第一章金属材料研究进展

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铝及其合金的加工技术研究与应用

铝及其合金的加工技术研究与应用第一章：引言铝及其合金是目前工业领域中使用最为广泛的金属材料之一。

随着社会经济的发展与产业结构升级，对铝及其合金的需求不断增加。

因此，研究铝及其合金的加工技术对于提高材料使用效率、拓展材料应用领域具有重要的意义。

本文主要从铝及其合金的加工技术入手，对其研究和应用进行分析和总结，以期为相关领域的研究者提供参考。

第二章：铝及其合金的研究进展2.1 铝及其合金的发展历程19世纪初，铝被发现，并且制造成品少量存在。

1907年，美国钢铁公司的研究员开发出一种制造铝的新方法，使得铝成为一种商业化的材料。

1920年代，铝及其合金在工业中的使用逐渐兴起，并且迅速发展为当时非常重要的材料之一，被广泛应用于船舶、航空、汽车等工业领域。

在过去的几十年中，铝及其合金的应用领域不断拓展，伴随着各类行业对于材料性能需求日益提高，铝及其合金的研究与应用也得以快速发展。

如今，铝及其合金广泛应用于汽车制造、飞机、船舶、建筑、电子通讯、消费品等领域，成为现代工业必不可少的材料之一。

2.2 铝及其合金的性能和分类铝及其合金具有极好的加工性能、低密度、耐腐蚀性和良好的导电和导热性能。

与其他常见材料相比，铝的抗拉强度和硬度较低，但韧性和延展性都较好。

这些特性使得铝及其合金广泛应用于制造轻量化结构和高强度材料。

铝及其合金按成分可以分为纯铝和铝合金。

铝合金包括铝锰合金、铝铜合金、铝硅合金、铝镁合金、铝镍合金、铝锌合金等多种类型。

第三章：铝及其合金的加工技术3.1 熔错法熔错法是指在等轴晶区域进行热加工，以改善合金晶粒结构，提高强度和增加导热性能。

熔错法可以主要应用于铝锰合金、铝镁合金等合金的加工中。

这种方法对材料的微观组织和力学性能都有显著的影响，可以有效改善铝合金的力学性能。

3.2 滚轧法滚轧法是将铝坯经过预热到恰当温度后经过不同轧辊的压制和滚动加工，可大幅度提高材料的强度、硬度、韧性和延展性，可以制备出各类铝材，如钢铝复合板、铝箔、包装材料、建筑材料等。

金属材料防腐技术的研究进展

ｌｙ，ａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｍｅｔａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｙ．ｇ
ＨＥＹｉ，一，ＸＵＺｈｏｎｇ— ｈａｏ，ＣＨＥＮＨａｎｇ — ｙｕ，ＴＡＮＧＹａｈ．．１ｉ．，ＣＨＥＮＤａｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙ
展，并展望了金属防腐理论与技术的发展趋势。关键词：金属材料防腐；缓蚀剂；镀层；涂层
中图分类号：ＴＱ６３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１— ３２０６（２０１３）１１— ２０６５— ０３
Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
中的，２Ｏ世纪６Ｏ年代是腐蚀科学技术发展的黄金期，正是这个时期促进了缓蚀剂的快速发展，缓蚀剂的品种也相应的增加。７０年代末，７７０１复合缓蚀剂的成功研制，解决了国内油井酸化缓蚀剂技术的难题，此后缓蚀剂品种和缓蚀机理方面的研究快速发展，目前部分缓蚀剂产品已经能够达到国外的技术水平，有些用于油井酸化的缓蚀剂已经处于世界领

