当期目录
2024年 第2期
2024
(2):
1-9. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2024.01.0485
摘要:
本文聚焦于探索高熵合金纤维在材料领域的全新视角，特别关注其在柔性材料领域潜在的应用。通过对高熵合金纤维的多元性、材料特性和性能可调性进行深入研究，揭示了其在构建新一代柔性材料方面所具备的巨大潜力。着眼于从一维角度出发，使得高熵合金纤维与传统的三维块体或二维薄膜截然不同，为高熵合金带来了全新的视野和可能性。
本文聚焦于探索高熵合金纤维在材料领域的全新视角，特别关注其在柔性材料领域潜在的应用。通过对高熵合金纤维的多元性、材料特性和性能可调性进行深入研究，揭示了其在构建新一代柔性材料方面所具备的巨大潜力。着眼于从一维角度出发，使得高熵合金纤维与传统的三维块体或二维薄膜截然不同，为高熵合金带来了全新的视野和可能性。
2024
(2):
10-20. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.12.2901
摘要:
近年来，自供电GaN基紫外光电探测器凭借具有的紫外敏感性、高稳定性及便携应用等特点，在紫外通信、紫外辐射检测以及导弹追踪等领域具有重要的应用前景。但其发展依旧面临着材料位错密度高、器件性能差、器件集成度低等问题。为了解决上述问题，科研工作者开展系统地研究并取得了重要进展。本文从材料缺陷控制、器件结构设计和器件集成应用三个方面讨论了自供电GaN基紫外光电探测器的研究进展，并展望了其发展前景。
近年来，自供电GaN基紫外光电探测器凭借具有的紫外敏感性、高稳定性及便携应用等特点，在紫外通信、紫外辐射检测以及导弹追踪等领域具有重要的应用前景。但其发展依旧面临着材料位错密度高、器件性能差、器件集成度低等问题。为了解决上述问题，科研工作者开展系统地研究并取得了重要进展。本文从材料缺陷控制、器件结构设计和器件集成应用三个方面讨论了自供电GaN基紫外光电探测器的研究进展，并展望了其发展前景。
2024
(2):
21-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2024.01.0585
摘要:
材料作为人类改造世界的物质基础，在人类社会的每个阶段都对经济社会发展起着决定性作用。金属材料因其优越的结构与性能，在当今世界中依旧是主要的结构材料和重要的功能材料。随着工业产品与工程设施越来越呈现出尺度超大化、工况环境极端化等特点，对其中关键核心材料的服役性能提出严峻挑战。为了应对这一挑战，以服务于国民经济核心战场的国家重大科技基础设施——重大工程材料服役安全研究评价设施建立实施，为推动关键行业领域材料服役性能评价提供了有效的技术与装备条件。通过突破大尺寸超大荷载下多场耦合等一大批核心技术，建成6套大型实体科学装置群和2套支撑系统，对国家和行业重大需求的重要支撑推动作用日益显现。
材料作为人类改造世界的物质基础，在人类社会的每个阶段都对经济社会发展起着决定性作用。金属材料因其优越的结构与性能，在当今世界中依旧是主要的结构材料和重要的功能材料。随着工业产品与工程设施越来越呈现出尺度超大化、工况环境极端化等特点，对其中关键核心材料的服役性能提出严峻挑战。为了应对这一挑战，以服务于国民经济核心战场的国家重大科技基础设施——重大工程材料服役安全研究评价设施建立实施，为推动关键行业领域材料服役性能评价提供了有效的技术与装备条件。通过突破大尺寸超大荷载下多场耦合等一大批核心技术，建成6套大型实体科学装置群和2套支撑系统，对国家和行业重大需求的重要支撑推动作用日益显现。
2024
(2):
28-32. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.06.2001
摘要:
近年来，随着核聚变、散裂中子源等大科学装置的建设和运行，钨作为一种具有优异性能的难熔金属材料，其重要性更加显著。本文介绍了世界散裂中子源的发展情况，重点阐述了散裂中子源对于钨靶材的要求及其研发技术。中国散裂中子源用钨靶组件，创新性地通过钽包覆钨和高效散热结构的开发，成功解决了钨靶在高能量粒子辐照产热和冷却水腐蚀的技术难题，保证了散裂中子源设备的正常运行。
