2026年第11期

>ARTICLE

• Fe-30Mn可降解金属的激光原位合金化及其生物学研究

  汪润泽, 唐金成, 单雪鹏, 黄钊臻, 李思敬, 严明

  2026,55(11):2713-2726   DOI:

  摘要(0) HTML(0) PDF(4.74 M)( 0)

  摘要：利用激光束粉末床熔融（PBF-LB）原位合金化制备了块状和Gyroid多孔Fe-30Mn合金，并探讨了不同打印参数对试样性能的影响。结果表明，打印过程中激光能量密度较低会导致铁、锰元素混合不均匀，导致材料力学性能下降；激光能量密度过高则会使锰元素挥发，造成合金成分不符合预期。通过优化激光参数，可获得致密度高、铁锰元素分布均匀的试样，其抗拉强度达到644.67 MPa，延伸率达到21.61%，在模拟体液中的腐蚀速率为0.042 mm/a。此外，所得Gyroid多孔支架的孔隙率为49.84%，0.2%应变屈服强度为66.11 MPa，20%应变下的压缩强度为170.76 MPa，弹性模量为6.41 GPa。间接细胞毒性试验和细胞黏附试验结果表明，该材料具有良好的生物相容性。综上所述，本研究使用PBF-LB原位合金化制备的Fe-30Mn合金具有作为可降解人骨植入材料的应用前景。

• Sr对Zn-Sn基可降解生物医学合金微观结构与性能的影响

  彭浩东, 李卓, 孙牧群, 陈英英, 赵琳琳, 张欣

  2026,55(11):2727-2736   DOI:

  摘要(0) HTML(0) PDF(3.67 M)( 0)

  摘要：研究了可生物降解Zn-1.5Sn-xSr合金（x=0、0.3、0.5， wt%）的微观结构、力学性能、腐蚀行为及细胞毒性。结果表明，Sr元素的引入形成了微量SrZn₁₃相，提高了Zn-1.5Sn-xSr合金的屈服强度和弹性模量。通过透射电子显微镜衍射斑点标定，证明了SrZn₁₃相的存在。电化学测试证实了Zn-1.5Sn-xSr合金表面生成钝化膜，且Zn-1.5Sn-0.3Sr表现出更好的耐蚀性，进一步的浸泡测试与X射线光电子能谱分析揭示了腐蚀产物膜的元素组成及成分，主要由氧化物、氢氧化物以及微溶性碳酸盐和磷酸盐组成。在细胞毒性方面，Zn-1.5Sn-xSr合金表现出优异的生物相容性。MTT实验显示细胞活力最高可达130%，这归因于材料降解过程中Sr²⁺的释放，Sr²⁺与Zn²⁺共同促进了细胞增殖与分化。

• 电流密度对硅磷酸盐电解液中2195铝锂合金微弧氧化涂层微观结构、耐腐蚀性及耐磨性的影响

  靳宗翰, 冯长杰, 张宇迪, 吴鸿, 王赫男

  2026,55(11):2737-2746   DOI:

  摘要(1) HTML(0) PDF(3.62 M)( 0)

  摘要：在硅酸盐-磷酸盐电解液中，采用微弧氧化技术在2195铝锂合金表面制备陶瓷涂层，研究了不同电流密度（200~800 A/m²）对微弧氧化涂层微观结构、耐蚀性和耐磨性的影响。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和表面粗糙度仪分析了微弧氧化涂层的表面及截面形貌、成分和粗糙度。结果表明，随着电流密度的增大，微弧氧化涂层的粗糙度和厚度均增加。该涂层主要由γ-Al₂O₃组成，并含有少量α-Al₂O₃。在最大电流密度下制备的微弧氧化涂层最为致密。动电位极化测试表明，涂层的耐蚀性随电流密度的增大而提高。当电流密度为800 A/m²时，微弧氧化涂层的耐蚀性最佳，其腐蚀电位为-0.536 V，腐蚀电流密度为4.32×10^-7 A/cm²，较基体降低了两个数量级。电化学阻抗谱结果显示，电流密度为800 A/m²时，试样的容抗弧半径最大，且在低频区具有最高的阻抗值。微弧氧化涂层的耐磨性随电流密度的增大而提高。当电流密度为200 A/m²时，磨损机制主要为磨粒磨损；进一步增大电流密度后，磨损机制仍为磨粒磨损。在800 A/m²下制备的微弧氧化涂层耐磨性最佳，磨损率为1.355×10^-4 mm³/(N?m)。

• CVD法在喉衬上制备均匀致密钨涂层的工艺优化

  谢铮, 汪龙龙, 谭成文, 于晓东, 宁先进

  2026,55(11):2747-2755   DOI:

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.30 M)( 0)

  摘要：本研究对已建立的钨低压化学气相沉积（CVD）模型进行改进，使其可在常压条件下于火箭发动机喉衬表面沉积高性能涂层。研究分析了三种不同反应器结构（直管进气反应室、加装布气装置反应室、加装布气装置与引流板反应室）以及结构对反应室内流动特性、温度场、组分浓度及沉积反应的影响。数值模拟与实验结果表明，采用布气装置与引流板相结合的反应室可通过增强气体径向扩散，消除反应室喉衬处的涡流，从而显著提升流场均匀性。该优化设计不仅提高了喉衬构件表面沉积速率的均匀性，还小幅提升了六氟化钨的利用效率。本研究为高均匀性钨涂层CVD系统的设计提供了理论基础，同时为其工程化应用提供了可行方案。

• 预氧化56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La阳极在铝电解高温熔盐电解质中的腐蚀行为

  杜娟, 包生重, 杨少丹, 周延军, 庄玉伟, 曹书光

  2026,55(11):2756-2764   DOI:

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.83 M)( 0)

  摘要：研究了未氧化和预氧化的56Cu-22Ni-12Fe-8Al-2La阳极合金在800 ℃的Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃-Al₂O₃铝电解用熔盐电解质中的腐蚀行为。测试了金属阳极在铝电解熔盐中的电化学性能，并研究了合金的腐蚀机理。结果表明，合金在800 ℃、O₂气氛下预氧化形成的氧化层主要由含铝、镍、铁、铜和镧元素的氧化物组成。电解3 h后，未氧化的金属阳极形成的腐蚀产物呈三层结构，腐蚀产物中不连续且多孔的氧化层在电解过程中提供了连通通道，使电解质易直接渗透进入金属基体，深度约为320 μm；预氧化后的金属阳极形成的腐蚀产物氧化层厚度约为190 μm，外层和内层氧化层包含连续的富Ni/Fe/Al/Cu氧化物（主要为NiFe₂O₄、CuAlO₂），中间层为致密连续的NiFe₂O₄层，厚度约为15 μm，氧化层中出现少量电解质，并渗入金属基体。在铝电解过程中，预氧化后的合金较未氧化的金属阳极合金表现出更优的耐腐蚀性能和稳定性。

• Mo含量对NbTiZrMo_x难熔高熵合金微观组织、耐磨性和腐蚀行为的影响

  徐连波, 李鑫磊, 贵永亮, 宋春燕, 龙海洋, 韩尚达, 杨玉升, 吴启明

  2026,55(11):2765-2775   DOI:

  摘要(0) HTML(0) PDF(5.89 M)( 0)