新型金属材料的研究及其在航空航天领域的应用

新型金属材料的研究及其在航空航天领域的应用随着科技领域的不断发展，新型金属材料的研究成为了一个热门的话题。

这些材料的特性不仅可以提高机器的强度，还可以改善机器的重量和使用寿命等关键性能。

在目前的科技领域中，其在航空航天领域的应用格外重要。

本文将从新型金属材料的定义、分类、研究进展及其在航空航天领域的应用这四个方面进行论述。

一、新型金属材料的定义和分类金属材料指的是一种需要在高温环境下进行生产和加工的材料类型。

通常，这些材料由多种金属元素组成，形成不同的化学成分。

新型金属材料不仅具备传统材料的硬度和韧性，还拥有更好的性能和更低的密度。

新型金属材料通常分为三个主要类别。

第一个类别是高强度材料。

这类材料具有很高的强度和韧性，能够承受高压密度，同时保持较轻的重量。

第二个类别是高温材料。

这类材料可以在高温环境下工作，并保持其机械性能，无论在空气或气体环境下，都可以保持其稳定性和可靠性，适用于高温部件制造。

第三个类别是特殊材料。

这类材料传统材料无法满足的特殊要求，如导电性能，磁性能，防腐能力等。

二、新型金属材料的研究进展目前，大量的工作已经在新型金属材料的研究方面进行。

这些工作的主要目的是提高材料的强度和重量比例，降低成本和提供更多的特殊应用。

在这些工作中，一些非常有前景的材料种类已被建立起来。

一类研究重点是耐高温合金材料的研究。

利用先进的制造技术，科学家们不断改进处理和制备方法，大大提高了这种材料在航空航天领域的适用性。

此外，新型高速钢的发展和应用也极为突出。

第二类研究的重点在于轻量化金属材料的开发，这些材料可广泛应用于高速飞行器和火箭等设备上。

例如新型钛合金的最大特征是密度较低，但具有相当高的强度和优异的塑性。

另外一些金属材料，如镁合金、铝合金等也广泛应用于飞机机身的制造。

三、新型金属材料在航空航天领域的应用新型金属材料在航空航天领域应用的特点是能够承受高压力和高温，减轻重量和降低成本。

例如，新型钛合金和镁合金可用于航空航天发动机的风扇叶片、燃气轮盘和燃气喷嘴等关键零部件。

金属材料腐蚀磨损的研究进展

2007-7-22 Ping Li School of MSE, HPU 9
金属材料腐蚀磨损的研究进展 ☞英国剑桥大学与美国加州大学等,结合燃煤锅炉中出现的高温燃气流对管道用材的冲蚀腐蚀问题,开展了高温冲蚀系统研究。 ☞加拿大Postethwaite开展了化工管道内双相或多相流介质对金属材料的冲蚀腐蚀系统研究。 ☞英国曼彻斯特大学的Stack系统研究了腐蚀磨损机制图。
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金属材料腐蚀磨损的研究进展
切削模型较好地解释了塑性材料在多角形刚性颗粒，低冲击角的条件下进行冲蚀的规律。但对高冲击角或脆性材料的冲蚀偏差较大。
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金属材料腐蚀磨损的研究进展 2、变形磨损理论模型(deformation and cutting mode)
2007-7-22 Ping Li School of MSE, HPU 19
金属材料腐蚀磨损的研究进展 5、脱层理论模型(Delimination mode)
Suh建议金属滑动磨损中的微裂纹形核过程可以发生在冲蚀过程中。颗粒冲击靶材时亚表面的应力分布及空穴成核的影响,并指出空穴成核区出现在表面下某一深度, 空穴成核容易出现在冲击角为15～20° （即最大冲蚀磨损量的冲击角）,冲击速度越大,则空穴成核区越深，亚表面夹杂物和硬的二相粒子的数量和间距会影响冲蚀速度。
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金属材料腐蚀磨损的研究进展
五、腐蚀磨损速率的影响因素
在腐蚀磨损系统中,金属材料的腐蚀主要产生于电化学因素的作用,而其磨损则主要源于力学因素的作用(表面剪切)。影响腐蚀磨损量的因素很复杂，国内外很多学者对其进行了大量研究，大致可分为以下四类：

金属材料的腐蚀疲劳研究进展

机电信息工程金属材料的腐蚀疲劳研究进展邵长静（辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳110161）摘要：本文首先深入阐述了金属腐蚀疲劳机理，其后分析了金属材料腐蚀疲劳的主要影响因素，在此基础上提出了一系列腐蚀疲劳试验技术的研究。

关键词：金属材料；腐蚀疲劳;研究1金属腐蚀疲劳机理1.1腐蚀疲劳裂纹萌生机理1.1.1局部腐蚀理论局部腐蚀理论本质上来讲主要是指在腐蚀环境及疲劳载荷的影响下形成了交互作用,导致材料的表面出现一系列腐蚀坑，而在其底部及边缘部分产生了应力集中，导致腐蚀疲劳提前出现。

而这样的理论我们通常将其灵活运用于发生局部腐蚀的材料,尤其是对于铝合金面，但值得注意的是，这一理论无法从真正意义上解释表面没有腐蚀坑却出现了腐蚀疲劳这一现象的原因，整体上具有极强的局限性和片面性。

1.1.2形变活化理论从一定意义上来讲，我们可以#形变活化理论看作是阳极滑移溶解模型。

其具体的实现过程中会经过如下3个步骤:第一，具有阳离子的相关液体不断扩散；第二，金属材料表面的保护性氧化膜破裂;第三,金属表面不断腐蚀溶解。

在这一理论中,金属材料的晶体会在载荷的作用下发生一定的变形，而变形区域的活化能相比于未变形的位置更高。

基于此,变形区域及未变形区域基于环境的相关影响共同组成了原电池，其分别可以作为电池的阳极和阴极，阳极不断受到腐蚀发生溶解现象，最终造成了大量的疲劳裂纹。

形变活化理论在目前大多用于分析高强钢的腐蚀疲劳现象，基本不会应用在高强铝等材料的腐蚀中。

1.1.3表面钝化膜破坏理论表面钝化膜破坏理论主要是指金属材料基于一定的荷载作用不仅仅发生了一定的晶体滑移，同时其也形成了腐蚀产物，直接阻止了晶体的可逆滑移，久而久之，如果不及时采取相应的措施会造成表面的错位,导致钝化膜直接破裂。

基于滑移处形成阳极区作者简介：邵长静（1982-）,女，辽宁凌源人，硕士，讲师，研究方向：金属材料成型及控制、'属材料的耐蚀性、'属材料的表面处理等％域,此时阳极区域会迅速地溶解，直到钝化膜被再次修复。

金属镍纳米材料研究进展

2材料导报2008年5月第22卷专辑X金属镍纳米材料研究进展*张磊，葛洪良，钟敏(浙江省磁性材料实验基地中国计量学院材料学院纳米材料化学制备室，杭州310018)摘要与常规的镍材料相比，纳米镍由于尺寸小、具有特殊的界面结构，而体现出量子尺寸效应、表面效应和体积效应，因而显示出特殊的磁学、光电和催化等性能，在很多领域都具有广阔的应用前景。

