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铝合金激光清洗漆层后表面形貌和性能的演变研究
1
作者 王世宇 王思捷 +3 位作者 赵凯 侯良朋 李哲 殷凤仕 《表面技术》 北大核心 2025年第13期135-150,共16页
激光清洗具有绿色环保、劳动强度低、精确可控、灵活性好、非接触式清洗、易实现自动化等优点,在制造、维修与再制造领域的应用越来越广泛。激光清洗可发挥光压力、热烧蚀、振动波、等离子体冲击等多种效应的综合作用,实现基体表面优质... 激光清洗具有绿色环保、劳动强度低、精确可控、灵活性好、非接触式清洗、易实现自动化等优点,在制造、维修与再制造领域的应用越来越广泛。激光清洗可发挥光压力、热烧蚀、振动波、等离子体冲击等多种效应的综合作用,实现基体表面优质高效清洁。激光在去除基体表面覆层的同时,覆层烧蚀和激光残余辐照作用会在基体表面产生热聚集和应力累积,不可避免地引起基体表面微观形貌、组织结构及性能的变化,并进一步影响基体的表面质量。采用纳秒激光对6061铝合金表面漆层进行清洗,分别采用高能量密度单次清洗和低能量密度二次清洗等2种方法,通过优化激光能量密度和光斑重叠率等工艺参数,研究激光清洗后铝合金表面形貌和性能的演变规律。结果表明,虽然单次清洗的效率较高,但易在铝合金表面形成氧化膜和非晶纳米改性层,显著提高了表面的耐蚀性和耐磨性;二次清洗在较低能量密度下能够更彻底地去除漆层,且对基体表面的损伤较小,表面粗糙度更低,保留了更多的原始成分。通过SEM、EDS、XPS、TEM等表征手段证实,二次清洗能够有效减少表面氧化,形成更均匀的表面形貌。电化学腐蚀测试结果表明,经单次清洗后,显著提升了铝合金表面形成的氧化膜的耐腐蚀性,其腐蚀电流密度最低达到2.2213×10^(-6)A/cm^(2);经二次清洗后,腐蚀电流密度为4.1265×10^(-6)A/cm^(2),表明其耐腐蚀性有所提升。摩擦学性能测试结果显示,经二次清洗后,表面的摩擦因数较低,表明其耐磨性更好。本研究为铝合金表面激光清洗工艺的优化提供了理论依据,并展示了激光清洗从无损清洗到表面强化的潜力。 展开更多
关键词 激光清洗 表面形态 铝合金 单次清洗 二次清洗 纳秒激光
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激光辅助冷喷涂技术的研究与应用现状
2
作者 陶莉晴 郭伟玲 +3 位作者 王慧鹏 赵运才 马国政 王海斗 《材料导报》 北大核心 2025年第16期198-211,共14页
冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进... 冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进行加热软化的作用,增强喷涂颗粒的塑性变形能力,从而改善颗粒的沉积效率,提高涂层的结合强度,提升涂层的综合性能。本文对激光辅助冷喷涂技术的研究进展进行回顾和总结,归纳了单一冷喷涂技术与“冷喷涂+”技术的原理与分类;重点介绍了激光辅助冷喷涂复合技术的研究进展;分析了激光辅助冷喷涂技术的工艺影响参数;总结了激光辅助冷喷涂技术的实际应用领域,期望能为激光辅助冷喷涂技术的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 冷喷涂 激光 复合技术 沉积原理 工艺参数
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脉冲磁场强化金属材料微观组织演变规律研究进展
3
作者 王慧鹏 江聪 +4 位作者 黄艳斐 郭伟玲 董丽虹 邢志国 王海斗 《材料工程》 北大核心 2025年第3期20-34,共15页
脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲... 脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲磁场作为一种高场强、周期性磁场,对金属材料的固态相变和液态相变过程均具有明显的强化作用:在固态相变中,脉冲磁场能够改变金属材料的织构和磁畴,促使位错增殖扩散,加快第二相析出,调控析出物析出次序;在液态相变中,脉冲磁场为形核提供能量,破碎粗大枝晶,抑制树状枝晶生长,促进溶质均匀分布,多种作用耦合下提高金属材料性能。数值模拟方法能够再现脉冲磁场强化过程中磁场分布、材料受力和内部结构等方面变化,为研究脉冲磁场强化机理提供重要依据;脉冲磁场强化效果主要取决于磁场的磁场强度、脉冲占空比和作用时间,通过数值模拟技术获得强化效果最优的脉冲磁场参数是脉冲磁场强化金属材料的研究重点之一。目前,脉冲磁场强化技术已应用于金属刀具、涂层制备和金属铸造等领域。为了实现脉冲磁场强化技术的广泛应用,未来还需要在强化机理、脉冲磁场参数设计、脉冲磁场装置小型化等方面开展进一步的研究工作。 展开更多
关键词 脉冲磁场处理 金属材料 强化机理 数值模拟 固态相变 液态相变
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磁场辅助金属涂层制备的研究进展
4
作者 王慧鹏 沙树润 +3 位作者 郭伟玲 周龙龙 邢志国 王海斗 《表面技术》 北大核心 2025年第11期1-16,共16页
涂层的使役性能在大型机械及精密零部件中的要求日益严苛,在涂层制备过程中不可避免地会产生孔隙等缺陷。磁场能够抑制涂层制备过程中缺陷的生成,并改善涂层内部的微观组织结构,从而延长其使役寿命。采用磁场辅助制备金属涂层具有重要... 涂层的使役性能在大型机械及精密零部件中的要求日益严苛,在涂层制备过程中不可避免地会产生孔隙等缺陷。磁场能够抑制涂层制备过程中缺陷的生成,并改善涂层内部的微观组织结构,从而延长其使役寿命。采用磁场辅助制备金属涂层具有重要的研究价值,目前仍缺乏系统性综述。首先,综述了磁场辅助激光熔覆、热喷涂、电沉积等3种涂层制备技术对成形涂层缺陷的影响。由于涂层的成形方式不同,因此磁场能够通过不同作用机理减少涂层缺陷的生成。其次,阐述了磁场类型、方向、强度等磁场参数的变化对涂层微观结构的改善情况。磁场参数的变化会改变磁场力的大小、方向及磁场的作用时间,在金属涂层的缺陷减少的同时,涂层中晶粒尺寸得到不同程度的细化。最后,总结了磁场对涂层的力学性能和使役性能的提升效果,并展望了未来磁场在涂层强化领域的发展方向。磁场能够提高涂层的平均显微硬度和结合强度等力学性能,同时减小磨损和腐蚀电流密度,从而提升涂层的耐磨性和耐腐蚀性等使役性能。概括了磁场辅助制备金属涂层的研究现状,有助于深入理解磁场对金属涂层成形的影响机制,为后续磁场强化涂层性能领域的发展提供了依据,从而推动磁场技术在其他工业制备领域的应用。 展开更多
关键词 磁场 金属工艺 涂层制备 微观结构 涂层性能
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航天铝合金变极性等离子弧焊焊接接头的腐蚀与疲劳交替研究 被引量：2
5
作者 高冲 董丽虹 +3 位作者 王海斗 李斌 吕晓仁 聂佳鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期141-147,共7页
随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲... 随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲劳交替工况下疲劳寿命的影响。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对其断口进行表征,分析了腐蚀与疲劳交替后焊接接头的损伤特性。结果表明,随着单位腐蚀时间的延长,腐蚀与疲劳交替寿命呈现先下降后平稳的趋势。这主要归因于腐蚀会钝化疲劳裂纹尖端,形成新的点蚀坑,同时钝化疲劳过程中的侵入/挤出和微裂纹降低了表面应力的集中程度,使疲劳寿命相对延长,从而反映出寿命保持稳定的状态。其中,断裂位置均处于热影响区,这主要因为焊接热影响区耐腐蚀性差,易造成严重腐蚀损伤,较大的腐蚀坑引起严重的应力集中,从而加速裂纹萌生。 展开更多
关键词 5A06铝合金 变极性等离子弧焊(VPPAW) 腐蚀与疲劳交替 盐雾腐蚀
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耐磨耐蚀高熵合金涂层性能研究进展 被引量：2
6