  摘要：以高纯度的Nb、Ti、Zr、Mo颗粒为原料，采用真空电弧炉制备了不同Mo含量的NbTiZrMo_x难熔高熵合金。系统探讨了Mo元素在合金中的作用，以及不同Mo含量对合金的微观组织、显微硬度、耐腐蚀性和耐磨性的影响。结果表明，NbTiZrMo_x合金具有单一的体心立方相结构，呈枝晶形貌。Mo通过晶粒细化和固溶强化显著提高了合金的显微硬度与耐磨性。随着Mo含量的增加，合金的磨损机制由以黏着磨损为主导、磨粒磨损与氧化磨损共同作用逐渐转变为氧化磨损和轻微的黏着磨损。在3.5wt% NaCl溶液中的电化学腐蚀测试表明，NbTiZrMo_x合金的耐腐蚀性随Mo含量增加呈先增强后减弱的规律，其中Mo含量为14.29at%时，合金的耐腐蚀性最佳，表明适量添加Mo能够促进稳定钝化膜的形成，从而显著提高合金的耐腐蚀性能。

• TC4钛合金圆筒件超声振动辅助热拉深工艺

  杨大勇, 闻祥捷, 邓喜文, 孟凡余, 高铁军

  2026,55(11):2776-2784   DOI:

  摘要(2) HTML(0) PDF(3.75 M)( 1)

  摘要：针对TC4圆筒件在热拉深过程中的破裂和制耳等质量问题，提出了超声振动辅助成形方法。通过超声振动辅助拉伸、滑动摩擦实验，确定超声振动对TC4热性能及界面摩擦性能的影响。通过探究不同温度条件下固定尺寸坯料的拉深力、拉深试件表面质量、壁厚分布和凸耳形态等，确定了超声振动对TC4圆筒件成型过程及质量的影响；最后通过不同温度条件下的变尺寸极限拉深实验，得到了超声振动辅助TC4圆筒件的极限拉深系数及试件有效高度。结果表明，TC4圆筒件热拉深过程，通过施加超声振动辅助，不仅能有效降低试件拉深力，还可以减小试件的制耳率，提高壁厚分布均匀性，有效提高了TC4圆筒件的极限拉深比和拉深试件有效高度。

>材料科学

• 具有点阵结构的多孔Ni-Fe合金电沉积制备

  苏保学, 阮莹

  2026,55(11):2785-2793   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250445

  摘要(0) HTML(0) PDF(1.62 M)( 0)

  摘要：采用电沉积耦合增材制造技术制备了具有点阵结构且孔隙率高（95%~98%）的多孔Ni-Fe合金。设计了四面体型和简单立方型2种点阵结构模型，发现减小杆元长度或增大杆元直径和杆元与水平方向夹角可显著提高点阵结构的比表面积。分析了电沉积参数对多孔Ni-Fe合金宏观形貌及结构特征的影响，确立最佳电沉积工艺条件是：阴极电流密度为2~3 A·dm^-2、沉积温度为50~60 ℃、镀液pH值为3、沉积时间为1 h。在此优化条件下制备了四面体型与简单立方型多孔Ni-Fe合金，经单向准静态压缩实验测试，四面体型多孔Ni-Fe合金的屈服强度达到22.91 MPa，比简单立方型提高35.8%。有限元模拟结果表明两种点阵结构在压缩载荷下应力均集中于节点区域，应力集中是导致局部变形与断裂的主要原因。

• 熔丝打印多孔钨的组织及孔隙特性研究

  王杰, 李志瑶, 樊峰嵩, 徐海峰, 秦运璞, 吴昊阳, 秦明礼, 曲选辉

  2026,55(11):2794-2801   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250453

  摘要(0) HTML(0) PDF(3.15 M)( 0)

  摘要：采用熔丝制造（fused filament fabrication，FFF）技术制备多孔钨构件，研究和表征了FFF打印的各阶段组织形貌以及最终多孔钨的孔隙特性。结果表明，采用FFF技术成功制备了层间结合紧密、无缺陷的多孔钨构件。3 μm商业钨粉的最大装载量可达到56%，混炼后的喂料表现出良好的流变性能。此外，研究了打印参数对生坯致密度的影响，得到了最佳的打印参数：喷嘴直径为0.6 mm，层厚为0.1 mm，打印速度为30 mm/s。FFF打印制备的多孔钨表现出均匀的孔隙分布。随着烧结温度的升高，多孔钨孔径减小，孔隙复杂程度增加，硬度和抗压缩强度升高。

• 激光选区熔化成形蜂窝嵌套晶格结构的压缩变形性能及微观组织研究

  刘征, 查正书, 彭聪, 张文玮, 陈孟, 罗乐, 张琦

  2026,55(11):2802-2811   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250336

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.84 M)( 0)

  摘要：将3种桁架杆单元晶格结构嵌套在蜂窝空腔内，从而得到新的蜂窝嵌套晶格结构。以AlSi10Mg粉末为材料，采用激光选区熔化成形（SLM）技术制备蜂窝嵌套新型bcc晶格结构（HC-N-bcc）、蜂窝嵌套对称杆晶格结构（HC-SP）、蜂窝嵌套新型萤石晶格结构（HC-N-F）和空蜂窝结构（HC-E）不同相对密度的试样，并对其进行侧面压缩力学性能测试、宏微观变形机制和能量吸收分析。结果表明：蜂窝嵌套晶格结构侧面压缩性能大幅优于空蜂窝结构，在46%相对密度下，HC-SP结构的压缩模量和峰值应力比HC-E高43%和44.7%，在应变50%下，其能量吸收值（）和破碎力效率（CFE）分别是HC-E的7.7倍和5.3倍。当桁架杆单元晶格嵌入蜂窝空腔后，使得蜂窝外壳从瞬间破碎变形变成缓慢均匀变形，这极大改善了蜂窝结构的压缩稳定性。同时，桁架体积占整体结构的占比越大，蜂窝嵌套晶格结构的性能提升效果越好。

• TC4钛合金电辅助拉伸行为及本构模型

  李萍, 刘少枫, 虞仁海, 刘柏松, 刘乐, 薛克敏

  2026,55(11):2812-2818   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250369

  摘要(0) HTML(0) PDF(1.25 M)( 0)

  摘要：对TC4钛合金进行了高温及电辅助拉伸实验，其中变形温度为600~900 ℃，电流密度为14~22 A/mm2。探究了温度及电流密度对合金流动应力的影响规律。结果表明，在热拉伸过程中材料的流动应力随着温度的升高而降低，延伸率与温度呈正相关。当施加脉冲电流后材料流动应力下降，延伸率随电流密度的升高表现为先升后降的变化趋势。最后基于拉伸真应力-真应变数据，在初始Johnson-Cook模型框架的基础上，构建了耦合热效应与非热效应的多物理场本构模型，采用回归拟合的方法确定了本构模型参数，并将实验值与预测值进行误差分析。结果表明，本构模型的确定系数R²≥0.95，平均相对误差MRE<2.5%，在宽域工艺参数范围内具有较好预测能力。本研究旨在为钛合金的电辅助成形提供理论依据，并为优化成形工艺参数提供参考。

• 离心压缩机叶轮材料在掺氢天然气环境下的氢相容性

  欧阳欣, 程磊, 满建峰, 袁春明, 马致远, 张珂馨, 罗浩, 秦娜娜, 王金华, 郭大刚

  2026,55(11):2819-2825   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250398

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.23 M)( 0)