综述了国内外镍纳米材料的主要制备方法，分另4从气相法、液相法和固相法加以介绍。

最后简要地介绍了镍纳米材料在航空、环保、催化等领域的应用。

关键词镍纳米材料制备方法应用R ese a r ch Pr ogr es s i n N i ckel N a nom at er i a lZ H A N G Lei，G E H ongl i a ng，ZH O N G M i n(Laboi at or y of C he m i c a l Syn t hes i s of N a nom at e r i al，Chi na J i l iang U ni ver s i t y，H a ngz hou310018)A bs t ract C om par ed w i t h co nvent i on al ni ckel m at e r i al，nano-ni ekel po sses ses quan t um s i ze ef f ect，sur f aceeff ect a nd vol um e ef fect due t o i t s sm a l l s i ze and s peci al i nt erf ace st r uct ur e．B eca use of t h ose ef f ect s，nano-ni ckel s how s s peci al m agn et i c，phot o-e l ect r o ni c and cat al yst pr oper t i es w hi ch m ake i t ha ve ant i ci pant appl i ca t i ons i n m a ny f i elds．T hi sart i cle s um m a r i z es t he m ai n synt he t i cal m et hods of nano-ni ckel，and i nt r oduc es vapor m et h od，l i q ui d m et hod a nd s oli d m et hod，r espect i ve l y．I n t he end，i t br i ef l y i nt r oduc es t he appl i cat i on of nan o-ni ck el i n aer ona ut i cs，e nvi r o nm e nt pr o t ec-t i o n and cat al yst aspects．K ey w or ds ni ckel nano m at er i a l，synt h et i cal m et hods，appl i cat i on镍纳米材料具有独特的磁、光、光电、催化等性能，在磁存储器[1]、磁传感器‘“、纳米光学器件‘引、纳米电子器件叫和储氢材料[5]等方面都具有广阔的应用前景，因而成为国内外专家的研究热点。

金属材料表面纳米化研究与进展

表面技术第53卷第4期金属材料表面纳米化研究与进展杨庆，徐文文，周伟，刘璐华，赖朝彬*（江西理工大学材料冶金化学学部，江西赣州 341000）摘要：大多数金属材料的失效都是从其表面开始的，进而影响整个材料的整体性能。

研究表明，在金属材料表面制备纳米晶，实现表面纳米化，可以提升材料的表面性能，延长其使用寿命。

金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得到细化，材料中形成晶粒沿厚度方向呈梯度变化的纳米结构层，分别为表面无织构纳米晶层、亚微米细晶层、粗晶变形层和基体层，这种独特的梯度纳米结构对金属材料表面性能的大幅度提升效果显著。

根据国内外表面纳米化的研究成果，首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3种金属表面纳米化方法进行了简要概述，阐述了各自优缺点，总结了表面自纳米化技术的优势，在此基础上重点分析了位错和孪晶在金属材料表面自纳米化过程中所起的关键作用，提出了金属材料表面自纳米化机制与材料结构、层错能大小有着密不可分的联系，对金属材料表面自纳米化机制的研究现状进行了归纳；阐明了表面纳米化技术在金属材料性能提升上的巨大优势，主要包括对硬度、强度、腐蚀、耐磨、疲劳等性能的改善。

最后总结了现有表面强化工艺需要克服的关键技术，对未来的研究工作进行了展望，并提出将表面纳米化技术与电镀、气相沉积、粘涂、喷涂、化学热处理等现有的一些表面处理技术相结合，取代高成本的制造技术，制备出价格低廉、性能更加优异的复相表层。

