“粉末冶金”主题征稿

选题计划粉末冶金技术解决了某些材料采用传统铸造方法难以制造的难题,最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织,可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列髙性能非平衡材料。新技术的兴起,如机械合金化、粉末注射成形、温压成形、喷射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延髙温合成、烧结硬化等,使得粉末冶金材料和技木得到重视,其应用也越来越广泛。目前,粉末冶金技术既是髙强度、髙密度、形状复杂、无切削、少切削零件的制造工艺,又是生产新型材料的加工方法。本刊特别策划了“粉末冶金”主题,诚挚邀请您对团队的研究成果进行论述和展示。     

增材制造钛合金的裂纹扩展行为的晶体塑性有限元分析

本文通过Abaqus和MATLAB,结合扩展有限元建立了一种基于Voronoi图的晶体弹塑性有限元模型。为验证该模型,模拟了晶体取向对激光熔化沉积TC18静力性能和疲劳裂纹扩展的影响。结果表明,该模型能够重现试验现象,并一定程度上揭示产生这种现象的原因。能够有效描述金属晶体的各向异性响应,并能为增材制造钛合金疲劳裂纹扩展分析和以提升损伤容限性能为目的的工艺优化提供有益参考。     

MPCVD法合成硼掺杂金刚石薄膜的次级发射性能

为解决电子倍增器、场发射阴极和粒子/光子探测器现有阴极材料次级发射系数低且发射不稳定的问题,对微波等离子体化学气相沉积（MicrowavePlasmaChemicalVaporDeposition,MPCVD）法结合H等离子体表面处理工艺制备的不同B₂H₆/CH₄浓度的硼掺杂金刚石薄膜的次级发射能力进行了研究。样品表面扫描电子显微镜和拉曼光谱分析结果显示,硼掺杂金刚石膜表面形貌与未掺杂的金刚石膜相似,样品表面均为高纯度的金刚石相。将置于空气中数日且未经任何表面处理的硼掺杂金刚石样品进行次级电子发射性能测试,结果显示一次电子入射能量为1keV时,得到高达18.3的二次电子发射系数。试验证实这种具有高二次电子发射系数的硼掺杂金刚石膜,暴露空气中由于表面氧化会破坏其表面的负电子亲和势,而真空中加热会使表面重新恢复负电子亲和势,这种负电子亲和势的完整保留,提高了该材料次级发射的稳定性,在器件中具有重要的应用前景。     

功率组件基于等离子清洗的免钎剂真空软钎焊技术

为解决功率电子产品中陶瓷电路板与热沉载体功率组件焊接效率低、空洞率高等问题,对焊接过程中的焊料类型,真空度以及空洞率进行了研究,提出了一种新的免钎剂真空焊接方法。研究结果表明,使用等离子清洗的焊片可显著提高抽真空速率,并减少气泡,降低空洞率;采用新焊接方法得到的试样空洞率低、焊接效率高、质量一致性好,可用于高可靠性功率电子产品中。     

泡沫金属的制备方法及应用

介绍了多孔泡沫金属材料常用的传统制备方法(铸造法、发泡法、烧结法和沉积法)及具体应用。并提出了一种新型的泡沫金属制备方法——喷射电沉积法。     

颗粒增强金属基纳米复合材料脉冲电沉积制备研究

采用脉冲电沉积,在普通碳钢表面制备了Ni-W-P／CeO2-SiO2颗粒增强金属基纳米复合材料,研究了脉冲峰值电流密度和脉冲占空比对电沉积过程的影响,采用纳米颗粒的质量百分含量、沉积速率、显微硬度和表面形貌进行表征。结果表明：增加脉冲峰值电流密度或脉冲占空比,Ni—W—P基质金属晶粒细化,CeO2和SiO2纳米颗粒的质量百分含量提高。当脉冲频率为1000Hz,脉冲峰值电流密度和脉冲占空比分别为40A／dm^2和50％时,沉积速率最快（56．24μm／h）,显微硬度最高（712Hv）。此时,Ni—W—P基质金属轮廓清晰,晶粒细小而均匀,CeO2和SiO2纳米颗粒以弥散态均匀分散在基质金属中。     

原子层沉积纳米钝化层薄膜厚度测量技术研究

原子层沉积无机纳米薄膜技术广泛应用于军民领域。本文通过在原子层沉积系统加装原位石英晶体微天平测量系统，通过原位石英晶体微天平研究原子层沉积无机薄膜生长过程并进行薄膜厚度的在线测量。通过研究原子层沉积反应条件，实现原子层沉积无机薄膜厚度的石英晶体微天平在线测量结果替代薄膜厚度线下光学测量结果，解决各类复杂腔体内壁原子层沉积薄膜厚度无法精确测量的问题。     

EB–PVD热障涂层工艺优化 及其抗氧化性能

采用正交试验分别研究了基体预热温度、通氧流量以及通氧时间对电子束物理气相沉积YSZ涂层在1150℃热冲击和抗氧化性能的影响。随着基体预热温度的升高,涂层的热冲击性能先升高再降低,随着预氧化通氧流量的增加和通氧时间的延长,涂层的热冲击性能逐渐升高,当达到一定范围后趋于稳定。确定优化后的工艺参数为基体预热温度900℃,预氧化通氧流量200mL/min,预氧化通氧时间15min。     

浅析军用飞机修理中的表面工程技术及应用

介绍了超音速火焰喷涂、爆炸喷涂、微弧沉积、激光熔覆以及喷丸强化等表面工程新技术、新工艺在军机修理中的应用和成功修复案例,并指出这些表面工程技术在理论研究和工程应用水平上仍处于起步阶段,尚存在亟待解决的问题,需要在今后的工作中加以解决。