  摘要：通过慢应变速率拉伸试验、疲劳裂纹扩展试验及断裂韧性试验初步评估了离心压缩机叶轮材料FV520B钢在不同掺氢天然气环境下的氢相容性，并结合断口整体形貌、微观结构特征进行分析。结果表明，掺氢比和气体压力升高，FV520B钢的抗拉强度和屈服强度相对空气环境均出现不同程度下降，同时断后伸长率和断面收缩率也明显下降，出现氢致塑性损失现象；掺氢比和气体压力升高，裂纹扩展速率-应力强度因子范围曲线整体左移，试样更早地发生裂纹扩展以及更快地进入失稳断裂，且其断裂韧性K_IC值降低，低倍断口形貌也观察到材料有变脆的倾向。本研究结果为离心压缩机叶轮材料FV520B钢在掺氢天然气运输中的工程应用提供了重要的实验参考。

• 考虑粉末盘服役特性的FGH95合金疲劳寿命与失效机制研究

  董成利, 洪建锋, 沙爱学, 彭子超, 王旭青, 李兴无

  2026,55(11):2826-2834   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250405

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.63 M)( 0)

  摘要：针对挤压锻造态FGH95合金在模拟航空发动机粉末盘组件服役工况下的使用性能评价缺失关键问题，本研究首先基于粉末盘组件止动槽上的最大主应变梯度，按照一定的设计准则设计出模拟件，并对其设计方法进行验证，然后采用基于临界距离（theory of critical distances, TCD）的疲劳寿命方法进行寿命预测，最后对疲劳寿命方法及失效机理进行验证。结果表明：本研究提出的1种三维空间域全自动搜索方法能够获得止动槽上的最大主应变梯度；与工程中常用Morrow修正的总应变寿命方法相比，采用考虑应变梯度的TCD寿命方法能够更准确地预测止动槽的疲劳寿命；合理解释了缺口标准圆棒试样不能准确模拟止动槽疲劳寿命的重要原因；运用断口分析技术验证了缺口标准圆棒试样、止动槽及其模拟件疲劳失效机理的差异。

• Zr-2.5Nb合金不同工艺预生膜的显微组织和摩擦磨损性能

  罗钦文, 张鹏, 俞强, 赵冠楠, 胡丽娟, 徐诗彤, 姚美意, 周邦新

  2026,55(11):2835-2843   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250407

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.82 M)( 0)

  摘要：微动磨损是限制重水堆用压力管寿命的主要原因之一。为提高重水堆用Zr-2.5Nb压力管的服役可靠性，采用3种预氧化处理工艺在Zr-2.5Nb合金表面制备了约1 μm厚的预生氧化膜，并研究了其力学性能与显微组织的关系。3种预氧化处理工艺分别为在400 ℃/10.3 MPa除氧过热蒸汽、300 μg/kg溶解氧过热蒸汽以及400 ℃/2 MPa低压蒸汽中氧化24 h。结果表明，Zr-2.5Nb合金由α-Zr和β-Zr双相组成，α-Zr和β-Zr的形貌均呈长条状，β-Zr连续分布在α-Zr晶界处。不同预氧化条件下生成的膜显微结构存在差异：除氧条件下的预生膜中的微裂纹相对较多，其柱状晶尺寸较为短小并且排列杂乱；溶解氧条件下的预生膜最致密，缺陷最少；低压条件下的预生膜厚度最大，孔隙和裂纹相对更多。与原始合金相比，预生膜使合金纳米硬度提高了50%~180%，硬度与弹性模量之比（H/E）提高了56%~81%，磨损率降低了31%~44%，预生膜显著提高了合金表面的硬度和耐磨损性能，使磨损机制由严重的磨粒磨损转变为轻微黏着磨损。其中，溶解氧条件下制得的预生膜最为致密，硬度提升效果最突出，这是因为预生膜的强化作用与其显微形貌密切相关。致密完好的氧化膜不仅硬度更高，且与金属基体结合更牢固，不易在局部受力时剥落或开裂。

• GNP/SiC/Al复合材料的常温及高温磨损行为研究

  毕胜, 胡恺琪, 周波, 谢龙飞, 朱杰, 张海鸿, 安震

  2026,55(11):2844-2853   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250410

  摘要(0) HTML(0) PDF(5.05 M)( 0)

  摘要：采用高能球磨法结合粉末冶金工艺制备了SiC和石墨烯纳米片（GNP）混杂增强铝基（GNP/SiC/Al）复合材料。通过SEM、TEM、拉伸试验机和摩擦试验机等对GNP/SiC/Al复合材料的微观组织、力学和磨损性能进行表征和分析，并与灰铸铁材料（HT250）进行对比。结果表明，SiC与GNP在基体中均匀分散，复合材料的常温及350 ℃下抗拉强度分别达到287和101 MPa。常温磨损中，复合材料耐磨性能低于灰铸铁，2种材料均呈现粘着磨损和磨粒磨损机制。高温磨损中，复合材料耐磨性显著优于灰铸铁。灰铸铁表现为粘着磨损和磨粒磨损机制，而复合材料以粘着磨损为主。SiC与GNP的高温钉扎效应、GNP的自润滑特性以及机械混合层的形成是GNP/SiC/Al复合材料高温耐磨性能优异的主要原因。

• 高速挤压Mg-8Al-0.4Zn-0.9Ca-0.2Gd-0.2Mn合金微观组织与力学性能

  孟帅举, 王孟璐, 陈剑飞, 张建军, 杨贵荣, 毕广利

  2026,55(11):2854-2861   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250420

  摘要(0) HTML(0) PDF(3.04 M)( 0)

  摘要：采用微量Ca、Gd对其进行复合合金化，在Mg-8Al-0.4Zn-0.9Ca-0.2Gd-0.2Mn（AZXVM80100, wt%）微观组织中原位生成大量高熔点Al₂Ca相、Al₂Gd与Al₈Mn₅相。这些高熔点第二相在高速（32.4 m/min）挤压过程中稳定存在，避免了热裂纹的产生，同时显著细化动态再结晶晶粒。高速挤压AZXVM80100合金发生了完全再结晶，表现出典型的基面纤维织构，其平均晶粒尺寸为8.6±1.7 μm。归因于显著的细晶强化作用与以位错滑移为主导的塑性变形机制，挤压态AZXVM80100合金表现出优异的强度与塑性匹配，其屈服强度与延伸率分别达到257.4±4.1 MPa与(14.9±0.8)%。兼具优异挤压加工性能与强韧性能的AZXVM80100合金在制备低成本高强韧挤压镁合金产品方面展现出巨大潜力。

• FGH4097和GH4079镍基高温合金的拉伸变形行为及位错组态研究

  田甜, 刘建涛, 刘明东, 张义文, 张明, 张强, 王艺星, 王旻曦, 赵元号

  2026,55(11):2862-2871   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250403

  摘要(0) HTML(0) PDF(9.80 M)( 0)