关键词：金属材料；表面纳米化；梯度纳米结构；纳米化机理；表面性能中图分类号：TG178 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)04-0020-14DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.04.002Research and Progress on Surface Nanocrystallizationof Metallic MaterialsYANG Qing, XU Wenwen, ZHOU Wei, LIU Luhua, LAI Chaobin*(Department of Materials Metallurgy and Chemistry, Jiangxi University ofTechnology, Jiangxi Ganzhou 341000, China)ABSTRACT: It is well known that the failure of most metallic materials starts from their surfaces, which in turn affects the overall performance of the whole material. Numerous studies have shown that the preparation of nanocrystals on the surface of metallic materials, i.e., surface nanosizing, can enhance the surface properties of materials and extend their service life. Surface nanosizing of metallic materials makes use of repeated violent plastic deformation to make the surface coarse grains gradually收稿日期：2023-02-23；修订日期：2023-06-29Received：2023-02-23；Revised：2023-06-29基金项目：国家自然科学基金项目（52174316，51974139）；国家重点研发计划项目（2022YFC2905200，2022YFC2905205）；江西省自然科学基金项目（20212ACB204008）Fund：National Natural Science Foundation of China(52174316, 51974139); National Key Research and Development Program of China (2022YFC2905200, 2022YFC2905205); Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20212ACB204008)引文格式：杨庆, 徐文文, 周伟, 等. 金属材料表面纳米化研究与进展[J]. 表面技术, 2024, 53(4): 20-33.YANG Qing, XU Wenwen, ZHOU Wei, et al. Research and Progress on Surface Nanocrystallization of Metallic Materials[J]. Surface Technology, 2024, 53(4): 20-33.*通信作者（Corresponding author）第53卷第4期杨庆，等：金属材料表面纳米化研究与进展·21·refine to the nanometer level, forming nanostructured layers with gradient changes of grains along the thickness direction, including surface non-woven nanocrystalline layer, submicron fine crystal layer, coarse crystal deformation layer and matrix layer, and this unique gradient nanostructure is effective for the significant improvement of surface properties of metallic materials. The process technology and related applications of nanocrystalline layers on the surface of metallic materials in China and abroad are introduced, and the research progress of high-performance gradient nanostructured materials is discussed.Starting from the classification of the preparation process of gradient nanostructured materials and combining with the research results of surface nanosizing in China and abroad, a brief overview of three methods of metal surface nanosizing, namely, surface coating or deposition, surface self-nanosizing and hybrid nanosizing, was given, the advantages and disadvantages of each were discussed and the advantages of surface self-nanosizing technology were summarized. On the basis of this, the key role of dislocations and twins in the process of surface self-nanitrification of metallic materials was analyzed, and the mechanism of surface self-nanitrification of metallic materials was inextricably linked to the material structure and the size of layer dislocation energy, and the current research status of the mechanism of surface self-nanitrification of metallic materials was summarized. Finally, the key technologies required to be overcome in the existing surface strengthening process were summarized, and future research work was prospected. It was proposed to combine surface nanosizing technology with some existing surface treatment technologies such as electroplating, vapor deposition, tack coating, spraying, chemical heat treatment, etc., to replace the high-cost manufacturing technologies and prepare inexpensive complex-phase surface layers with more excellent performance.Techniques for the preparation of gradient nanostructured materials include surface coating or deposition, surface self-nanosizing, and hybrid surface nanosizing. Surface coating or deposition technology has the advantages of precise control of grain size and chemical composition, and relatively mature process optimization, etc. However, because the coating or deposition technology adds a cover layer on the material surface, the overall size of the material increases slightly, and there is a certain boundary between the coating and the material, and there will be defects in the specific input of production applications.In addition, the thickness of the gradient layer prepared by this technology is related to the deposition rate, which takes several hours to prepare a sample. The surface self-nanitrification technique, which generates intense plastic deformation on the surface of metal materials, has the advantages of simple operation, low cost and wide application, low investment in equipment and easy realization of unique advantages. The nanocrystalline layer prepared on the surface of metal materials with the surface self-nanitrification technique has a dense structure and no chemical composition difference from the substrate, and no surface defects such as pitting and pores, but the thickness of the gradient layers and nanolayers prepared by this technique as well as the surface quality of the material vary greatly depending on the process. Hybrid surface nanosizing is a combination of the first two techniques, in which a nanocrystalline layer is firstly prepared on the surface of a metallic material by surface nanosizing technology, and then a compound with a different composition from the base layer is formed on its surface by means of chemical treatment.To realize the modern industrial application of this new surface strengthening technology, it is still necessary to clarify the strengthening mechanism and formation kinetics of surface nanosizing technology as well as the effect of process parameters, microstructure, structure and properties on the nanosizing behavior of the material. For different nanosizing technologies, the precise numerical models for nanosizing technologies need to be established and improved, and the surface self-nanosizing equipment suitable for industrial scale production needs to be developed. In the future, surface nanosizing technology will be combined with some existing surface treatment technologies (e.g. electroplating, vapor deposition, adhesion coating, spraying, chemical heat treatment, etc.) to prepare a complex phase surface layer with more excellent performance, which is expected to achieve a greater comprehensive performance improvement of the surface layer of metal materials.KEY WORDS: metal material; surface nanocrystallization; gradient nanostructures; nanocrystallization mechanism; surface properties金属材料在基建工程、航空航天中扮演着重要角色，随着当今科学技术的高速发展，传统金属材料的局限性日趋明显，开发一种综合性能优异的金属材料迫在眉睫。

金属有机骨架为壳的核壳结构材料研究进展

金属有机骨架为壳的核壳结构材料研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展，新型材料的研究与应用日益受到人们的关注。

在众多材料中，金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）以其独特的结构和性质，尤其在核壳结构材料领域的应用，展现出巨大的潜力和价值。

本文旨在综述金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究进展，探讨其合成方法、性能优化以及潜在应用前景。

