过优化设备温度控制和数据监测系统以保障热效应,多措并举为设备改造和工艺优化提供方向。

在不锈钢粉末中加入氮化铬并使用选区激光熔化技术制备了高氮钢样品,系统研究了不同激光参数对于高氮钢组织、物相以及力学性能的影响。实验结果表明当激光能量密度增加时,样品的缺陷呈现出先增大后减小的趋势。激光能量密度过高,加剧粉末中氮元素的溢出形成较多的缺陷。样品物相为奥氏体和马氏体,并且随着激光能量密度的提升,样品的奥氏体相含量在逐渐下降。添加氮化铬的样品抗拉强度为1 134~1 254 MPa,屈服强度为 822~1 057 MPa,伸长率为9.6%~16.64%。样品的断裂行为主要以韧性断裂为主,部分区域是脆性断裂。当能量密度为130.21 J/mm³（激光功率250 W,扫描速度800 mm/s,扫描间距0.08 mm,铺粉厚度0.03 mm）时,过配粉末选区激光熔化成形试样表现出最好的力学性能。

热等静压近净成形（HIP-NNS）技术作为粉末冶金工艺的重要技术之一,由于其可以制备结构复杂的高性能产品,近年来在航空航天领域得到广泛应用。双相不锈钢（DSS）材料具有优异力学性能和耐腐蚀性能得到了海工、船舶、核电和石油化工等行业关注。本文通过HIP-NNS技术,借助Shima塑性变形模型和MSC.Marc有限元软件完成了DSS粉末HIP-NNS致密化和包套尺寸变形预测,分析了粉末相对密度和等效应力变化规律。结果表明：仿真模型获得了较高的预测精度,最大尺寸误差不超过3%。采用数值模拟的方法准确的预测了包套收缩和粉末致密化过程,大大提高了粉末利用率和生产效率,降低了加工成本,为实现复杂结构DSS产品一体化成形提供了新的工艺途径。

九爪同步器锥环是重卡大扭矩变速器锁销式同步器中使用的关键零件,采用粉末冶金技术替代传统铸造及锻钢工艺对九爪同步器锥环制备技术工艺进行研究,选用Fe-0.5Mo-4.0Ni-1.5Cu-0.8C等扩散合金粉料,经过粉末压制、烧结熔渗铜、精密加工及热处理等工序完成粉末冶金九爪同步器锥环零件制造。粉末冶金锥环九爪密度为7.49 g/cm³,表面硬度为HRC31、抗拉强度为623 MPa,其各项性能指标完全满足重卡变速器装机和使用寿命要求。粉末冶金工艺制备九爪同步器锥环零件,克服了原40Cr铸钢锥环零件质量重,加工量大、工序繁琐、生产效率低、成本高等不足,具有少切削加工、节能节材、高效、低成本等优势,适宜零件的大批量生产。

将冷等静压成形与离心沉积成形技术结合,采用真空烧结成功制备了管状316L-ZrO₂复合梯度多孔膜材料。使用X射线衍射仪、扫描电镜和多孔材料完整性测试仪对多孔材料的物相组成、微观孔结构形貌和孔隙性能进行了分析,研究了烧结温度对316L-ZrO₂复合梯度多孔膜材料孔结构形貌、透气系数和孔径分布的影响,并采用死端过滤方式考察了其在含油含盐废水处理中的过滤效果。结果表明：通过在梯度膜层厚度计算公式中引入修正系数K,可以实现对膜层厚度的准确调控,本实验中K值范围为0.21~0.25;膜材料的透气性能随着烧结温度的升高而逐渐降低,且在700~800 ℃时透气系数的降低幅度更大,但膜层对应的平均孔径值更小,从0.28 μm减小至0.18 μm;316L-ZrO₂复合梯度多孔膜可以有效去除含油含盐废水中的悬浮物,但对COD、氨氮及溶性盐的去除效果较差。

烧结硬化通常是指在连续烧结冷却后期（650~315 ℃）,在相对较低的冷却速度下（1~3 ℃/s）,材料的大部分或全部转变为马氏体。与传统热处理工艺相比,只需要控制烧结后期的冷却速率就可以实现材料强化,具有工艺成本优势,因此也被称为One Step工艺。通过分析近些年国内外学者对烧结硬化粉的研究工作,讨论了烧结硬化材料成分设计,合金元素加入方式、烧结工艺等对硬化性能的影响,总结了目前烧结硬化粉中出现的一些技术问题,提出扩大合金元素的选择,有针对性的改善烧结硬化工艺将是未来烧结硬化粉的发展方向。