  摘要：采用粉末冶金工艺和变形工艺分别制备FGH4097和GH4079合金。结果表明，FGH4097合金的晶粒尺寸较GH4079合金的细小且均匀，前者晶粒度为6.0~6.5级，后者晶粒度为4.5~5.0级；FGH4097合金的γ′强化相尺寸均较GH4079合金粗大，且前者二次γ′相主要呈立方形，平均尺寸约为0.48 μm，而后者二次γ′相主要呈近球形，平均尺寸约为0.14 μm。对比二者拉伸性能可知，在25~750 ℃高温拉伸条件下，FGH4097合金的拉伸强度均较GH4079合金高，且塑性均明显较GH4079合金高，随着温度的升高，二者的拉伸强度和塑性差别越明显。为进一步探索FGH4097合金在不同温度拉伸过程中的高强度和高塑性变形机制，采用TEM分析手段进行拉伸断口微观组织表征。结果表明，FGH4097合金在25~650 ℃拉伸变形条件下，位错组态主要表现为γ通道内的高密度位错塞积，以及位错以超点阵层错和反相畴界形式切割γ′相主导，辅以少量连续层错切割γ′相和γ相。表明在中低温条件下合金的变形主要由位错切割γ′相所控制。随着拉伸温度升高至750~850 ℃，FGH4097合金中位错组态发生显著转变，γ′相和γ基体中大量微孪晶形成并占据主导地位，而连续层错和超点阵层错仅起次要作用。在高温条件下合金的主导变形机制由位错切割转变为微孪晶协同塑性变形机制。GH4079合金在25、650和750 ℃拉伸条件下均可观察到大量的连续层错切割γ′相和γ相，少量超点阵层错切割γ′相，以及少量微孪晶切割γ′相和γ相是其主要变形机制。

• ZTNM钛铝合金高温氧化行为及机制研究

  季显坤, 党宇洋, 冷坤, 王影, 夏智州, 刘少华, 赵春玲, 崔玉友, 张超

  2026,55(11):2872-2882   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250465

  摘要(0) HTML(0) PDF(4.75 M)( 0)

  摘要：以铸造钛铝合金ZTNM为研究对象，依据HB5258标准并结合循环氧化实验，系统研究了该合金在650和750 ℃循环氧化行为。结果表明，2种温度下合金的氧化增重动力学曲线均呈抛物线规律，650 ℃氧化速率（k''_{650 ℃}=0.0082 g?m^-2?h^-1）低于750 ℃（k''_{750 ℃}=0.0095 g?m^-2?h^-1），且在2个温度下氧化速率均达到完全抗氧化级。氧化过程可分为3个阶段：氧化初期生成TiO₂+Al₂O₃膜；中期在膜/基体界面处形成连续TiN/Ti₂AlN氮化物层，长期则在氧化膜中出现贫Al区。更高温度（750 ℃）促进了TiO₂的快速生长，使氧化膜更厚，氮化物层是决定氧化速率及氧化膜结构稳定性的关键因素。

• Mo元素对激光粉末床熔融Co-Cr-Fe合金组织与性能的影响

  何亚洲, 侯雅青, 米志杉, 王梓宇, 路勇超, 李小群, 周栋, 苏航

  2026,55(11):2883-2893   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250492

  摘要(0) HTML(0) PDF(11.69 M)( 0)

  摘要：采用Co、Cr、Fe和Mo单质元素混合粉末作为激光粉末床熔融的原材料，以原位合金化的方式制备了15Co-25Cr-(60-x)Fe-xMo(x=0~5, wt%)的成分梯度样品。研究了不同Mo含量试样的成分均匀性、相结构及微观组织。并结合实验结果与第一性原理计算，研究了Mo含量对磁性能的影响。结果表明：所有样品均实现了合金化且无孔洞或未熔颗粒等缺陷。随着Mo元素含量的增加，试样的磁性能呈现出先增加后降低的趋势。当Mo含量为3wt%时，试样具有最佳的磁性能，其矫顽力（）、剩磁（）和最大磁能积分别为26.54 kA/m、0.9 T和11.56 kJ/m³。此外，Mo的添加也提高了试样的显微硬度，15Co-25Cr-57Fe-3Mo合金的显微硬度为424HV_0.5。

• LPBF工艺参数对多孔结构生物医用金属影响的研究进展

  任永恒, 史义轩, 郑钰哲, 黄成聪, 赵上岩, 李轩, 陆雨辰, 武玉枝, 李培培, 李亚庚, 王鲁宁

  2026,55(11):2894-2915   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250646

  摘要(0) HTML(0) PDF(31.38 M)( 0)

  摘要：激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术已成为一种变革性的增材制造技术，可用于制备多孔结构金属，其定制化特性适用于多种生物医学应用场景。这类构件凭借轻量化设计、优异的力学性能和可定制化几何形状，在骨植入物、支架以及其他承重医疗器械中展现出独特优势。然而，LPBF工艺参数与最终结构及力学性能之间存在复杂的相互作用，这给实现临床应用所需的精度和可靠性带来了巨大挑战。本综述全面分析了激光功率、扫描速度、层厚等LPBF工艺参数对致密度、尺寸精度、微观结构和表面粗糙度等关键性能指标的影响，并深入探讨了这些参数对材料强度、抗疲劳性及功能特性等力学性能的作用，尤其关注其在生物医学领域的相关性。此外，还讨论了拓扑结构、单胞尺寸和取向等晶格设计因素的影响，强调了这些因素在优化医疗应用中生物相容性和结构完整性方面的重要作用。表面缺陷、几何精度偏差和微观结构不均匀性等问题被视为LPBF技术在生物医学领域广泛应用的主要障碍。未来的研究方向聚焦于通过工艺优化以及与机器学习等先进计算工具的融合来推动LPBF技术的发展，从而高效制造复杂的、患者特异性的结构。通过攻克这些挑战，LPBF技术有望为下一代生物材料的研发带来革命性突破，以满足不断发展的临床需求并改善患者预后。

• 基于稀固溶体前驱体纳米多孔金属的脱合金制备、结构调控和应用研究进展

  刘亚龙, 于滨, 颜雪娇, 程冠桦, 张忠华

  2026,55(11):2916-2927   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250497

  摘要(0) HTML(0) PDF(9.29 M)( 0)

  摘要：基于稀固溶体前驱体的脱合金策略在纳米多孔金属制备中具有重要意义。传统脱合金法受限于二元合金的有限成分范围，而稀固溶体前驱体通过大幅拓宽成分可调范围与优化动力学过程，实现了对多孔结构的精准调控。该策略成功制备出高长径比纳米多孔微线、超高孔隙率自支撑薄膜以及嵌套式分级纳米多孔金属，并在功能应用领域展现出显著优势：电催化材料通过表面电子结构优化实现高效析氢性能；太阳能水蒸发器件利用多级孔结构与局域等离子体效应实现宽带光吸收与高效蒸发；电驱动材料则凭借分级网络设计突破应变幅值与响应速率极限。该策略揭示了通过前驱体组分设计与脱合金工艺协同解决高比表面积与传质效率、力学稳定性矛盾的新机制，为新一代功能纳米多孔材料的开发提供了重要思路。

• 脱合金多孔铜的结构调控及力学行为研究进展

  陈鑫, 杨卿, 李朝坤, 刘蓉, 耿迎新

  2026,55(11):2928-2936   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250460

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.09 M)( 0)

  摘要：脱合金多孔铜因其优异且多样化的功能特性，在热管理、催化传感、减震吸能等领域展现出广阔的应用前景。结构调控是优化其功能特性的核心手段之一，而力学行为则是保证其在服役条件下结构稳定与可靠性的关键。本文基于脱合金多孔铜结构调控与力学行为的研究现状，归纳了金属间化合物相、固溶体及不混溶等不同体系前驱体的脱合金行为特征，总结了相应的孔隙结构调控方法；同时，梳理了多孔铜力学行为的研究现状、主要强化策略以及预测模型。最后，从结构调控与力学性能协同优化的角度，对未来重点研究方向进行了展望。

• 增材制造金属多孔材料的研究进展

  杨坤, 沈垒, 赵少阳, 徐晨阳, 许忠国

  2026,55(11):2937-2947   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250417