我们将对金属有机骨架材料进行简要介绍，包括其结构特点、合成原理以及在核壳结构中的应用优势。

随后，我们将重点论述核壳结构材料的合成方法，包括模板法、自组装法等多种方法，并分析其优缺点。

在此基础上，我们将进一步探讨如何通过调控金属有机骨架壳层的结构和性质，优化核壳结构材料的整体性能。

我们还将关注金属有机骨架为壳的核壳结构材料在催化、气体分离与存储、药物传输等领域的应用前景，分析其在不同领域中的优势与挑战。

我们将总结当前研究的不足之处，并展望未来的研究方向，以期为未来金属有机骨架为壳的核壳结构材料的研究与应用提供有益的参考。

二、金属有机骨架为壳的核壳结构材料的合成方法金属有机骨架（MOFs）为壳的核壳结构材料因其独特的物理和化学性质，近年来在多个领域引起了广泛关注。

合成这种核壳结构的关键在于实现MOFs在选定核心上的均匀且可控的生长。

原位生长法：这是最直接且常用的方法，通常涉及在预先制备好的核心粒子表面，通过溶液中的金属离子与有机配体自组装形成MOFs 壳层。

通过控制反应条件，如温度、pH值、浓度等，可以调控MOFs 壳层的厚度和形貌。

种子生长法：在核心粒子表面预先生长一层薄的MOFs种子层，然后在此基础上继续生长MOFs壳层。

这种方法有利于实现MOFs壳层的均匀性和连续性。

界面聚合法：在某些情况下，可以在油水界面或液液界面上实现MOFs壳层的生长。

这种方法通常涉及将核心粒子分散在一个相中，而将金属离子和有机配体溶解在另一个相中，通过界面反应实现MOFs 壳层的生长。

金属有机框架材料研究进展

金属有机框架材料研究进展金属有机框架材料（MOFs）是一类由金属离子与有机配体通过配位键连接而组成的晶态材料。

自1999年首次被报道以来，金属有机框架材料在材料科学领域引起了广泛的关注。

其特有的结构和独特的性能使其在催化、气体吸附、分离、存储、传感等领域具有潜在的应用价值。

金属有机框架材料的合成方法多种多样，包括溶剂热法、水热法、溶剂挥发法等。

这些方法有效地控制了MOFs的晶体形貌和尺寸。

此外，还可以通过改变金属离子和有机配体的选择来调节MOFs的孔径和结构，以满足不同应用的需求。

在催化领域，金属有机框架材料展示出良好的催化活性和选择性。

MOFs的孔道结构可以提供高度可调控的活性位点，提高催化反应速率。

同时，通过改变金属离子和有机配体的组成和结构，可以调节MOFs的催化性能，实现对不同反应的优化。

在气体吸附和储存方面，MOFs具有出色的吸附性能。

MOFs的多孔结构提供了巨大的表面积和丰富的孔道空间，可以有效地吸附气体分子。

例如，许多MOFs展示出对CO2的高度选择性吸附能力，有望应用于碳捕获和储存技术。

金属有机框架材料还在气体分离和储存方面显示出很大的潜力。

MOFs的孔道结构可以通过调整孔径和孔隙性质来选择性地吸附和分离不同大小和形状的气体分子。

这使得MOFs在气体分离、气体存储和气体传感等领域具有广阔的应用前景。

此外，金属有机框架材料还具有良好的光学和电学性能。

MOFs的孔道和金属离子可以用于吸附和传导电子，具有潜在的电池和传感器应用。

另外，一些MOFs还可以通过改变金属离子和有机配体的选择来调节其光学性质，用于光电器件的制备。

然而，虽然金属有机框架材料在许多领域显示出卓越的应用潜力，但其实际应用还面临一些挑战。

首先，MOFs的稳定性问题限制了其在实际环境中的应用。

一些MOFs在湿度或温度变化等条件下容易失去晶体结构，降低其性能。

其次，MOFs的制备成本较高，生产规模较小，限制了其商业化生产和大规模应用。

新型金属材料的研究进展及应用前景

新型金属材料的研究进展及应用前景随着科技不断发展，材料科学也在迅速进步，新型金属材料的研究进展引起了广泛关注。

新型金属材料是指通过原子工程、物理工程、化学工程等手段改变金属的微观结构和性质，使其在力学强度、硬度、导电导热性、耐腐蚀性、耐高温性等方面具有优异的性能，是工业革命的基础材料之一。

本文将从材料结构、加工工艺、应用前景三个方面探讨新型金属材料的研究进展及应用前景。

一、材料结构金属材料的性能与其内部结构密切相关，新型金属材料的研究重点在于设计出更优秀的微观结构。

微观结构的改变可通过金属合金化、表面改性、纳米化以及复合材料等手段实现。

其中合金化是最关键的手段之一，能够通过改变单一金属的质量与成分，使金属材料具有更高的强度和硬度，达到提升性能的目的。

另外，表面改性是指将纳米材料、涂层、陶瓷等不同材料引入金属表面，加强其硬度、耐磨性、抗腐蚀性和附着力，如超硬涂层、抗蚀金属等。

二、加工工艺新型金属材料的研究需要掌握先进的加工工艺，其中最具代表性的是激光增材制造技术。

该技术可以精确控制材料的形态和结构，实现快速加工生产各种形状的新型材料，从而极大地提高了材料的制造效率。

另外，热态加工技术也是新型金属材料研究的重要组成部分。

它可以通过加热和冷却材料，改变金属的晶体结构，从而得到各种具有优异性能的材料。

三、应用前景新型金属材料具有很高的应用价值，主要应用领域包括航空航天、电子信息、汽车制造、医疗器械、节能环保等。

例如，航空航天领域需要高强度、耐腐蚀、耐高温的金属材料；电子信息领域需要导电、导热、低温超导等功能材料；汽车制造领域需要强度高、轻量化、耐腐蚀的材料。

此外，新型金属材料的应用可以有效地满足节能环保的需求，如用于光伏、风能等新能源领域。

综上所述，新型金属材料具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

随着技术的不断发展和创新，新型金属材料的研究将会变得更加深入，将会有越来越多的新型合金、表面改性材料、纳米材料被应用于工业生产。

金属材料热处理工艺研究进展

120 世界有色金属 2021年 6月上
性环境，这些因素都会对金属材料的性质产生一定的影响。工业上为了保证金属材料的安全性和稳定性，很有必要研究金属材料热处理与耐久性的相关关系。在实践中在热处理过程中，金属材料的耐久性会影响热处理的应力。因此，只有降低应力的不利影响，才能充分利用金属材料物质的价值。目前全球金属是使用量不断增加，提高技术减少金属材料在加工工程中的浪费是非常有必要的，在金属材料耐久性和热处理的研究领域，我国在这些方面取得了长足的进步，并且在金属材料的实际应用上也开始不断完善工艺标准和加工技术。 2.2 材料切割与热处理的关系
WANG Hai-tao, GONG Wen
（Ｓｃｈｏｏｌｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｊｉａｍｕｓｉｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｍｕｓｉ１５４０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: ＭｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｋｉｎｄｏｆｂａｓｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎＣｈｉｎａ＇ｓｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｕｓｅｏｆｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｉｎｇ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｔｅｒｉａｌｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｌｌｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌｓ． Keywords: ｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌ；ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

