摘要：压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中,为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题,本工作采用磁控溅射方式对PZT压电陶瓷进行表面金属化以提高PZT压电陶瓷与TC4钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明:Ag与母材之间的结合力较差,未焊合位置出现于Ag层与母材的结合处。当使用Ti/Ag作为金属化层时,由于Ag与Ti的结合力较差,未焊合易出现于Ti与Ag的结合处。当金属化层为Ni/Ag时,Ni可与钎料形成Ni—Sn层,提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag结构,并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明,该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现PZT陶瓷母材与TC4合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为β-Sn/Ag_(3)Sn/β-Sn+Ni_(3)Sn_(4)/Ni_(3)Sn+Ni/Ti_(2)Ni/Ti_(2)Ni+α-Ti/PZT。

摘要：硼元素添加造成的相转变和硼化物析出等因素会对原位TiAl基复合材料显微组织演化及热变形行为产生影响。利用等温压缩实验、扫描电子显微技术以及透射电子显微技术等研究材料的动态再结晶和动态回复机制,并计算出其表现变形激活能为691.506 k J/mol。在1100~1200℃温度区间,再结晶γ和α晶粒的形核长大分别主导α2→α相转变温度上、下的热变形行为。α相的动态回复主导材料在1250℃低应变速率下的热变形行为;同时,硼元素会提高α相含量,降低γ→α和α2→α相转变温度,进而促进加载过程中回复α相晶粒的形核长大。根据新建的本构模型,对TiAl基复合材料的变形机制和加工工艺进行详细阐述.

摘要：石墨烯具有特殊的二维结构及优良的力学、热学和电学性能,被认为是金属基复合材料理想的增强相之一。石墨烯与镁合金的复合化,能够解决镁合金强度及弹性模量低、导热性差的问题,从而满足航空航天、军工、汽车等领域的性能需求。然而,由于石墨烯与镁的润湿性差、无界面反应,石墨烯在镁基体中的分散和界面结合情况是镁基复合材料制备的关键。此外,镁合金粉末的高化学活性也限制了粉末冶金方法的使用,难以采用其他复合材料的制备方法作为参考。因此,主要探讨了石墨烯镁基复合材料的制备技术、主要的界面设计方法及变形行为,总结了石墨烯镁基复合材料目前面临的主要问题,并对石墨烯镁基复合材料的发展趋势进行了展望。

摘要：研究铝合金微型热管这类微型复杂空心挤压型材极易产生内腔偏心缺陷的问题,提出相应的挤压模具的结构设计原则。基于Altair Inspire Extrude Metal有限元分析软件,分析挤压比、焊合室高度、模芯间距和工作带长度对模芯变形的影响规律。模拟结果表明,焊合室高度和模芯间距对模芯变形的影响比较显著,而挤压比和工作带长度影响微弱。当焊合室高度提高至某一阈值时,模芯的最大变形量随着焊合室高度增加。模芯间距存在最优值,偏离该值会促进模芯变形。挤压试验结果表明,在较优的模具结构参数下获得壁厚尺寸精度±0.04mm的微型热管型材,对应的主要模具结构参数为挤压比137、模芯间距28 mm、焊合室高度8 mm和工作带长度3 mm。

摘要：冷喷涂是近年来发展起来的一种固态材料沉积技术,具有沉积温度低、沉积速度大、沉积效率高等特点,在金属材料尤其是温度敏感的金属材料固态喷涂成型方面具有明显优势。冷喷涂中,喷涂粉末的状态(包括形状、尺寸和含氧量等)对整个涂层的影响较大,对冷喷涂粉末进行改性和合理设计显得十分重要。阅读和整理近年来冷喷涂研究领域中喷涂粉末的前处理技术,主要包括粉末预热和热处理以及粉末复合技术,粉末复合技术的主要方法有机械混合法、球磨法、造粒法和包覆法等。总结整理了各种技术的优缺点,可为冷喷涂过程中粉末处理技术的选择提供参考。