  摘要(0) HTML(0) PDF(6.99 M)( 0)

  摘要：金属多孔材料是一类兼具结构功能一体化特征的材料，其显著特点是具有明确的孔隙结构。这种孔隙结构使其同时具备金属材料与多孔材料的双重特性，因而广泛应用于核工业、石油化工、航空航天等领域。增材制造技术能够实现复杂多孔金属结构的一体化制造，具有材料利用率高、可精确调控孔隙结构等优势。本文介绍了面向金属多孔材料的增材制造技术发展现状，重点分析了增材制造金属多孔材料的成孔机制与性能特点，综述了其在医疗、模具等行业的应用进展，探讨了人工智能在金属增材制造技术中的应用情况，并对该技术未来的发展进行了展望。

• 纳米多孔金属在电催化和电化学储能中的应用

  王营, 周志兰, 韩高峰, 郎兴友, 蒋青, 韩丽平, 时航

  2026,55(11):2948-2963   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250434

  摘要(0) HTML(0) PDF(3.82 M)( 0)

  摘要：纳米多孔金属因其独特的孔结构和优异的电化学性能，在能源转化和储能领域展现出广泛的应用潜力。其结构特点使其具有大比表面积和优异的导电性，且成分结构具有可调性。因此，纳米多孔金属在能量转换领域中发挥了重要的作用。本文综述了纳米多孔金属的合成方法及其结构调控，重点探讨了其在电催化反应（如析氧反应和析氢反应）及储能设备（如锂离子电池、钾离子电池和超级电容器）中的应用。研究表明，纳米多孔金属不仅能够提高催化效率，还能显著提升电池的循环稳定性和能量密度。然而，合成方法的可重复性、长期稳定性、成本及实际应用中的技术障碍仍需进一步研究。未来的研究将集中在优化纳米多孔金属的微观结构和表面特性，以实现高效、可持续的能源解决方案。

• 纳米多孔金属加氢催化剂的制备及应用

  李嘉仪, 肖子辉, 李红, 丁轶

  2026,55(11):2964-2979   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250528

  摘要(0) HTML(0) PDF(16.03 M)( 0)

  摘要：纳米多孔金属催化剂（NPCs）凭借其高比表面积、可调控的孔道结构和限域效应，在催化加氢领域展现出显著优势。本文系统阐述了以雷尼镍为代表的纳米多孔金属催化剂，重点分析了其通过化学脱合金构筑三维多孔结构的制备原理，并从晶体结构、残余铝、孔结构及掺杂剂4个维度深入探讨了影响催化活性的关键因素。进一步综述了该类催化剂在不饱和键加氢、硝基/腈基化合物转化及生物质平台分子升级等反应中的应用，揭示了多孔结构在提供高比表面积、优化传质路径及调控反应选择性方面的核心作用。

• 冷喷涂增材制造钛及钛合金涂层研究进展

  杨蕾, 王云, 赵福才

  2026,55(11):2980-2992   DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250468

  摘要(0) HTML(0) PDF(2.78 M)( 0)

  摘要：钛及钛合金因具有密度低、比强度高、耐腐蚀性优异等特点，广泛应用于航空航天和海洋工程等领域。增材制造技术的发展为钛及钛合金复杂构件的制备提供了新途径，冷喷涂作为一种固态增材制造技术，凭借其沉积温度低、喷涂速度快、热影响小等优势而备受关注。本文综述了冷喷涂增材制造钛及钛合金涂层的研究现状，介绍了喷涂粉末特性及其对沉积行为的影响，分析了冷喷涂沉积体的组织与性能特点，总结了原位增强和后处理等强化手段的作用机制与效果，为工艺改进和应用拓展提供参考。

优先出版

• 激光选区熔化成形Ti基金刚石复材力学及生物性能研究

  优先出版日期:2026-08-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260174

  摘要(82) 全文(73)

  摘要：针对激光增材制造制备医用钛合金（Ti6Al4V）多孔结构在临床应用中缺乏抗菌活性等问题，本研究采用激光选区熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）技术制备Ti基金刚石复合材料，并系统开展了生物与力学性能研究。研究结果表明，参数为激光功率200 W、扫描速度1200 mm/s、扫描间距0.12 mm，制备出表面质量良好、金刚石分布均匀的Ti基金刚石复合材料及其多孔点阵结构；生物性能测试结果显示，通过采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌开展的抗菌性能实验，以及采用小鼠胚胎成骨细胞前体细胞进行的体外相容性实验，证实了所提出方法制备的样品表面具备优良的抗菌性能与高度的生物相容性；力学性能测试表明，孔隙率为50%、60%、70%的多孔点阵结构抗压强度和弹性模量依次为119.69±8.00 MPa与3.09±0.07 GPa、59.48±0.81 MPa与1.84±0.06 GPa、12.84±0.72 MPa与0.68±0.03 GPa。孔隙率为50%和60%的多孔点阵结构的压缩形变机制为沿45°斜面断裂失效，而孔隙率为70%的多孔点阵结构的压缩形变机制为逐层发生断裂而失效。建立了孔隙率与力学性能的Gibson-Ashby数学关系模型，与人体骨骼力学性能具有高度匹配性。

• 镍基高温合金CM247LC水蒸气氧化行为研究

  优先出版日期:2026-07-14  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260141

  摘要(138) 全文(107)

  摘要：系统研究了镍基高温合金CM247LC在1100 ℃、不同水蒸气含量下氧化2 h的行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和热力学计算对氧化膜的表面和截面形貌、物相组成及形成机理进行了分析。结果表明：水蒸气显著加速CM247LC合金的氧化,水蒸气含量增加导致氧化增重加剧,氧化膜厚度逐渐增加。表面氧化膜从细小均匀的氧化物颗粒演变为粗大颗粒,并逐渐团聚成氧化膜。氧化膜呈现多层结构,主要由NiO、Cr₂O₃、HfO₂、TiTaO₄、CoCr₂O₄和富Al氧化物组成,其形成顺序与各氧化物生成的吉布斯自由能顺序一致。水蒸气促进了氧化物的生长,并引发氧化膜剥落,从而降低合金的抗氧化性能。

• 高氮钢/氧化铝陶瓷异质钎焊界面组织与力学性能分析

  优先出版日期:2026-07-14  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260169

  摘要(122) 全文(111)

  摘要：为实现热电器件领域高氮钢热沉基板与氧化铝陶瓷异质接头的可靠连接，采用AgCuTi钎料对P580高氮钢与氧化铝陶瓷进行真空钎焊，系统分析钎焊温度对接头界面组织与力学性能的影响规律。研究表明，在910 ℃、10 min工艺下获得最佳接头，接头剪切强度最高达53.74 MPa，其界面结构为Al2O3/Cu3Ti3O/Ag(s,s)+Cu(s,s)+TiCu/TiN/高氮钢，陶瓷侧形成连续致密的Cu3Ti3O反应层，高氮钢侧生成TiN化合物。此时断裂发生于陶瓷近钎缝区，温度过高或过低均导致反应层不连续或破碎，降低接头强度。Ag与Cu固溶体具有良好的塑性，有助于缓解残余应力，而Cu3Ti3O反应层的厚度与连续性对界面应力状态及接头性能具有关键影响。本研究为高氮钢与氧化铝陶瓷功能性连接提供了一种高可靠钎焊工艺方案。

• φ1500mm 级GH4738合金涡轮盘锻件热加工工艺研究

  优先出版日期:2026-07-13  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260080

  摘要(128) 全文(149)