金属材料科学研究进展与应用

金属材料科学研究进展与应用金属材料是一种重要的结构性材料，其在现代工业中有着广泛的应用。

作为一种物质，金属材料具有一系列的物理化学性质和力学性能，因此其在航空、汽车、建筑、电子等领域得到了广泛的应用。

近年来，随着科技的不断进步，金属材料的研究得到了快速发展，其应用范围也不断扩大。

下面，本文将介绍一些金属材料科学研究的进展和应用。

一、材料仿生学的应用材料仿生学是指将生物学原理应用于材料科学中的研究领域。

通过对生物体的结构、组成、功能等方面的研究，可以得到一些灵感，从而设计和制造出更优良的材料。

在金属材料的制造中，材料仿生学的应用已经成为了一个热门的研究方向。

例如，研究人员可以通过研究昆虫的翅膀结构，设计出纳米结构的金属材料，使其具有类似于翅膀的自清洁和抗污染功能。

同时，仿生学的方法也可以用于设计出更轻、更坚固、更耐磨的金属材料，从而提高其在工业和军事领域中的应用。

二、材料纳米技术的应用材料纳米技术是指利用纳米级别的制备、加工和控制方法，改变材料的组成、结构、性能等方面的技术。

随着纳米技术的发展，金属材料的制备和性能也得到了一定的改善。

例如，以铯钡钛酸铁为例，通过纳米技术可以将其制备成为高性能的压电材料，应用于电声器和超声波发生器中。

此外，利用纳米技术可以制备出具有高比表面积和催化效果的纳米金属材料，使其在催化剂、储能材料、磁性和光电性材料等领域得到了广泛的应用。

三、材料表面技术的应用材料表面技术是指通过对材料表面进行改性、加工和涂覆等处理，从而改变其表面性能的技术。

金属材料的表面技术早已应用于实际生产中，并在工业领域中得到了广泛的应用。

例如，采用钝化技术可以使金属表面生成氧化层，从而具有耐蚀、耐热、耐烧蚀等性能。

在制造过程中，冷加工、热处理等方法也能改变金属材料的外观和性能。

此外，通过金属材料表面的涂覆，可以使其具有更多的功能，例如抗菌、抗氧化、抗食物质的沾附和减少疲劳等。

总之，随着科技的发展，金属材料的制造和应用也在不断改进和创新。

生物医用多孔金属材料的研究进展

第20卷　第4期V ol 120　N o 14材　料　科　学　与　工　程Materials Science &Engineering总第80期Dec.2002文章编号:10042793X (2002)0420597204收稿日期:2002204224;修订日期:2002205230作者简介:姜淑文(1976—),女,辽宁省大连市人,材料学硕士.生物医用多孔金属材料的研究进展姜淑文,齐　民(大连理工大学材料工程系,辽宁大连　116024) 【摘　要】　本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺、力学性能、耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。

作为一种新型的硬组织修复材料,生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科、牙科等医疗领域有广阔的应用前景。

【关键词】　生物医用材料;多孔金属;粉末冶金;生物相容性中图分类号:T B39 文献标识码:ADevelopment of Porous Metals U sed as Biom aterialsJIANG Shu 2w en ,QI Min(Dep artment of Materials E ngineering ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116024,China)【Abstract 】　The research progress in biomedical porous metals has been reviewed concerning their production ,mechanical proper 2ties ,corrosion resistance and biocom patibility.As a new kind of hard tissure 2repairing biomaterial ,biomedical porous metals have promis 2ing prospect for orthopaedic use such as total joint replacement and teeth root renovation ,etc.,because of their excellent biocom patibility.【K ey w ords 】　biomaterials ;porous metals ;powder metallurgy ;biocom patibility1　前　言金属材料具有高强度、高硬度以及较好的韧性和抗冲击性,在承载部位的应用尤为重要,例如全关节替代[1],是临床医学领域广泛使用的材料之一。