作者 笪强 马国政 +3 位作者 康嘉杰 黄艳斐 周永宽 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期192-201,共10页
高熵合金涂层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能,可以作为矿采冶金、能源电力、海洋工程等领域极端工况下零部件的强化防护涂层,具有广阔的应用前景。本文首先综述了高熵合金涂层不同制备方法的原理及工艺参数对高熵合金涂层微观组织和性能... 高熵合金涂层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能,可以作为矿采冶金、能源电力、海洋工程等领域极端工况下零部件的强化防护涂层,具有广阔的应用前景。本文首先综述了高熵合金涂层不同制备方法的原理及工艺参数对高熵合金涂层微观组织和性能的影响,其次概述了耐磨耐蚀高熵合金涂层中各主元素的作用、相结构以及元素含量对其耐磨耐蚀性能的影响机制,论述了后处理方式对高熵合金涂层耐磨耐蚀性的影响规律,最后展望了高熵合金涂层在耐磨损耐腐蚀领域的应用前景及发展趋势。 展开更多
关键词 高熵合金涂层 耐磨耐蚀 后处理技术
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钛合金表面主-被动抑菌改性方法研究进展 被引量：1
7
作者 朱凯悦 朱丽娜 +2 位作者 底月兰 王海斗 段天南 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-14,共14页
钛合金材料具有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性,被广泛用于医疗领域,特别是可植入器械。医疗器械的型号多样、结构复杂、局部尺寸较小,且在使用过程中会接触多种媒介,极易黏附污渍,导致微生物的聚集,引发器械感染,安全、可靠的... 钛合金材料具有良好的耐腐蚀性、抗疲劳性和生物相容性,被广泛用于医疗领域,特别是可植入器械。医疗器械的型号多样、结构复杂、局部尺寸较小,且在使用过程中会接触多种媒介,极易黏附污渍,导致微生物的聚集,引发器械感染,安全、可靠的医疗器械是提高救治效率的关键。从细菌生长机制出发,将现有金属材料表面抑菌改性方法归纳为两大类:依靠抗菌涂层主动杀菌的改性方式和控制表面润湿性的被动抑制细菌黏附的改性方式。采用主动改性方式,虽然能从根本上杀死细菌,但是在实际应用中这些杀菌剂存在耐药性、成本高、生物毒性等问题。被动改性方式无法直接杀死细菌,一旦表面被细菌定植,就会失去抑菌效果。为了实现医疗器械表面高效、长时、安全的清洁,研究者提出主–被动协同抑菌改性方法,将化学杀菌方法与抗黏附抑菌方法相结合,充分发挥2种方法的优势,这是未来研究的重点。 展开更多
关键词 钛合金 医疗器械 表面改性 抑菌 超疏水表面 纳米粒子
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磁场对合金材料服役性能影响的研究进展 被引量：3
8
作者 周安阳 郭伟玲 +3 位作者 黄艳斐 王志远 王海斗 邢志国 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期196-208,共13页
随着我国海洋工程、运载火箭、天地往返等重大战略工程的实施,合金作为各种装备的主要材料,在苛刻工况下的服役性能提升尤为迫切,如合金材料在海洋大气、深海、高原严寒等复杂环境中的防腐性能提升,在高温、重载环境中关键部件的长寿命... 随着我国海洋工程、运载火箭、天地往返等重大战略工程的实施,合金作为各种装备的主要材料,在苛刻工况下的服役性能提升尤为迫切,如合金材料在海洋大气、深海、高原严寒等复杂环境中的防腐性能提升,在高温、重载环境中关键部件的长寿命可靠服役,在航空航天、地质钻探环境中的减摩,在高速、高压环境中的力学性能提升等问题,使得实现合金材料高性能、高可靠的研究成为近年来的热点话题。磁场处理区别于传统合金加工方法,为提高合金材料性能提供了新的途径和方法,具有无接触、清洁、降低资源能耗等特点,对合金材料的制备以及加工工艺而言具有极其重要的意义。本文首先从固态和熔融态合金两条路线出发归纳了磁场不同的典型作用机理及其研究进展,梳理分析了磁场处理下凝固过程中的晶体结构以及磁场对固态合金微观组织(包括磁畴、相变和位错)的影响;其次针对磁场对合金性能影响的问题,从力学、摩擦、疲劳性能、耐腐蚀四个方面来阐述,对比分析不同类型、强度、方向的磁场对合金性能的影响效果差异;最后展望了磁场处理合金的未来发展趋势,并提出了亟待解决的问题。 展开更多
