摘要：中国科学院金属研究所成立于1953年，是新中国成立后中国科学院创建的首批研究所之一。创建者是我国著名的物理冶金学家李薰先生。建所以来，一直致力于材料的结构、性能、使役行为及其防护技术的研究，同时注重材料制备与加工及工程化研究。经过老一代科学家的艰苦创业和几代科技工作者的不懈努力，中国科学院金属研究所已经发展成为我国材料科学与工程领域重要的研究基地和人才培养基地，为材料科学的发展做出了杰出贡献。金属研究所高温合金研究部由两院院士、2010年国家最高科学技术奖获得者师昌绪先生创建于上世纪六十年代，主要从事高温结构材料的合金设计、制备工艺、微观结构和使役性能等方面的研究工作，多年来研制了系列铸造和变形高温合金，发展了真空精铸、定向凝固和电磁离心铸造等多种先进工艺技术。

摘要：B_(4)C-SiC复合陶瓷结合了碳化硼(B_(4)C)和碳化硅(SiC)的性能,具有良好的物理和力学性能。与单相B_(4)C陶瓷相比,B_(4)C-SiC复合陶瓷具有更高的断裂韧性;与单相SiC陶瓷相比,B_(4)C-SiC复合陶瓷具有更大的硬度。B_(4)C-SiC复合陶瓷有望替代单相B_(4)C陶瓷和单相SiC陶瓷广泛应用于工程领域。B_(4)C-SiC复合陶瓷的力学性能与B_(4)C-SiC复合粉体的颗粒分散均匀性有关。同时,B_(4)C-SiC复合陶瓷的力学性能还受微观结构和相组成的影响。为了降低B_(4)C-SiC复合陶瓷的烧结温度,常在原料中添加烧结助剂,常用的烧结助剂主要有碳、氧化物、硼化物、碳化物、金属单质、非金属单质(除碳外)。不同烧结助剂促进B_(4)C-SiC复合陶瓷烧结的机制各不相同;同时,这些烧结助剂通过影响B_(4)C-SiC复合陶瓷的微观结构进而影响其力学性能。本文根据B_(4)C-SiC复合陶瓷力学性能的研究结果,从B_(4)C-SiC复合粉体、微观结构、相组成和烧结助剂等方面详细阐述了B_(4)C-SiC复合陶瓷力学性能的影响因素,以期为B_(4)C-SiC复合陶瓷的设计和研究提供依据。

摘要：随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需求。物理气相沉积技术通过真空镀膜方式解决了新一代高强钢电镀和热浸镀的现存难题,优异的表面质量、强附着力、广泛的镀料选择和环保特性使其成为下一代表面工程技术的重要发展方向。本文综述了PVD在带钢涂镀领域替代传统带钢防腐镀层技术(如电镀锌和热镀锌)的应用及发展前景,特别关注了PVD的热蒸发方法、带钢连续PVD涂镀的发展历史、研究进展及其在工业应用中的现状,最后展望了带钢连续PVD镀层技术未来的研究方向。

摘要：转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。以曝气式搅拌反应器作为浸出装置,通过流体力学计算模拟(CFD)研究了搅拌过程中气液混合分布规律,并将其应用于钒渣中钒、铬的液相氧化浸出过程。结果发现,曝气式搅拌有利于促进气液相混合均匀,并将气液混合相向反应器底部推进,增加气相停留时间,提高了后续氧化效率。通过曝气式搅拌,反应器内形成高密度的细微气泡,提高金属氧化效率,将钒渣中铬的氧化效率提高到98%以上。进一步通过EPR对浸出渣分析发现,曝气式搅拌可以直接促进固相钒铬尖晶石的氧化和分解,提高后续浸出效率。本研究通过CFD模拟和试验验证,为曝气式搅拌用于提高液相氧化浸出过程中低价金属的氧化和浸出效率提供依据,为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。