近年来，随着核聚变、散裂中子源等大科学装置的建设和运行，钨作为一种具有优异性能的难熔金属材料，其重要性更加显著。本文介绍了世界散裂中子源的发展情况，重点阐述了散裂中子源对于钨靶材的要求及其研发技术。中国散裂中子源用钨靶组件，创新性地通过钽包覆钨和高效散热结构的开发，成功解决了钨靶在高能量粒子辐照产热和冷却水腐蚀的技术难题，保证了散裂中子源设备的正常运行。
2024
(2):
33-41. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.09.2806
摘要:
位错研究大师Nabarro和Kuhlmann-Wilsdorf都来过北京科技大学进行学术交流。两人有着十分密切的关系，同时存在学术上不同的观点。他们的学术成就不同程度地在材料科学基础课程中出现过。本文首先简单介绍两人的科学贡献，然后从课程教学的角度讨论了两人与课程中一些知识点的联系，希望能帮助相关专业课程学习者和授课教师从更深层理解相关知识点及背后的历史背景，将人文历史与专业理论有机结合，促进课程学习、促进教学与科研。
位错研究大师Nabarro和Kuhlmann-Wilsdorf都来过北京科技大学进行学术交流。两人有着十分密切的关系，同时存在学术上不同的观点。他们的学术成就不同程度地在材料科学基础课程中出现过。本文首先简单介绍两人的科学贡献，然后从课程教学的角度讨论了两人与课程中一些知识点的联系，希望能帮助相关专业课程学习者和授课教师从更深层理解相关知识点及背后的历史背景，将人文历史与专业理论有机结合，促进课程学习、促进教学与科研。
2024
(2):
42-46. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.12.1985
摘要:
几十万年前中华文明地区就掌握了人工制造火、控制火并保留火种的能力，成为发展早期高温烧制陶器的技术基础。通过捶打在周边环境中捡拾到的自然铜，人类逐渐掌握了变形加工以制作铜器的能力。相对于环地中海地区，新石器末期中国各地烧制陶器所使用的高温加热技术逐渐呈现出一定领先优势，不仅为发明人工冶铜并顺利进入铜器时代提供了高温技术支撑；而且随后基于领先于全世界的高温技术，率先发明了需1200 ℃以上加热才能制作出来的瓷器，为人工冶铜技术的出现奠定了坚实的高温基础。早期铜器的化学成分主要取决于所获得铜矿石的天然成分，高温冶铜则有利于促使铜器化学成分的均匀化。
几十万年前中华文明地区就掌握了人工制造火、控制火并保留火种的能力，成为发展早期高温烧制陶器的技术基础。通过捶打在周边环境中捡拾到的自然铜，人类逐渐掌握了变形加工以制作铜器的能力。相对于环地中海地区，新石器末期中国各地烧制陶器所使用的高温加热技术逐渐呈现出一定领先优势，不仅为发明人工冶铜并顺利进入铜器时代提供了高温技术支撑；而且随后基于领先于全世界的高温技术，率先发明了需1200 ℃以上加热才能制作出来的瓷器，为人工冶铜技术的出现奠定了坚实的高温基础。早期铜器的化学成分主要取决于所获得铜矿石的天然成分，高温冶铜则有利于促使铜器化学成分的均匀化。
2024
(2):
47-53. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.12.2985
摘要:
炼铁新技术科研梯队传承以魏寿昆院士、柯俊院士为代表的冶金学家“钢魂”精神，致力于一流学科建设和一流冶金人才培养，深耕冶金领域，成果丰硕，对钢铁产业降本增效和绿色转型起到了重要的推动作用，为我国的节能减排战略和“双碳”战略提供有力支撑。梯队成员身体力行，用实干与热忱讲述着他们对于“严谨治学、甘为人梯”的理解与感悟，用“以党为纲，赤诚为怀”的情怀培养更多为国奉献钢筋铁骨的高素质人才，为推动祖国钢铁事业发展，续写钢铁强国梦做出更大的贡献。
炼铁新技术科研梯队传承以魏寿昆院士、柯俊院士为代表的冶金学家“钢魂”精神，致力于一流学科建设和一流冶金人才培养，深耕冶金领域，成果丰硕，对钢铁产业降本增效和绿色转型起到了重要的推动作用，为我国的节能减排战略和“双碳”战略提供有力支撑。梯队成员身体力行，用实干与热忱讲述着他们对于“严谨治学、甘为人梯”的理解与感悟，用“以党为纲，赤诚为怀”的情怀培养更多为国奉献钢筋铁骨的高素质人才，为推动祖国钢铁事业发展，续写钢铁强国梦做出更大的贡献。
2024
(2):
54-59. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2024.01.0286
摘要:
如果有人说，铝比金银都贵，你相信吗？是不是觉得这是天方夜谭，不可能的啊，但是，这里告诉你，千真万确，铝曾经比金银都贵。这到底是怎么回事儿呢？现在就让我们走进铝的世界，一看究竟吧。
如果有人说，铝比金银都贵，你相信吗？是不是觉得这是天方夜谭，不可能的啊，但是，这里告诉你，千真万确，铝曾经比金银都贵。这到底是怎么回事儿呢？现在就让我们走进铝的世界，一看究竟吧。
2024
(2):
60-62. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2024.03.1185
摘要:
习近平总书记在主持二十届中共中央政治局第三次集体学习时强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”可以看出，科学教育承担着培养学生科学兴趣、科学精神及创新实践能力的重要使命，具有重要战略意义和现实意义，要牢牢把住科学教育关键环节，广泛争取各方支持，不断提升科学教育质量，努力在孩子们心中播撒科学的种子，引导青少年树立科技报国的远大志向，为科技创新人才培养夯实根基。
习近平总书记在主持二十届中共中央政治局第三次集体学习时强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”可以看出，科学教育承担着培养学生科学兴趣、科学精神及创新实践能力的重要使命，具有重要战略意义和现实意义，要牢牢把住科学教育关键环节，广泛争取各方支持，不断提升科学教育质量，努力在孩子们心中播撒科学的种子，引导青少年树立科技报国的远大志向，为科技创新人才培养夯实根基。
2024
(2):
63-66. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.07.0102
摘要:
使用2450 mm轧机对TA15钛合金进行薄复叠轧轧制加工，使用光学显微镜、扫描电子显微镜以及拉伸性能试验，对薄板进行微观组织和拉伸性能研究。结果表明：薄板的组织主要由α晶粒组成，在各α晶粒之间存在黑色的残余β相，α晶粒的形貌以等轴状与细长条状为主，存在一定的轧制加工形貌。薄板的轧制方向（TD）与薄板的横向（RD）方向的拉伸性能十分接近，断口微观形貌均由大量等轴状韧窝构成，具有明显的韧性断裂特征，除包含大量韧窝外，还包含少量的小平面，小平面十分光滑且圆润，同时发现一定数量的二次裂纹。
使用2450 mm轧机对TA15钛合金进行薄复叠轧轧制加工，使用光学显微镜、扫描电子显微镜以及拉伸性能试验，对薄板进行微观组织和拉伸性能研究。结果表明：薄板的组织主要由α晶粒组成，在各α晶粒之间存在黑色的残余β相，α晶粒的形貌以等轴状与细长条状为主，存在一定的轧制加工形貌。薄板的轧制方向（TD）与薄板的横向（RD）方向的拉伸性能十分接近，断口微观形貌均由大量等轴状韧窝构成，具有明显的韧性断裂特征，除包含大量韧窝外，还包含少量的小平面，小平面十分光滑且圆润，同时发现一定数量的二次裂纹。
2024
(2):
67-72. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.11.2201
摘要:
铝合金具有优异的耐腐蚀性、强度与加工性等优点，合金元素的加入能有效抑制铝的结晶生长。熔盐电镀过程热应力小，对基体材料几乎无损伤且结合力好，镀后材料可再进行焊接等加工，广泛应用于钢铁、铜、镍的板材、棒材等各种材料形状的表面，具有广阔的应用前景。本文研究了低温氯化物熔盐体系中Al–Ni合金的电镀工艺，对制得的合金镀层表面形貌与微观成分结构进行了表征及分析，对镀层的耐蚀性和硬度等性能进行了检测。实验结果表明，NiCl2在熔盐体系中的添加量对合金镀层的性能有明显作用，NiCl2的加入可使晶粒更加细致紧密，从而改善镀层形貌，利于Al–Ni合金相的形成，可大大提高耐蚀性和硬度，当镀层中Ni质量分数达6.19%时，硬度可高达720 HB。
铝合金具有优异的耐腐蚀性、强度与加工性等优点，合金元素的加入能有效抑制铝的结晶生长。熔盐电镀过程热应力小，对基体材料几乎无损伤且结合力好，镀后材料可再进行焊接等加工，广泛应用于钢铁、铜、镍的板材、棒材等各种材料形状的表面，具有广阔的应用前景。本文研究了低温氯化物熔盐体系中Al–Ni合金的电镀工艺，对制得的合金镀层表面形貌与微观成分结构进行了表征及分析，对镀层的耐蚀性和硬度等性能进行了检测。实验结果表明，NiCl2在熔盐体系中的添加量对合金镀层的性能有明显作用，NiCl2的加入可使晶粒更加细致紧密，从而改善镀层形貌，利于Al–Ni合金相的形成，可大大提高耐蚀性和硬度，当镀层中Ni质量分数达6.19%时，硬度可高达720 HB。