关键词 磁场处理 合金 机理 微观组织 性能
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超声振动在激光熔覆中的作用机制及研究进展 被引量：3
9
作者 李占明 王宏宇 +3 位作者 孙晓峰 王梦璐 王瑞 宋巍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期214-221,共8页
超声波在液态金属中传播时具有独特的声学效应和空化作用,在液态金属凝固过程中施加超声振动,可以使凝固组织从粗大的柱状晶转变成均匀细小的等轴晶,成分偏析现象得到明显改善,气孔、夹杂等缺陷也能够大幅减少,在解决不同合金材料铸造... 超声波在液态金属中传播时具有独特的声学效应和空化作用,在液态金属凝固过程中施加超声振动,可以使凝固组织从粗大的柱状晶转变成均匀细小的等轴晶,成分偏析现象得到明显改善,气孔、夹杂等缺陷也能够大幅减少,在解决不同合金材料铸造、焊接、熔覆难题方面均具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。本文介绍了超声振动处理对镍基合金、不锈钢等激光熔覆层性能的提升效果,分析了超声振动处理对激光熔覆熔池金属结晶过程的作用机制,揭示了超声振动改善激光熔覆层性能的微观机理,构建了振动处理工艺、熔覆层组织结构和性能之间的对应关系;获取科学合理的超声振动施加方式和能量精准控制方法是超声振动处理在激光熔覆领域中拓展应用急需解决的问题和重要的研究方向。 展开更多
关键词 激光熔覆 超声振动 作用机制
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高熵合金在激光增材修复中研究应用进展 被引量：1
10
作者 李占明 王梦璐 +2 位作者 孙晓峰 王瑞 王宏宇 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-71,共13页
将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑... 将新兴高熵合金材料引入激光增材修复的先进智能制造之中,有望推动新一代材料与制造技术的深度融合发展,大幅提高原材料和能量的利用率,具有广泛的应用领域和极好的发展前景。本文介绍了高熵合金在激光增材修复中的应用现状,指出强度塑性有待提高、调控工艺有待优化、强化机理有待明确是高熵合金在激光增材修复中拓展应用解决的关键科学问题。探究高熵合金熔覆涂层金属强韧化机制,明确熔覆涂层的材料、工艺、组织结构和宏观性能之间基本对应关系,获取完整有效的高熵合金成分预测方法,创新合金体系设计、优化调整控制工艺,获得适用于极端服役环境且成本低廉的高性能熔覆涂层是未来的主要研究热点和发展趋势。 展开更多
关键词 高熵合金 材料设计 工艺优化 强化机理 激光增材修复
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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状 被引量：1
11
作者 朱合法 邢志国 +4 位作者 郭伟玲 董丽虹 王海斗 董瀚 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期89-102,共14页
钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。 展开更多
关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 掺杂 电学性能
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激光清洗技术及在设备维修保障中的研究进展 被引量：1
12