金属基复合材料的研究进展与应用前景

金属基复合材料的研究进展与应用前景金属基复合材料是一种具有金属基体和强化相的材料，能够综合发挥金属的优良性能和强化相的增强效果。

近年来，金属基复合材料得到了广泛的研究和应用，其研究进展和应用前景也备受关注。

本文将综述金属基复合材料的研究进展和应用前景。

一、金属基复合材料的研究进展1. 强化相的选择和设计强化相是金属基复合材料中起到增强作用的材料，通常是颗粒、纤维或片状结构。

近年来，随着纳米材料的研究和发展，纳米颗粒和纳米纤维作为强化相的应用逐渐成为研究的热点。

纳米颗粒和纳米纤维具有较大的比表面积和较好的强度，可以显著提高金属基复合材料的力学性能和热学性能。

2. 制备技术的改进金属基复合材料的制备技术对于材料性能具有决定性影响，近年来研究者们在制备技术方面进行了大量的改进。

传统的制备技术包括粉末冶金、熔融法和电化学沉积法等，这些方法能够制备金属基复合材料，但是制备工艺复杂、成本高。

近年来，研究者们开始探索新的制备技术，如激光熔融沉积、电子束熔凝等，这些新的制备技术具有制备精度高和能耗低的优点。

3. 性能测试与评价金属基复合材料的性能测试和评价是研究中的重要环节，目前主要包括力学性能测试、热学性能测试和耐腐蚀性能测试等方面。

力学性能测试包括拉伸性能、硬度、韧性等方面的测试，热学性能测试包括热膨胀系数、导热系数等方面的测试，耐腐蚀性能测试包括盐雾试验、腐蚀电位测试等方面的测试。

通过对金属基复合材料的性能测试和评价，能够了解材料的力学性能和热学性能，为进一步研究和应用提供依据。

二、金属基复合材料的应用前景1. 航空航天领域金属基复合材料具有高强度、高温稳定性和低密度等优点，能够满足航空航天领域对材料高性能的需求。

金属基复合材料在飞机、火箭、导弹等航空航天装备的结构材料中有广泛的应用前景。

例如，金属基复合材料可以用于飞机结构的轻量化设计，提高飞机的燃油效率和载重能力，同时保证结构的强度和刚度。

2. 汽车制造领域汽车制造领域也是金属基复合材料的应用领域之一。

新型金属玻璃材料的研究进展

新型金属玻璃材料的研究进展近年来，随着科技不断进步，新型材料的研究不断推进。

其中，金属玻璃材料正逐渐成为人们研究的热点。

这种材料的出现，将对许多领域的发展造成深远的影响。

本文旨在系统地介绍新型金属玻璃材料的研究进展，并展望其应用前景。

一、金属玻璃材料的定义和特点金属玻璃材料是一种由金属原子组成的非晶态合金，除了具有金属的优异导电、导热、强度等特性外，还同时拥有玻璃的透明度和韧性。

它是经过快速冷却而制成的，其冷却速度可以达到千万倍/秒。

由于冷却速度快，原子不具有足够的时间来排列成晶体结构，从而形成非晶态合金。

因此，金属玻璃具有多种特点：1.高硬度、高强度。

金属玻璃具有非常好的耐磨性和耐腐蚀性，这让它在高强度和高硬度的领域里，如制造坦克装甲、飞机外壳、弹头等，大展身手。

2.优异的磁、电、光性能。

金属玻璃的磁、电、光性能优异，是开发新型磁、电、光器件的重要材料。

3.温度稳定性佳。

金属玻璃具有较好的温度稳定性，可以用于高温工作环境，如液态金属储存、航天器、航空器等。

4.结构可调。

金属玻璃的玻璃转移温度低，成材性好，沿着不同传热路径板材形制成三维形状，可以用于精密微观器件。

5.可降解和可再生。

金属玻璃在特定条件下可以被溶解，是环保绿色材料。

二、金属玻璃材料的制备方法1.快速凝固法。

通常采用淬火或者溅射的方法，快速冷却而成。

此方法是现代金属玻璃制备技术中应用最广的一种。

2.堆垛法。

在钢球或金属棒上堆放薄片，在薄片的同时加热，形成螺旋或线状的形态。

3.蠕变淬火法。

通过让金属样品在熔融状态下进行流变以形成非晶态，该方法被广泛应用于轻合金的材料设计中。

三、金属玻璃材料的应用前景1.制造高性能弹头。

由于金属玻璃具有高强度、高硬度、高韧性等特性，可以制造新型高性能弹头，富含创新。

这种弹头可以更好地提高炮弹和导弹的打击效果，并能够抗击各种导弹和坦克的袭击。

2.高速列车线路。

高速列车运行时需要承受巨大的压力和冲击，选用金属玻璃材料做轨道接头、连接器等，可以减小卡扣力，提升结构适应性。

金属材料晶界工程研究进展

具有能量自发降低的趋势 ,使晶界原子发生刚性松弛。一般把具有特殊性能的晶界称为特殊晶界 ,它必须至少满足两个条件 : ①界面为 Σ≤29 的 CSL 晶界 [ 5 ] ; ② 重合位置点阵模型准则 [ 6 ] :取向差 θ的最大偏离量 Δθ 应满足 B randon标准 ,即 Δθ≤15°Σ- 1 /2 ,或者 Palum bo2 Aust标准 ,即 Δθ≤15°Σ- 5/6 。而 Σ > 29 的 CSL 晶界和非 CSL 晶界则称为一般晶界 [ 5 ] 。 ∑1 (指 Σ = 1,下同 ) 小角度特殊晶界具有较低能量和迁移率 , ∑3 晶界包括共格、非共格孪晶以及不对称的倾转、扭转和不规则
逐渐接近 6617%时 ,特殊晶界几乎全部为 ∑3,从而形量、退火温度和退火时间等。通过对材料进行轧制等
成具有很高特殊 CSL 晶界体积分数的晶界特性统计分布 ( Grain Boundary Characteristic D istribution, GB 2 CD ) 。新的 CSL 晶界结构破坏了原有晶界网络连通
界面等 ,而退火孪晶则属于具有 ∑3 CSL 晶界结构的 “共格孪晶 ”[ 3 - 4 ] 。在晶界迁移过程中 ,当三条晶界在同一结点相遇时 ,会发生 3个晶界之间的聚合 2分解作
《金属热处理》2006年第 31卷第 3期
1
用 ,形成 3条非特殊晶界、2条非特殊晶界和一条特殊晶界、1 条非特殊晶界和 2 条特殊晶界以及 3 条特殊晶界等 4种晶界形态。一般把含有 2条或 3条特殊晶界的三结点称为特殊三结点 [ 7 ] 。
tions of GB E is also put forward1
Key words: grain boundary engineering; grain boundary characteristic distribution; coincidence site lattice; thermome2