摘要：金刚石/金属复合材料作为新一代热管理材料在航空航天、电子封装等多个领域具有广阔的应用前景。金刚石/金属的界面结合状态对于复合材料优异热物理性能的发挥起到重要作用,金刚石与金属不润湿且具有较大的声学失配,界面改性是提高金刚石/金属复合材料导热性能的有效途径。综述了金刚石/金属界面热阻的理论计算和实验测试方法,简要概述了基于界面热阻的金刚石/金属界面设计。并从增强界面结合强度和引入界面过渡层2个角度总结了通过金刚石/金属界面改性提升复合材料导热性能及力学性能的最新研究进展。最后,分析了金刚石/金属复合材料研究目前存在的问题并提出了未来可能的发展趋势。

摘要：热电材料能够利用固体内部载流子的定向迁移将热能直接转换成电能,在深空探测和工业废热回收发电领域具有广阔的应用前景。影响热电输运行为的多个物理参数之间互相耦合,此消彼长,使材料热电优值的提高困难重重。碲化锡是一种环境友好型中温热电材料,近年来获得了广泛关注。针对碲化锡本征阳离子空位浓度过高、双价带能量差较大、晶格热导率较高等缺点,综述了近10年来关于碲化锡热电输运参数解耦以及热电性能提高的主要方法,包括载流子浓度优化、能带结构调控、晶体缺陷设计与构建等,论述了各优化方法的作用机制和物理本质。指出重掺杂提高碲化锡热电性能的方法会导致其力学性能下降的问题,强调了在实际应用中热电和力学性能的取舍,展望了碲化锡从材料到器件将面临的重大挑战。

摘要：以新型模具材料为应用背景,首先从多主元合金设计的角度,预测了CrMoTi中熵合金成分,并在实验中验证了其单相bcc结构。对CrMoTi中熵合金的硬度和热学性能进行了测试。结果表明,电弧熔炼样品在室温下硬度为520.6 HV_(0.3),在600℃时硬度为356.0 HV_(0.3);在室温下比热容为371 J/(kg·K),热导率为14.0 W/(m·K)。随后以金属元素粉为原材料,对比研究了直接激光沉积(DLD)和选区激光熔化(SLM)2种增材制造技术在原位合金化成型CrMoTi中熵合金的加工适性。其中DLD样品在打印态密度最高达7.46 g/cm^(3),硬度达到634.6 HV_(0.3)。SLM的原位合金化加工适性相对较差,样品密度最高为7.27 g/cm^(3),硬度为605.9 HV_(0.3),且在其内部残留有未熔Mo粉。相比较而言,在作为模具的性能方面,CrMoTi合金表现出略优于H13钢的硬度和高温热导率。在原位合金化方面,CrMoTi合金的原料包含了熔沸点差异较大的金属元素,且形成相为硬脆bcc结构相,对增材制造技术而言有较大的加工难度,而DLD技术相对SLM表现出更好的原位合金化加工适性。

摘要：文章融合教学、科研和本科生毕业设计指导工作,利用基于科学实验获得的泡沫材料的应力-应变数据,设计了MATLAB离散数据数值积分教学案例——泡沫铝材料吸能特性计算。实验中采用“教师引导+学生实践”方式,使学生作为主角、教师作为配角。通过该教学案例,学生不仅学会了运用MATLAB软件进行数据处理和结果可视化的方法,提高了算法编程能力,还启迪了自身的创新思维,提升了科学文化素质。实践证明,该教学案例取得了良好的教学效果。

摘要：扩散动力学信息是深入理解合金的相变机制、微观组织形成和演化机理的关键参数,也是实现新型钴基与Nb-Si基高温合金设计与研发必要的基础物性数据。首先,本文系统地归纳了高温合金中常见的合金化元素及其作用。随后,详细介绍了合金体系中自扩散系数与杂质扩散系数的机器学习计算方法、互扩散系数的实验测定方法以及示踪扩散系数的分子动力学计算方法,并介绍了本课题组在新型钴基与Nb-Si基高温合金多元扩散动力学数据库建立与完善方面的工作。最后,介绍了扩散动力学数据库在微观组织模拟、合金设计等领域的应用,并对扩散动力学数据库的完善及应用方面的发展进行了展望。