作者 赵海朝 李军旗 +2 位作者 张勇 张庆 乔玉林 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期620-627,共8页
激光清洗技术是一种利用激光与物质相互作用的清洗新技术,具有操作简单、精准度高、低损伤、低排放和环保的优点,已被研究人员广泛地关注和研究,取得了很多重要研究成果,极具应用前景。首先根据激光清洗技术的分类(干式、湿式激光清洗... 激光清洗技术是一种利用激光与物质相互作用的清洗新技术,具有操作简单、精准度高、低损伤、低排放和环保的优点,已被研究人员广泛地关注和研究,取得了很多重要研究成果,极具应用前景。首先根据激光清洗技术的分类(干式、湿式激光清洗和激光等离子体清洗),简述了激光清洗技术的发展和机理,并对比分析了各种清洗方式的差异和优缺点,为研究人员的理解和选择提供支持;在此基础上,重点综述了激光清洗技术在维修保障中的研究应用现状。目前仅有表面除漆技术在国外飞机的维修保障中得到实际应用;表面除锈技术在国内外舰船材质表面实施应用得到了可靠验证,且国外已进行了实际应用的探索;表面除油污积碳技术在国内外均进行了零部件的探索性实验研究,距离成熟应用差距很多;而表面的其它污染物,主要包括海洋微生物污垢、霉菌以及损伤功能性涂层等。最后总结了激光清洗技术的研究发展方向,并对未来趋势进行了展望。 展开更多
关键词 激光技术 激光清洗 设备 维修保障
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航空铝合金腐蚀与疲劳交替研究现状 被引量：1
13
作者 聂佳鹏 陈爽 +2 位作者 王海斗 董丽虹 高冲 《热加工工艺》 北大核心 2024年第18期1-8,共8页
飞机在地面停放时主要受到腐蚀损伤,在空中工作时主要受到疲劳损伤,飞机重复经历停放和起飞的过程更接近地面腐蚀和空气疲劳的交替状态。因此,对近年来航空铝合金的腐蚀与疲劳交替研究现状进行综述和总结。首先介绍了腐蚀与疲劳交替裂... 飞机在地面停放时主要受到腐蚀损伤,在空中工作时主要受到疲劳损伤,飞机重复经历停放和起飞的过程更接近地面腐蚀和空气疲劳的交替状态。因此,对近年来航空铝合金的腐蚀与疲劳交替研究现状进行综述和总结。首先介绍了腐蚀与疲劳交替裂纹萌生机理,然后根据铝合金腐蚀与疲劳交替研究进展,介绍了腐蚀与疲劳交替实验的分类和加速方法,同时总结了腐蚀与疲劳交替对寿命的影响及其寿命预测模型,并对未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 腐蚀与疲劳交替 航空铝合金 腐蚀疲劳 寿命预测
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冷喷涂铜基复合涂层及后处理技术的研究现状 被引量：3
14
作者 郭伟玲 邢志国 +2 位作者 李鹏 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期192-204,共13页
冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。... 冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。文中从铜基金属复合涂层与铜基陶瓷复合涂层两方面综述了冷喷涂铜基复合涂层形成的机理,归纳了冷喷涂铜基金属复合涂层的四大结合机理和铜基陶瓷复合涂层的三个结合假设;分析冷喷涂过程参数对复合涂层微观结构及综合性能的影响,重点探讨了喷嘴结构与材质、载气类型与温度、喷涂颗粒结构与粒径、基体硬度与粗糙度等对复合涂层综合性能的影响;总结了多种后处理技术对复合涂层微观结构及综合性能的影响,以期为冷喷涂铜基复合涂层的研究与应用提供借鉴。 展开更多
关键词 冷喷涂 铜基复合涂层 后处理技术 微观组织 力学性能
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航空航天铝合金腐蚀疲劳失效与寿命预测研究进展 被引量：3
15
作者 张宇鹏 王海斗 +4 位作者 董丽虹 金国 底月兰 郭伟玲 黄艳斐 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1893-1913,共21页
铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役... 铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役条件。本文综述了航空航天铝合金的应用现状,从腐蚀疲劳的失效机理角度,详细总结了腐蚀疲劳裂纹萌生机理、扩展机理以及裂纹的萌生位置和裂纹扩展行为,并对典型航空航天铝合金的腐蚀疲劳性能进行了概述,介绍了近年来在预腐蚀疲劳条件和腐蚀-疲劳交替条件下航空航天铝合金寿命预测的方法。从宏观与微观角度对航空航天铝合金腐蚀-疲劳交替过程进行研究,以及建立更加精准的腐蚀疲劳寿命预测模型是未来研究的重点。 展开更多
关键词 航空航天 腐蚀疲劳 裂纹萌生 裂纹扩展 寿命预测
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基于碳纳米管及其复合材料的柔性应变传感器研究进展 被引量：2
16
作者 张永芳 文镜茜 +3 位作者 董丽虹 王海斗 郭伟玲 黄艳斐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期66-76,共11页
压阻式应变传感器常被用于监测结构部位的变形状况,通过将捕获到的机械信号转变为电信号,从而实现对应变的监测。考虑到监测对象的结构和实际应用,压阻式应变传感器需要具备一定的柔性,以此实现弯曲或可拉伸界面的应变监测,为制备出对... 压阻式应变传感器常被用于监测结构部位的变形状况,通过将捕获到的机械信号转变为电信号,从而实现对应变的监测。考虑到监测对象的结构和实际应用,压阻式应变传感器需要具备一定的柔性,以此实现弯曲或可拉伸界面的应变监测,为制备出对应变敏感度高、耐用性强、不易损坏且能够在承受多次循环负载后依然具备良好性能的应变传感器,近年来导电层所使用的传感材料成为研究热点。碳纳米管具有特殊的性质并且与金属导电材料银、铜等或碳系导电材料中的石墨烯、炭黑等相互掺杂有显著的增强效果,因此在制备高性能的柔性应变传感器中有着巨大的潜力。本文综述了近年来为了提高应变传感性能而使用碳纳米管及其复合材料所制备的柔性应变传感器的研究现状,介绍了相关应变传感机制以及碳纳米管基应变传感器在各领域的应用,并讨论了碳纳米管基柔性应变传感器所面临的挑战。 展开更多
关键词 碳纳米管 复合材料 应变传感器 高性能 传感机制
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热固性树脂基复合材料在表面防护领域的研究现状 被引量：2
17
作者 张永芳 艾宇昕 +3 位作者 刘明 黄艳斐 周新远 王海斗 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期229-237,共9页
热固性树脂因其固化后不溶不融、硬度高、比刚性大、耐高温且成品具有优异的尺寸稳定性,在防护涂料、轨道交通、航空航天等广大应用领域获得了认可。然而,随着材料技术的高速发展,传统热固性树脂的力学性能已难以满足各行各业选用材料... 热固性树脂因其固化后不溶不融、硬度高、比刚性大、耐高温且成品具有优异的尺寸稳定性,在防护涂料、轨道交通、航空航天等广大应用领域获得了认可。然而,随着材料技术的高速发展,传统热固性树脂的力学性能已难以满足各行各业选用材料的性能要求。针对此类问题,目前的解决方案主要围绕新型热固性树脂的研发和对传统热固性树脂进行改性两方面。改性后的热固性树脂综合性能得到了显著提升,且制备周期较短,在抗烧蚀、耐磨损和耐腐蚀等领域起着至关重要的作用。本文综述了近年来热固性树脂基复合材料在抗烧蚀、耐磨损和耐腐蚀等表面防护领域的研究现状,并对其材料种类、防护机理及环境对其性能的影响进行了梳理和总结,探讨了热固性树脂基复合材料未来的发展方向,可为其在接下来的研究中提供理论和技术参考。 展开更多
关键词 热固性树脂基复合材料 改性方法 烧蚀 磨损 腐蚀
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红外抗反射微纳结构刻蚀制备研究进展 被引量：2
18
作者 李雪伍 王红星 +3 位作者 郭伟玲 邢志国 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期162-171,共10页
“蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管... “蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管和军事隐身等领域有广阔应用前景。本文梳理不同微纳结构抗反射原理,并对红外抗反射结构的不同刻蚀制备方法及其应用进行综述,总结了化学刻蚀、反应离子刻蚀、超快激光刻蚀等红外抗反射结构制备方法的特点以及对抗反射性能的影响,阐述红外抗反射结构在红外探测、红外热成像和隐身等方面的应用,并对抗反射结构制备方法研究方向与未来前景进行展望。 展开更多
关键词 抗反射结构 红外 微纳结构 刻蚀制备
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月尘微观吸附机理及其防护技术研究现状
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作者 王浩宇 任志英 +3 位作者 陈书赢 郭伟玲 马国政 赵海朝 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-17,共17页
月尘防护是未来月面探索中面临的重要难题之一,不同防护效果将对航天器性能产生重要影响,深入开展月尘颗粒在航天器表面的微观吸附行为及其防护技术的研究至关重要。主要从月尘颗粒吸附机理、吸附力测试技术及月尘防护的方法展开综述与... 月尘防护是未来月面探索中面临的重要难题之一,不同防护效果将对航天器性能产生重要影响,深入开展月尘颗粒在航天器表面的微观吸附行为及其防护技术的研究至关重要。主要从月尘颗粒吸附机理、吸附力测试技术及月尘防护的方法展开综述与展望。首先说明月尘颗粒的物理、化学性质及吸附机理,重点聚焦建立月尘颗粒与基体表面的吸附力解析模型,包括范德华力、静电力、毛细力;其次,利用原子力技术测量月尘颗粒吸附力参数。分析对比目前针对微纳米颗粒吸附问题的主动与被动防护技术。对月尘吸附力测试与月尘防护技术发展等问题的发展趋势进行展望。通过原子力技术开展月尘颗粒吸附力,解决现有其余测试技术产生的弊端,对推进月尘颗粒吸附机理及防护技术的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 月尘 原子力显微镜 吸附机理 月尘防护技术 月尘模拟物
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材料亚表面/表面缺陷锁相红外热成像检测研究现状与趋势
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作者 王慧鹏 蔡冬威 +2 位作者 董丽虹 林恩 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期35-42,共8页
材料亚表面/表面缺陷的有效检测是确保结构安全性和可靠性的重要保证。锁相红外热成像是主动红外热成像中的一个分支,因具有加热激励功率强度低、对不均匀加热和表面发射率变化不敏感等优点,被广泛用于材料亚表面分层、脱粘等缺陷检测... 材料亚表面/表面缺陷的有效检测是确保结构安全性和可靠性的重要保证。锁相红外热成像是主动红外热成像中的一个分支,因具有加热激励功率强度低、对不均匀加热和表面发射率变化不敏感等优点,被广泛用于材料亚表面分层、脱粘等缺陷检测。近年来随着研究的不断深入,锁相红外热成像在表面裂纹检测和深度量化上也提出了有效的表征方法。微小、深埋、不规则等缺陷检测以及非均质材料和复杂结构中的缺陷检测一直是热点和难点问题。国内外学者致力于提出新的缺陷表征方法,并减少噪声、横向热扩散等因素对缺陷检测的影响,提高缺陷定性检测和定量表征能力。本文从缺陷特征提取方法、检测影响因素等角度入手对国内外学者的研究进行总结,总结了锁相红外热成像在材料亚表面和表面缺陷检测的研究进展,并对锁相红外热成像的前景进行了展望。 展开更多
关键词 锁相红外热成像 缺陷检测 亚表面缺陷 表面裂纹
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