摘要：萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。

摘要：目的针对某大截面变化率空心构件成形难的问题,采用液力成形的方法进行成形并对其生产工艺进行优化。方法首先针对目标零件,通过压扁截面处对称及圆截面处对称2种不同的对称方式设计了A型结构和B型结构,通过有限元模拟对比了同一加载路径下2种不同结构的成形特点,选取了成形效果较好的A型结构进行成形工艺研究,建立了A型结构的成形分区图,继而根据成形分区图进行了正交试验设计。结果在同一种加载路径下,A型结构成形的目标零件最大减薄率明显小于B型结构成形的目标零件最大减薄率,且在成形过程中,B型结构压扁特征处易出现褶皱或起皱趋势,而A型结构压扁特征处壁厚分布更加均匀,A型结构成形效果优于B型结构成形效果。优化后的工艺参数如下:压制压力为2 MPa、初始压力为7 MPa、成形压力为15 MPa、轴向进给为13 mm,成形零件最大减薄率为15.9%。结论经成形分区图指导设计的正交成形试验结果均符合设计要求,成形分区图的设立对成形试验的设计具有指导作用;采用优化后的工艺参数获得了较好的试验效果,可为工业生产提供指导。

摘要：Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析,讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明,该合金在减重方面优势显著,且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配,无明显短板;具有可接受的冷、热加工性能,通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件;应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%,应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。

摘要：理论计算结果已经证实MAX相Nb_(2)PC机械性能优于其它MAX相,是极具发展潜力的结构材料。但受限于现有含磷MAX相制备过程存在的原料成本高(原料需使用高纯金属、红磷、石墨粉体)、反应器设计复杂(反应需在密闭石英反应器中进行)以及反应时间长(由于磷沸点低,需进行长时间的低温磷化—高温反应制备MAX相)等瓶颈问题,含磷MAX相的深入研究一直被忽视。基于此,提出基于气固反应机理的含磷MAX相高温磷化制备新思路,利用磷铁渣中的FeP高温释放磷蒸汽特征,使其在高温下对Nb_(2)O_(5)碳热还原产物NbC进行磷化,成功实现了MAX相Nb_(2)PC的高效制备。同时,探究了原料配比、烧结温度及保温时间对产物纯度的影响。结果表明,当NbC与磷铁渣摩尔比为1∶5时,在1200℃下保温1 h可得到纯度大于99%的Nb_(2)PC。该方法有望为含磷MAX相的低成本、规模化制备提供技术基础。

摘要：本文概述了近年来镍基单晶高温合金的研发进展。在合金研制方面,总结了单晶合金近几年的发展及其成分设计方法。针对单晶合金常见的变形和损伤、失效机制,分别介绍了单晶合金蠕变、疲劳、氧化及热腐蚀机理,以及单晶合金中常见缺陷对力学性能的影响。在单晶叶片制造工艺方面,总结了高速凝固、气冷、液态金属冷却、以及流态床冷却等几种常见定向凝固工艺的研发和应用现状,并介绍了单晶叶片中几种常见缺陷的形成机制和相关控制技术。此外,本文还讨论了单晶高温合金及单晶叶片在应用基础研究领域面临的困难和挑战。

摘要：在Al-Pb二元难混溶合金的基础上添加其它的合金元素Ni,Y和Co,优化设计了新的Al_(82.87)Pb_(2.5)Ni_(4.88)Y_(7.8)Co_(1.95)多元难混溶合金。开展了该多元难混溶合金的快速凝固实验,对制备的薄带样品进行了结构表征、热稳定性分析以及显微组织形成的研究。结果表明,合金熔体在快速冷却过程中发生了液-液相分离,生成富Al和富Pb两液相;随后,富Al基体液相发生玻璃转变,形成铝基非晶合金基体,而富Pb液相凝固结晶后以球形晶态粒子形式均匀分布于铝基非晶基体中。研究表明,利用难混溶合金液-液相变原理,通过快速凝固技术可以设计和制备原位球晶粒子/非晶合金基复合材料。