篦齿封严是航空发动机中重要的气路动密封结构,为了防止篦齿在运转过程中与金属蜂窝发生磨损损伤,通过等离子喷涂在篦齿表面制备了镍铝氧化铝耐磨防护涂层,涂层涂覆完整、结合良好。采用高温高速可磨耗试验机对涂层进行了模拟工况服役性能测试,结果表明：篦齿与蜂窝刮削后,蜂窝发生明显的塑性变形;篦齿主要发生切削和磨耗,表面有明显蜂窝材质的涂抹、粘附和积聚,提高线速度和进给深度可加重蜂窝破坏变形和对篦齿表面的粘附。篦齿尖端未发生明显的磨损变形,表明涂层在对磨刮削过程中未发生大块剥落,而是被蜂窝层层循环磨耗,涂层对篦齿起到了良好的保护作用。在测试条件线速度为300 m/s、进给深度为300 μm时,碰磨的切向力和径向力极值最大,分别为999.51和582.52 N,实现转静子的小间隙结构,有效保证气路封严效果。

分析了钽粉物理性能对钽阳极块成形性的影响,研究发现,在相似化学成分的条件下,钽电解阳极块的压制成形与钽粉的流动性、粒度分布及后续团聚处理的颗粒大小等物理性能密切相关。当样品的费氏粒径从6 μm增加到16.4 μm,粒度分布跨度从1.76降低到0.96时,流动性得到改善,同时钽粉压制成形性也明显提高,抗压强度从4.6 MPa提升到了14.6 MPa,并且与做为引线的钽丝的结合也更牢固。

为阐明铁粉压制过程中力学拓扑特征,以离散元理论为基础建立铁粉压制颗粒尺度数值分析模型,并通过万能试验机进行纯铁粉压制实验结合压制方程验证模型可靠性。通过研究和模拟不同摩擦因数工况,结合复杂网络定义方式,并通过改变拓扑相关参数如聚类系数、平均度及结构路径长度等探究粉末压制过程中的拓扑特征。研究结果表明：随着压制过程进行,不同颗粒连接组成的环的数量表现各不同,3个和4个颗粒组成的L3、L4环的数量均逐渐增加,相反多个颗粒组成的L5、L6、L6+环的数量发生减少,表明颗粒系统稳定性提升。此外,粉末颗粒接触间隙减小,体系平均度以及聚类系数趋于减小,而结构路径逐渐变短,其体系逐渐趋于致密化。随摩擦因数降低,平均度和聚类系数增大,结构路径变短,体系致密性也得到改善,但同时流动性变差。本研究揭示了铁颗粒材料细观结构演化,拓展了粉末压制细观力学及拓扑学研究理论基础,并对铁粉致密成形改善以及不同压制过程具有指导意义。

采用陶瓷工艺制备了高耐压稀土永磁铁氧体Ca_0.85-yLa_ySr_0.15Fe_2n-0.3Co_0.3O_19-δ,采用耐压测试仪、永磁铁氧体测量仪、扫描电子显微镜对产品磁特性、耐压特性及显微结构进行了检测与分析,结果表明,在特定工艺条件下,随主配方n、La的取代量y及适当SiO₂的添加,材料的磁性能、耐压特性得到明显改善。当n=5.3,y=0.36,预烧温度为1 260 ℃时获得的预烧料,细粉碎时添加0.15%的SiO₂,结合成形压坯在1 100~1 180 ℃这一温区,v_升=1 ℃/min、v_降=10 ℃/min的慢升温、快降温烧结工艺,可获得（BH）_max为36.37 kJ/m³、AC1 500 V,漏电流为2.4 mA的磁性能优良、具有高耐压特性的稀土永磁铁氧体。

气雾化法制备粉末的基本原理为金属液流被高速气流冲击为微小液滴,在表面张力的作用下成为球形,并最终凝固成金属粉末的过程。通过数值模拟与实验相结合的方式,以Ni60A高温合金雾化过程中气、液两相交互机制为研究对象,采用VOF（volume of fluid）多相流模型和DPM（discrete phase model）离散相方法,研究了雾化压力对高温熔体一次雾化和二次雾化过程KHRT（kelvin-helmholtz rayleigh-transport）模型破碎过程和粒度分布的影响,并与实验结果进行对比。结果表明,回流区面积随着雾化压力的增大而增大,粉末粒径先减小后增大。当雾化压力为2 MPa时,实验制备的粉末粒径与数值模拟结果误差为4.8%,验证了数值模拟Ni60A合金粉末雾化破碎过程的准确性。