  摘要：动力装备用超大规格GH4738合金涡轮盘锻件直径达φ1500mm以上，是国内最大的GH4738合金锻件。采用Simufact数值模拟软件分析了摩擦系数、压制速度、始锻温度等参数对锻件的成形载荷、微观组织分布的影响，确定了φ1500mm级GH4738合金涡轮盘的最佳锻造工艺参数。同时，采用相同工艺参数开展了缩比件的数值模拟与试制分析，实际组织分布与模拟结果保持一致。基于验证结果，在8万吨模锻压力机上完成了φ1500mm级GH4738合金涡轮盘模锻成形，锻件经热处理后组织性能满足使用要求，实现φ1500mm级GH4738合金涡轮盘锻件工程化制备。同时采用TEM定量表征了锻件不同位置析出相含量，分析得出超大规格锻件在淬火冷却过程中，截面不同位置的固溶降温不均匀这一尺寸效应引起最终锻件时效后表面二次γ"析出相含量明显高于心部位置，并导致不同位置拉伸性能存在明显差异。

• 电弧增材钛基复合材料的研究现状与展望

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250619

  摘要(144) 全文(184)

  摘要：钛基复合材料因可借助增强体“类型–形貌–分布”的设计突破传统钛合金的性能瓶颈，已成为轻质高强构件的重要候选。电弧增材制造凭借“近净成形+快速凝固”双重优势，为复杂结构钛基复合材料的高材料利用率、短流程制备提供了新范式。本文系统综述了电弧增材制造钛基复合材料的研究现状，重点围绕成形质量、微观组织与力学性能三大核心问题展开论述。分析表明：通过优化工艺参数（如热输入、电流模式）与采用预热和保温等辅助工艺，可有效抑制孔隙、裂纹等缺陷，提升成形精度；借助增材制造的快速凝固特性与增强相的引入，可实现晶粒细化与微观组织调控；通过设计层状/网状等结构，可实现材料强度的提升。未来研究需致力于工艺-组织-性能的深度融合，以推动该技术在高性能构件制造中的广泛应用。

• GH3536高温合金铸态组织特征及均匀化工艺的综合分析研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250621

  摘要(142) 全文(180)

  摘要：本研究采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、萃取相分析、XRD以及热力学计算等多种表征方法研究了经真空感应熔炼+电渣重熔双联工艺生产的GH3536合金电渣锭的铸态组织特征,并结合均匀化热处理后组织演变及热压缩模拟实验结果进一步综合分析确定了该合金适宜的均匀化工艺。结果表明,合金内的主要偏析元素是Mo元素；电渣锭中除奥氏体基体外、还存在富Cr元素的M₂₃C₆和富Mo元素的M₆C两种碳化物。经过1180℃/48 h的均匀化热处理后,合金内大块析出相基本回溶,元素偏析显著消除,均匀化后的合金呈现出良好的热塑性。

• GH4710合金高温疲劳裂纹扩展行为与温度依赖模型研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250623

  摘要(140) 全文(175)

  摘要：针对航空发动机GH4710合金涡轮盘的高温疲劳失效风险，系统研究了该合金在 750 ℃、815 ℃及 850 ℃下的疲劳裂纹扩展行为，揭示温度影响机制并建立温度依赖模型。结果表明，晶界氧化弱化是高温下裂纹加速扩展的主导因素，温度从750 ℃升至850 ℃时，合金疲劳裂纹扩展速率显著增大，疲劳寿命降幅达74.7%，断裂机制由穿晶主导向沿晶主导演变；815～850℃为疲劳性能临界突变温度范围，低于该温度时合金应力强度因子范围（ ΔK）更宽，抗裂纹扩展能力更优异。基于 Paris 公式引入Arrhenius 型温度修正项，建立模型：da/dN=9.783×10^(-7)×exp?(-3557.068/T) (ΔK)^3.183 （T 为绝对温度，K）。在ΔK =20~65 MPa?m0.5范围内，模型预测值与实验数据误差小于10%，可精准表征750~850℃区间合金的疲劳裂纹扩展行为，为GH4710合金涡轮盘的损伤容限设计、高温服役寿命预测及临界温度预警提供理论支撑。

• 新型钴基高温合金：成分设计、组织性能与应用进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250629

  摘要(148) 全文(165)

  摘要：传统钴基高温合金因缺乏共格强化相，其高温性能长期受限。L12型γ′-Co3(Al, W)相的发现开启了新型钴基高温合金的研究热潮。本文旨在系统综述该领域的最新进展，从成分设计、制备工艺、组织结构、力学性能及应用现状等维度进行了全面梳理。重点阐述了多元合金化与降密设计策略，结合典型案例探讨了增材制造技术在抑制偏析与裂纹方面的突破，并引入强化模型定量分析了γ′相特征参数对强度的影响。此外，深入讨论了改善合金高温氧化与热腐蚀抗力的关键机制。最后，总结了该类合金在航空发动机热端部件及高温工模具领域的应用进展，并展望了未来在解决组织稳定性与工程化制备方面的发展方向。

• 激光熔覆高熵合金涂层研究进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250639

  摘要(180) 全文(174)

  摘要：高熵合金凭借其颠覆性的多主元设计理念展现出优异的综合性能，是实现结构-功能一体化的理想材料。激光熔覆高熵合金涂层结合高熵合金的性能优势与激光熔覆的技术优势，实现了表面性能、力学性能和功能性能之间的高质量平衡，展现出巨大工程应用潜力。本文从激光熔覆高熵合金涂层的“工艺-微观结构-性能”关系及其内在作用机理出发，总结了制备方法及工艺参数优化策略，归纳了微观结构特征和性能特点，揭示了在腐蚀、氧化、磨损等单一及耦合工况下的性能提升机制，讨论了潜在应用场景，并对当前应用中亟待解决的问题及未来发展方向进行了展望。

• 时效Sn58Bi焊点在低密度电流作用下的强化效应研究

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250644

  摘要(155) 全文(204)

  摘要：虽然特定条件下的时效处理已被证实可提升Sn58Bi焊点的剪切强度，然而经时效处理后电流对焊点力学性能影响的规律尚不明确。为此，本文重点研究低电流密度对时效后Sn58Bi焊点剪切性能影响的规律，并揭示其微观机制。对在120 ℃下不同时效时间（0 h、240 h、480 h、720 h、960 h、1200 h、1440 h、1680 h）处理的Cu/Sn58Bi/Cu焊点在不同电流密度（0 A/cm2、1×103 A/cm2、2×103 A/cm2、3×103 A/cm2）下进行剪切测试。发现随着电流密度的增大，时效Sn58Bi焊点的剪切强度呈现“上升-下降”趋势。其中，时效480 h且电流密度为2×103 A/cm2时，剪切强度较未时效未通电状态下提升12.85 %，提升幅度最大。时效480 h处理后焊点剪切强度上升主要归因于两方面原因:（1）电流促使焊点内部几何必需位错（GND）密度增加；（2）电流密度增大，导致Bi相中亚晶比例升高，亚晶界可以阻碍位错运动，提高焊点剪切强度。焊点剪切强度降低源于焦耳热效应引发界面热失配，导致界面金属间化合物（IMC）层与钎料基体界面结合强度降低，焊点剪切强度降低。该研究为电子封装中低温钎料制焊点的可靠性评估提供了理论参考。

• 高温挤压诱导纳米α-Mn相动态析出协同提升Mg-Zn-Mn-Gd-Ca合金强度与耐蚀性

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250647

  摘要(110) 全文(147)