金属材料表面超疏水涂层的研究进展

金属材料表面超疏水涂层的研究进展目录一、内容描述 (2)1. 超疏水涂层的定义与意义 (3)2. 金属材料表面处理技术的发展背景 (4)二、超疏水涂层材料的研究进展 (5)1. 纳米材料在超疏水涂层中的应用 (6)纳米TiO2、SiO2等颗粒的制备与应用 (7)纳米复合材料的设计与性能优化 (9)2. 有机高分子材料在超疏水涂层中的应用 (10)涂层材料的表面接枝改性技术 (11)自组装单分子层的构筑与性能研究 (12)3. 生物启发型超疏水涂层的研究 (13)蜡烛蜡、硅酮等生物启发材料的模仿与应用 (14)生物矿化原理在涂层设计中的应用 (15)三、超疏水涂层制备方法的研究进展 (17)1. 化学气相沉积法 (18)2. 动力学激光沉积法 (19)3. 离子束溅射法 (20)4. 溶液沉积法 (21)5. 微纳加工技术 (22)四、超疏水涂层性能评价及优化策略 (23)1. 表面张力与接触角测量 (24)2. 耐磨性、耐腐蚀性等性能评估 (26)3. 涂层稳定性与耐久性分析 (27)4. 性能优化策略与实验方法 (28)五、超疏水涂层在特定领域的应用研究进展 (29)1. 抗生物污染涂层的研发与应用 (30)2. 防腐蚀保护涂层的性能研究 (32)3. 光学性能改进的超疏水涂层设计 (33)4. 涂层在航空航天、电子电气等领域的应用探索 (34)六、结论与展望 (35)1. 超疏水涂层技术的发展趋势 (36)2. 存在的问题与挑战 (38)3. 未来研究方向与应用前景展望 (39)一、内容描述随着科技的不断发展，材料科学领域对于表面性能的要求日益提高，尤其是在防水、防污、自清洁等方面具有特殊需求的材料。

金属材料作为现代工业的重要基础材料，其表面性能的优劣直接影响到产品的使用寿命和可靠性。

对金属材料表面进行超疏水涂层的研发和应用成为了当前研究的热点。

超疏水涂层是一种具有特殊表面性能的涂层，其表面的水接触角大于150，表现出“荷叶效应”，即水滴在涂层表面上能够迅速滚落，而不会附着和渗透。

多孔金属材料的制备及应用研究进展

多孔金属材料的制备及应用研究进展一、本文概述多孔金属材料作为一种具有独特物理和化学性能的新型材料，近年来在科研领域和工业应用中均受到了广泛的关注。

本文旨在综述多孔金属材料的制备方法以及其在各个领域的应用研究进展。

多孔金属材料因其高比表面积、良好的透气性、优良的导热导电性能以及可调节的孔径和孔结构等特点，使得它们在催化剂载体、能源存储与转换、分离与过滤、生物医学以及声学等多个领域具有广泛的应用前景。

本文将从多孔金属材料的制备技术、性能表征以及应用实例等方面进行深入探讨，以期对多孔金属材料的研究与应用提供有益的参考。

二、多孔金属材料的制备方法多孔金属材料的制备方法多种多样，这些方法的选择主要取决于所需的孔结构、孔径大小、孔形貌、孔分布以及金属材料的类型。

下面我们将详细介绍几种主流的多孔金属材料制备方法。

粉末冶金法：这是一种传统的多孔金属材料制备方法。

它首先通过压制或烧结金属粉末形成多孔结构，然后经过高温烧结，使粉末颗粒间的连接更加紧密，形成具有一定强度和刚度的多孔金属材料。

粉末冶金法可以制备出孔径分布均匀、孔结构稳定的多孔金属材料，但制备过程需要高温，且制备周期较长。

模板法：模板法是一种可以精确控制多孔金属材料孔结构的方法。

它通过使用具有特定孔结构的模板（如聚合物泡沫、天然生物模板等），将金属前驱体填充到模板的孔洞中，然后通过化学反应或热处理将金属前驱体转化为金属材料，最后去除模板，得到具有模板孔结构的多孔金属材料。

模板法可以制备出具有复杂孔结构、高比表面积的多孔金属材料，但制备过程需要复杂的模板设计和制备，且模板的去除过程可能会对孔结构产生影响。

熔体发泡法：熔体发泡法是一种通过在金属熔体中引入气体来制备多孔金属材料的方法。

它首先将金属加热至熔化状态，然后通过物理或化学方法向熔体中引入气体，使气体在熔体中形成气泡。

随着气泡的长大和上浮，金属熔体在气泡周围凝固，形成多孔结构。

熔体发泡法可以制备出孔径较大、孔结构开放的多孔金属材料，且制备过程相对简单，但制备出的多孔金属材料孔径分布较宽，孔结构稳定性较差。