选择AlCoCrFeNi高熵合金（HEA）颗粒作为增强相,采用搅拌摩擦加工（FSP）工艺和水下搅拌摩擦加工（SFSP）工艺制备HEA/Al复合材料。采用XRD、扫描电镜、显微硬度仪和拉伸试验机等分析测试手段对复合材料的性能进行分析。试验结果表明,FSP和SFSP工艺均成功制备了高熵合金颗粒均布于5083铝合金基体的复合材料;相较于FSP工艺,SFSP工艺制备的HEA/Al复合材料（简称SFSPed HEA/Al）,高熵合金颗粒分布更加均匀、致密,界面反应层厚度较小,约为150~200 nm,界面无明显反应产物生成,其晶粒结构更细小;相较于FSP工艺制备的复合材料,采用SFSP工艺制备的复合材料强度和塑性更佳,断口为韧性断裂特征,断口中没有明显的颗粒拔出特征;相比5083Al基体,SFSPed HEA/Al复合材料的硬度提高了69.6%,磨损率下降了48.2%。

国内外研究者注重研究多层多道冷喷纯铜涂层,但对单道单层冷喷涂纯Cu涂层的特性未深入研究,因此采用冷喷涂技术在6061 T6 Al合金板上沉积不同喷涂温度和喷涂压力下的单道单层纯Cu涂层。利用三维轮廓仪测量涂层表面粗糙度;通过OM、SEM、XRD分析涂层厚度、微观形貌和物相组织;拍摄的SEM照片结合Image Pro软件计算涂层中的孔隙率;分别采用显微维氏硬度计和万能力学试验机测试涂层的显微硬度和剪切强度,再利用SEM观察涂层的剪切断面形貌。本次研究探明了升高喷涂温度,涂层厚度和剪切强度都有增加,但是涂层的表面粗糙度、孔隙率和显微硬度逐渐降低;随着喷涂压力的增加,涂层表面粗糙度、显微硬度和剪切强度都相应的增加,但孔隙率随之减少。最后揭示了单道单层纯Cu涂层微观结构和机械性能与喷涂参数变化关系,为高性能纯Cu涂层的研究奠定了基础。

自熔合金粉末的固液相线温度是其焊接工艺参数设置的重要考虑因素,也是影响该类材料性能以及喷涂、激光熔覆粉、3D打印等加工效果的重要参数,准确测定自熔合金粉末固液相线温度区间尤为重要。主要依据自熔合金固液相线温度测试标准YS/T533-2006,利用DSC差热分析法测试了自熔合金粉末的熔化和凝固曲线,探讨了如何正确测定固液相线的方法以及合适的测试参数。实验结果表明由于凝固过程中过冷度的存在,所得的凝固起始温度低于其升温过程中的熔化起始温度,与二元相图中液相线高于固相线的特征不符。自熔合金粉末的固液相线应根据熔化曲线进行测定,熔化起始温度和熔化终止温度分别对应为固相线温度和液相线温度。此外,不同升温速率、试样量的实验结果表明,升温速率在4~10 ℃/min、试样量在5~50 mg范围内,测试结果重复性好。推荐实验条件为：升温速率为10 ℃/min、试样量为15 mg左右。

采用电极感应熔化气雾化（electrode induction melting gas atomization,EIGA）技术成功攻克了球形稀土钆粉制备的技术难题,研究了不同雾化压力对通粉粒度的影响,本实验优选的稀土钆雾化工艺：雾化功率43 kW、棒料下降速度20 mm/min、旋转速度5 r/min、雾化压力5.0 MPa。采用扫描电子显微镜、粒度分析仪和霍尔流速计等对球形粉末的表观形貌、粒度和流动性等性能进行了测定,60目筛分后钆粉性能：粉末粒度D₁₀=22.29 μm、D₅₀=59.71 μm、D₉₀=121.3 μm、流动性为28.33 s/50 g、松装密度为4.36 g/cm³、振实密度为5.15 g/cm³,球形度良好,无非金属夹杂引入。