  摘要：为解决镁合金强度和耐腐蚀性难以协同提升问题，通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、开尔文探针力显微镜、拉伸实验、浸泡实验和电化学实验，研究了挤压温度（360 ℃和380 ℃）对Mg-2Zn-0.8Mn-0.7Gd-0.3Ca合金微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明：提高挤压温度至380 ℃最主要微观影响是显著促进α-Mn纳米粒子的动态析出；该析出相钉扎晶界，抑制晶粒长大；通过第二相强化和细晶强化共同作用，合金屈服强度由202 MPa提升至244 MPa；同时，合金在3.5 wt% NaCl中浸泡稳定后的膜层电阻由2238 ohm cm2提升至4811 ohm cm2，腐蚀速率由1.325 mm·y-1降至0.839 mm·y-1，膜层防护性提升可能与弥散纳米α-Mn粒子析出相关。本研究通过简单改变热挤压工艺，实现了强度与耐蚀性的同时提升，为高强耐蚀镁合金设计提供新视角。

• 砷元素对铜电解精炼阳极钝化行为的影响

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20250652

  摘要(117) 全文(80)

  摘要：杂铜阳极已成为工业电解精炼生产的必然选择，但其杂质元素引起的阳极钝化问题，严重影响工业生产和阴极铜质量。砷作为有效抑制阳极钝化的元素，其机理尚不明确。本文对浇铸含砷杂铜阳极电解过程中的阳极极化曲线、恒流氧化曲线、恒电势氧化曲线分析研究，对阳极表面进行AFM表征，对钝化膜和阳极泥进行XRD、SEM、XPS表征，探究砷元素对阳极钝化行为的影响和抑制阳极钝化的机理。结果表明：阳极中砷元素含量升高，其钝化电位和活性溶解时间明显增加，阳极表面溶解更加均匀，抑制阳极钝化的作用越加明显。钝化膜的主要成分是Cu2O，阳极泥的主要成分是As2O3和Cu3As。砷元素溶解产生的H+会降低阳极表面pH，抑制Cu2O钝化膜产生；阳极中砷含量越高，形成的阳极泥结构更加疏松，容易脱落。砷元素的钝化阈值下限为0.02 wt.%，小于该值时阳极钝化趋势增加；较高砷含量的杂铜阳极不容易钝化。

• 难熔金属及合金的蠕变性能研究进展

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260003

  摘要(128) 全文(35)

  摘要：本文系统综述了难熔金属（W、Mo、Ta、Nb）及其合金、难熔高/中熵合金的蠕变性能与核心机理。蠕变作为高温恒定应力下的缓慢塑性变形，其行为由同系温度（TH）调控，TH<0.3 时以位错滑移为主，0.30.5 呈现三阶段蠕变，扩散作用随温度升高愈发显著。经典蠕变模型中，幂律模型应用最广，通过应力指数（n）和激活能（Q）可粗略区分扩散蠕变（n=1）、位错攀移（n=5~7）、溶质拖拽（n=3）等主导机制。纯难熔金属蠕变多遵循幂律关系，W、Mo、Ta的 n值多在3~7之间，激活能与晶格扩散或位错核心扩散相关。细晶Nb则随应力呈现幂律蠕变与空位生成主导的双机制。合金体系中，W-Re-HfC和Mo-La2O3等通过析出相强化提升蠕变抗力，Ta基合金ASTAR-811C的蠕变性能依赖晶粒尺寸，Nb基合金C103受溶质拖拽机制控制。难熔高/中熵合金中，HfNbTaTiZr系以溶质拖拽为主要机制，同样的，WMoTaNb系中W含量升高可通过溶质拖拽效应增强抗蠕变能力。综合来讲，影响蠕变性能的因素包括成分和结构等本征因素，以及应力、工艺和服役环境等外在条件。本文为难熔金属在高温极端场景的应用提供了理论支撑，为高性能材料设计提供了指导。

• 十八烷基三甲氧基硅烷在低温银包铜浆料中作用的机理分析

  优先出版日期:2026-06-01  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260005

  摘要(53) 全文(20)

  摘要：本文采用十八烷基三甲氧基硅烷（ODTMS：Octadecyltrimethoxysilane）作为太阳电池用银包铜浆料的有机包覆剂，系统研究了包覆剂对银包铜粉的抗氧化性、浆料的丝印电极形貌及相关太阳电池性能的影响规律，并分析了包覆剂的作用机理。结果表明，ODTMS可使银包铜粉的疏水性增强，氧化起始温度从250.00℃提高到297.33℃。400℃的氧化增重从3.48%降低至0.91%；适量的ODTMS可以改善银包铜粉体的分散性及浆料中树脂的分布状态，使浆料固化后形成的银包铜电极的体电阻率和接触电阻率都有所降低，并使太阳电池的开路电压略微增大，最终，ODTMS使用量为0.04%时SHJ太阳电池获得最高转换效率，并低于粉体表面能最低值（0.12%）。当ODTMS使用量≥0.08%，银包铜粉表面形成Si-O-Si网络造成电极导电性逐渐变差，电池的开路电压和填充因子逐渐降低。

• 镍基单晶高温合金在高周疲劳断裂机制与疲劳应力预测模型

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260014

  摘要(113) 全文(34)

  摘要：开展了不同温度下镍基单晶高温合金的高温高周疲劳试验,运用光学显微镜和扫描电子显微镜对高周疲劳断口进行宏/微观观察,总结了镍基单晶高温合金高周疲劳疲劳断裂特征,开展了对应条件下的疲劳裂纹扩展试验,获取了稳定扩展特性,最终建立了新的疲劳断口定量分析参量和疲劳应力预测模型,并对试样承受的高周疲劳应力进行预测,对比计算了不同模型误差。结果表明：760℃、860℃,应力比R=0.05、-1条件下的高周疲劳裂纹萌生位置、扩展方向、断面特征相似,呈现典型的阶段性特征；裂纹均起源于材料内部疏松空洞处,裂纹扩展区前期为光滑平整的晶体学平面特征,裂纹扩展区后期可见“脆性疲劳条带”特征；断面与载荷施加方向呈一定角度,为复合型裂纹。镍基单晶合金的“脆性疲劳条带”特征与钢、铝多晶合金在形貌上、间距尺寸数量级存在明显不同,根据获取的疲劳裂纹稳定扩展阶段特性,计算得到疲劳应力预测模型所需的参数；选用体现镍基单晶高温合金高周疲劳裂纹萌生、扩展走向的裂纹形状因子“圆柱半椭圆表面裂纹”,计算体现表征合金斜裂纹特点的复合型裂纹形状因子修正系数；分别选用传统Paris模型和考虑循环特性应力比R、断裂韧性K_IC的Forman模型的疲劳应力预测模型进行应力预测,将预测结果与名义应力进行比对计算误差；Paris模型预测误差倍数在1.0~1.9,Forman模型预测误差在1.05~1.30；表明疲劳应力预测需选择与疲劳断口特征匹配的疲劳应力预测参量和应力预测模型。

• 热处理对铸造镍基高温合金弯曲晶界演化和拉伸性能的影响

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260017

  摘要(116) 全文(52)