为进一步提升Fe-Mn-Si系记忆合金成分控制的精度以保证其性能,采用粉末烧结的方法,借助响应曲面法研究了球磨时间、烧结温度、烧结时间3种主要工艺参数的交互作用对铁基记忆合金致密度、显微硬度、抗拉强度和形状回复率的影响规律。结果表明：球磨时间、烧结温度、烧结时间均对合金性能产生重要影响。通过设计响应曲面法实验与结果分析,可以获得一套较为准确的数学模型,用来反映工艺参数对合金性能的影响幅度和作用规律,还可以建立工艺参数与性能之间对应关系。实验验证了所得模型推荐的实验范围内和范围外的两组最优工艺参数制备的试样,各项性能指标的模型预测值与真实实验值间的误差最大值为4.67%,最小值为0.77%,合金成分得到了较为精准的控制。基于响应曲面法的铁基记忆合金粉末烧结成形工艺对工程应用具有指导意义。

随着高功率电子设备对轻量化相变散热器件的需求日益增长,Al基毛细芯因自身低密度的特点,具有极高的应用潜力。渗透率和毛细力作为毛细芯的关键性能,直接影响散热器件的传热性能,然而因测试方法的局限性,粉末特性对渗透率和毛细力的影响鲜有报道。本文以不同粒径及形貌的Al粉为原料,添加合适的助烧剂,采用松装烧结制备Al基毛细芯,对比其孔隙特征、渗透性能、毛细性能及抗弯强度差异,探讨主体粉末粒径及形貌对Al基多孔毛细芯孔隙特征及吸液性能的影响。结果表明,粉末粒径及形貌对毛细芯的孔隙特征具有显著影响,粒径180~106 μm的不规则Al粉,制得的毛细芯在具备高强度的同时可维持较高孔隙率,其综合性能最优,孔隙率为40.84%,渗透率为2.94×10^-11 m²,毛细力为0.92 kPa,抗弯强度为26.05 MPa。

针对WNiFe合金对拉伸速率的敏感性,以93WNiFe合金为研究对象,通过不同拉伸速率下的单向静拉伸试验,结合断口形貌分析,探究拉伸速率对其拉伸性能（抗拉强度、断后伸长率）及断裂机制的影响,并引入敏感性系数量化敏感程度。结果表明：93WNiFe合金对拉伸速率具有高敏感性,且呈现“低速率区间高敏感、高速率区间低敏感”特征。随拉伸速率从0.18 mm/min增至19.29 mm/min,抗拉强度由889 MPa增至940 MPa（增幅5.7%）,断后伸长率由32.5%降至22.0%（降幅32.3%）;敏感性系数显示,0.18→0.45 mm/min区间的敏感程度最高（抗拉强度S≈48.15 MPa‧min/mm,断后伸长率S≈-11.11%‧min/mm）,而12.06→19.29 mm/min区间敏感程度显著降低（抗拉强度S≈0.28 MPa‧min/mm,断后伸长率S=0）。微观机制上,拉伸速率增加导致断裂模式由“钨-钨界面分离为主”转变为“钨颗粒穿晶断裂为主”,是抗拉强度提高的主因;而断裂相占比从3.68%降至0.66%,导致断后伸长率降低。研究结果可为93WNiFe合金在不同服役速率条件下的应用提供理论参考。

Fe基粉末冶金含油轴承材料存在着力学性能与自润滑性能不能兼顾的问题,严重阻碍了Fe基含油轴承的发展与应用。从增强相、润滑相、制备工艺和孔隙结构等方面,介绍了Fe基粉末冶金含油轴承材料研究进展,并指出,研究并开发一种润滑性能好、力学性能高的Fe基粉末冶金含油轴承材料是Fe基复合材料未来发展的趋势之一。

利用光学显微镜、扫描电镜、摩擦磨损试验机和拉伸试验机等手段,研究了退火温度对添加微量元素Er（质量分数0.14%）和Zr（质量分数0.2%）选区激光熔化Al-Mg合金的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,晶界析出相弥散均匀分布,Al₃(Er,Zr)第二相颗粒尺寸逐渐变大,表面柱状细长晶逐渐融合,组织逐渐均匀;断口韧窝的平均直径和深度逐渐变大、变深;合金的抗拉强度和显微硬度逐渐降低,而伸长率逐渐增大,塑性变形能力显著提高。

本文主要研究了选区激光熔化工艺参数对GH3625合金成形缺陷、显微组织及高温持久性能的影响规律。研究结果表明：选区激光熔化过程中,体能量密度过低时,金相中观察到少量未熔合缺陷和较多孔洞缺陷;随着体能量密度的增加,金相中仅存在少量孔洞缺陷,无未熔合缺陷。固溶处理后,不同体能量密度试样的微观组织均表现为横向等轴晶和纵向柱状晶的形貌。并且纵向试样的高温持久寿命和断后伸长率均高于横向试样。试样中仅存在微小孔洞缺陷时,横向和纵向的持久寿命均超过70 h,纵向的断后伸长率也超过23%,持久断口显示裂纹均起源于试样表面,横向试样以晶界微裂纹扩展连通成主裂纹为主要断裂模式,纵向试样以晶界扩散型孔洞汇集微裂纹连通成主裂纹为主要断裂模式。试样中存在条状未熔合缺陷时,高温持久寿命显著降低,横向和纵向试样的持久寿命分别低至19.0 h和28.7 h,纵向的断后伸长率更是降低至9%,这主要是因为条状未熔合缺陷作为微裂纹加速了持久裂纹连通和扩展。