  摘要：针对燃机涡轮叶片用铸造镍基高温合金在服役温度区间的中温脆性问题,通过调控合金固溶后冷却速率及水淬终止温度,探究了 γ′ 相析出与晶界几何形态的协同演化规律对650 ℃拉伸性能的影响机理。研究发现,降低冷却速率与水淬终止温度促进了晶内 γ′ 相粗化,并驱动晶界由平直向弯曲形态演变。固溶后5 ℃/min的冷却诱导 γ′ 相强钉扎形成SGB-1型弯曲晶界,1 ℃/min的冷却诱导粗大的 γ′ 相与晶界协同迁移形成SGB-2型弯曲晶界。随冷却速率和水淬终止温度降低,合金650 ℃的屈服强度下降,但延伸率显著提升,其中具有SGB-2特征样品塑性达到8.5%。空冷样品的脆性源于强晶内-弱晶界的强度失配,而缓冷样品降低部分晶内强度换取弯曲晶界强化,构建强晶界-弱晶内匹配,从而有效缓解650 ℃拉伸脆性。

• 电子束加热过程中铁杂质对钆熔池特性影响的数值模拟研究

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260032

  摘要(75) 全文(29)

  摘要：原子蒸气激光同位素分离(AVLIS)技术可从天然钆中分离出₁₆₀^Gd同位素,而₁₆₀^Gd经辐照可制得医用同位素_1⁶¹Tb。其中,金属蒸发过程是AVLIS的一个重要环节,而从工作环境中引入的铁杂质将影响熔池状态和蒸气品质。本研究考虑了金属蒸气反冲压力、表面张力、浮力、浓度梯度输运、活度等因素，将“蒸发–活度–浓度梯度输运–VOF自由液面”耦合用于Gd-Fe体系，建立了电子束加热含铁杂质钆金属的熔池模型，给出了金属锭上表面铁含量分布区域划分的判据，得到了含铁杂质钆金属在电子束加热过程中的温度与铁含量等参数的空间分布。计算结果表明：在本文研究的参数范围内，随着电子束作用时长的增加，金属锭上表面中心处温度先迅速上升后稳定在约2600 K，熔池表面扩张为近似椭圆形，熔池表面凹陷深度逐渐增加至约2 mm；基于金属锭上表面2200 K等温线和未熔化金属边界，可将熔池表面的铁含量分布划分为中心蒸发区域、过渡区域与未熔化区域三个区域；初始铁含量的增大对过渡区的铁含量分布和所形成的钆金属蒸气纯度有显著影响，当初始铁含量从5 wt%升高至15 wt%时，对应于熔池表面温度2200 K时的钆蒸气中铁杂质含量从8.2 wt%升高至36.5 wt%；电子束功率对金属锭上表面温度与铁含量分布亦有显著影响，当电子束功率从10 kW升高至30 kW时，熔池上表面最高温度从约2200 K上升至约2600 K，中心蒸发区域的铁含量从约0.8 wt%降低至约0.2 wt%，且中心蒸发区域边界和过渡区域外边界明显向外扩张。基于不同初始铁含量和电子束功率的计算结果，为了获得高品质的钆蒸气，建议在实际生产中将10 wt%作为金属锭初始铁含量上限。

• Sn基钎料连接柔性石墨膜的结合机理与物理性能研究

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260033

  摘要(134) 全文(51)

  摘要：柔性石墨膜(Flexible Graphite Film, FGF)在柔性电子散热领域应用潜力巨大,但其固有的润湿性差及层状结构制约了可靠连接。本文通过提出超声辅助镀覆-钎焊复合工艺,采用纯Sn与Sn9Zn钎料,实现了FGF的低温连接。系统优化了超声镀覆工艺,并结合第一性原理计算的方法研究了Sn/柔性石墨膜界面结合机制,对比分析了有无超声辅助作用下接头组织与性能。结果表明：超声镀覆可在柔性石墨膜表面形成均匀的镀层,纯Sn钎料超声镀覆最佳时间为45 s、温度为320 ℃、功率为640 W,Sn9Zn钎料超声镀覆最佳时间为35 s、温度为280 ℃、功率为800 W。超声钎焊能显著改善界面结合,促进钎料与柔性石墨膜形成机械互锁结构。第一性原理计算显示,界面处Sn原子失去电子、C原子得到电子,C-Sn键布居数介于0.03~0.06,结合分离功数值,综合分析表明Sn/柔性石墨膜界面结合由范德华力与电荷转移诱导的弱化学键合共同主导,伴随弱共价-离子混合键合；在接头性能方面,纯Sn钎料超声辅助钎焊3s的接头导电性能最佳,且优于Sn9Zn钎料超声辅助钎焊5s的接头,电导率分别为3.49×10₆ ^S/m和2.25×10₆ ^S/m,在弯曲测试中稳定性优于无超声接头；散热方面Sn9Zn焊接的接头整体优于纯Sn接头,因连接过程中二次超声,使不加超声焊接5 s的Sn9Zn接头展现出最优的导热率与热扩散率。

• 三维有序介孔SnO2负载PtAu双金属的制备及丙酮气敏性能研究

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260038

  摘要(95) 全文(36)

  摘要：丙酮是糖尿病早期筛查与无创诊断的关键生物标志物。本研究旨在开发适用于呼气丙酮检测的高性能气敏材料，采用模板法与原位还原法制备了PtAu双金属纳米粒子修饰的三维有序介孔SnO2复合材料。材料表征显示其具有高度有序介孔结构、金红石晶体相以及均匀分散的PtAu纳米粒子。在300 ℃工作温度下，该材料对100 ppm丙酮响应值高达192.3，检测限低至77 ppb，响应与恢复时间为30 s/9 s，且在宽湿度范围内表现出良好的稳定性与抗干扰能力。性能提升主要归因于三维有序介孔结构提供的高比表面积与快速气体扩散通道，以及PtAu纳米粒子的协同催化与电子敏化作用，二者共同促进了丙酮的吸附活化和表面反应动力学，在糖尿病呼气检测中表现出重要应用潜力。

• 低循环疲劳试验后GH4720Li轮盘组织及高温力学性能研究

  优先出版日期:2026-05-22  DOI: 10.12442/j.issn.1002-185X.20260044

  摘要(88) 全文(39)

  摘要：为充分利用发动机现有试验资源,判断GH4720Li合金在发动机服役条件下的显微组织和力学性能变化,从而提高发动机整机试车的一次成功率。本研究对GH4720Li镍基高温合金轮盘进行了系统的低循环疲劳实验,重点观察了试验后齿根、中心孔、过渡弧、榫槽和轮缘等位置的微观组织,研究了不同位置处显微硬度及650 ℃高温力学性能。结果表明,中心孔区域为应力集中最明显部位,该位置γ基体晶粒尺寸明显增大,一次γ′相数量明显减少,部分区域一次γ′相变形后呈水滴状,少量区域出现一次γ′相聚集现象。EBSD分析揭示了小角度晶界主要分布在晶粒内部,呈球形或近球形,尺寸较小；大角度晶界主要分布在晶界和晶界附近。结合已有微观组织可知,小角度晶界主要分布在二次γ′相处,大角度晶界主要分布在晶界及一次γ′相处。TEM表明一次γ′相可以有效阻碍滑移带的扩展,位错多出现在二次γ′相增强相边界和三次γ′相处。650 ℃拉伸结果表明,该轮盘不同位置的高温力学性能保持一致,其抗拉强度均为~1370 MPa,屈服强度为~1090 MPa,延伸率为~25%,表现为韧性断裂特征。上述结果表明,GH4720Li轮盘经低循环疲劳实验后,仍具有较好的高温力学性能,表明其在复杂载荷作用下,没有出现较大的应力集中或变形位置,轮盘完整度高。

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