本研究采用HVOF超音速火焰喷涂工艺制备了铁基非晶涂层,研究了氧气流量、送粉速率对涂层单层平均厚度、孔隙率、维氏硬度的影响规律。涂层单层平均厚度主要受到航空煤油与氧气反应的程度和送粉量的影响。在氧气流量为0.849 6、0.873 2 m³/min时,即接近氧气与航空煤油完全燃烧比例时,涂层单层平均厚度较高,随着氧气流量继续增加涂层单层平均厚度降低。随着送粉速率的增加,涂层单层平均厚度逐渐增大。涂层孔隙率受粉末颗粒表层氧化与粉末颗粒在喷涂过程中的受气体加热加速后的温度、速度的共同影响。孔隙率与送粉速率并未表现出较为明显的数学规律。随氧气流量变大,孔隙率先增加后降低,在0.896 8 m³/min达到峰值。涂层显微维氏硬度主要受到高温高速气体对粉末颗粒的热输入的影响,热输入越高,涂层硬度最低。送粉速率的增加导致涂层硬度较低。随氧气流量增加,显微维氏硬度先降低后增加,在0.873 2 m³/min达到谷值。重点考虑涂层的孔隙率结果,确定当氧气流量为0.849 6 m³/min、送粉速率为3.8 g/min时,获得了孔隙率最低（1.8%）的涂层,该工艺下单次喷涂涂层厚度为21.4 μm、硬度为810.8HV。

单晶蓝宝石脆性大、硬度高,化学性能稳定,在掏棒加工中存在着加工效率低,寿命短,掏取出的晶棒有内裂纹和表面划伤等问题,所以蓝宝石的高效、高质量掏棒加工迫切需要解决。在研究金刚石钻头胎体配方的过程中,采用了有约束的配方设计方法,探讨了不同成分对钻头的锋利度和寿命的影响。为了评估改进效果,使用SPSS进行了回归分析,以探究各组分之间的关系。经过t检验后,得出了性能指标与各组分之间的主次关系及显著性的评估。最后,运用Excel求解方法得到最优化的胎体配比方案。实验结果显示,所构建的Scheffe回归方程用于预测实验结果具有很高的准确性。对配方设计实验的数据进行F检验和t检验可知,WCu粉的含量对蓝宝石套料钻的锋利度有非常显著影响,当WCu粉的质量分数为35%、FCS20为30%、Co粉为35%时锋利度最好,加工出蓝宝石晶棒的表面质量最好。有约束的配方均匀设计可以大大降低实验次数,并获得最优的结果。

磷酸铁锂电池因其热稳定性、耐久性以及低成本等优势,被广泛应用于动力及储能系统中。然而,磷酸铁锂电池的广泛应用仍面临着严峻挑战,动力电池快速放电能力要求2C以上,由于磷酸铁锂一维通道传输的特点,2C以上倍率放电会加速磷酸铁锂电池的衰减速率,阻碍其进一步应用。研究发现,磷酸铁锂试验电芯在经历200周0.5C充电-10 min搁置-3C放电的超倍率能力限制的循环后,容量出现快速衰减,容量保持率为88.3%且极片中央显著析锂。通过循环过程中温度及超声测试,证实了磷酸铁锂实验电芯3C放电过程中导致析锂的电解液呼吸作用与温度效应的加剧。据此提出了中央析锂现象的温度浸润耦合模型,模型指出,电池在充放电过程中存在电解液的吞吐及温度分布的不均,造成极片不同区域锂传输速率不一致,引起负极中央区域锂的聚集。最后,从治本及治标的角度,具体地提出优化充放电策略、提高正极导电炭黑（1%至3.5%）以及降低极片压实密度等方法。结果表明,电芯容量保持率均得到有效提高,值得注意的是,在200圈时,相比于常规测试下实验电芯95.9%的容量保持率,正极高导电炭黑组提升至98.5%,且中央析锂问题得到有效抑制。