2024
(2):
73-76. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.08.0501
摘要:
冷轧复合法生产金属层状复合板在我国已经进入快速发展阶段，但在产品性能、质量和经济性等相关的工艺技术方面还存在诸多难点，限制了产业的快速发展。本文在理论研究和生产实践的基础上，对冷轧复合生产工艺的发展进行了分析和展望，认为结合界面强化、异温轧制复合、异步轧制复合、协同形变热处理、复合自动厚度控制、自动板形控制、高速复合、全连续复合、宽幅复合、超薄覆层控制等工艺技术是冷轧层状复合的主要发展方向和趋势。
冷轧复合法生产金属层状复合板在我国已经进入快速发展阶段，但在产品性能、质量和经济性等相关的工艺技术方面还存在诸多难点，限制了产业的快速发展。本文在理论研究和生产实践的基础上，对冷轧复合生产工艺的发展进行了分析和展望，认为结合界面强化、异温轧制复合、异步轧制复合、协同形变热处理、复合自动厚度控制、自动板形控制、高速复合、全连续复合、宽幅复合、超薄覆层控制等工艺技术是冷轧层状复合的主要发展方向和趋势。
2024
(2):
77-81. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.06.0603
摘要:
在铁水预处理使用石灰+镁粉复合喷吹脱硫的工艺过程中，石灰和镁粉的消耗量不仅对脱硫率有影响，同时对铁水的终点硫含量也有一定程度上的影响。从喷吹脱硫剂消耗量、初始温度等因素分析了脱硫率、终点硫、扒渣量以及温降之间的关系。结果表明：喷吹脱硫剂消耗量与脱硫率成正比例关系，与终点硫含量成反比例关系，其中石灰消耗量达到160 kg/t，镁粉消耗量达到50 kg/t时，脱硫率迅速升高。
在铁水预处理使用石灰+镁粉复合喷吹脱硫的工艺过程中，石灰和镁粉的消耗量不仅对脱硫率有影响，同时对铁水的终点硫含量也有一定程度上的影响。从喷吹脱硫剂消耗量、初始温度等因素分析了脱硫率、终点硫、扒渣量以及温降之间的关系。结果表明：喷吹脱硫剂消耗量与脱硫率成正比例关系，与终点硫含量成反比例关系，其中石灰消耗量达到160 kg/t，镁粉消耗量达到50 kg/t时，脱硫率迅速升高。
2024
(2):
82-86. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.11.2501
摘要:
为适应环保新常态，烧结机限产30%~40%情况下。邯钢邯宝炼铁厂2台360 m2烧结机针对目前的环保形势采用一种新的生产工艺。原360 m2烧结机大烟道分为脱硫与非脱硫段烟道非对称性设计工艺，采取选择性脱硫，但随着环保排放标准的提高，要求烧结烟气全处理，非对称烟道结构两烟道内部风量、有害气体及粉尘含量差别较大，制约了现有脱硫工艺的能力发挥，且由于两烟道不对称，单台风机运行无法维持生产。对烟道进行改造，平衡非对称烟道的工艺参数，实现了烧结机的单风机生产操作。
为适应环保新常态，烧结机限产30%~40%情况下。邯钢邯宝炼铁厂2台360 m2烧结机针对目前的环保形势采用一种新的生产工艺。原360 m2烧结机大烟道分为脱硫与非脱硫段烟道非对称性设计工艺，采取选择性脱硫，但随着环保排放标准的提高，要求烧结烟气全处理，非对称烟道结构两烟道内部风量、有害气体及粉尘含量差别较大，制约了现有脱硫工艺的能力发挥，且由于两烟道不对称，单台风机运行无法维持生产。对烟道进行改造，平衡非对称烟道的工艺参数，实现了烧结机的单风机生产操作。
2024
(2):
87-90. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.06.1301
摘要:
基于有限元方法，依据C-NCAP碰撞法规，利用热成形钢替换先进高强钢，对白车身侧碰工况进行数值模拟，依据白车身结构安全性能要求，建立侧面碰撞的有限元模型，并进行评价分析。为满足新车型轻量化需求，B柱加强板以热成形钢PHS2000替代传统先进高强钢，再进行侧面碰撞分析。结果表明：应用PHS2000的白车身的B柱头部、胸部、腹部、胯部等参考点的入侵量和入侵速度明显降低，大大提升了乘客安全性，同时B柱加强板轻量化19.99%，达到了新车型轻量化的目的。
基于有限元方法，依据C-NCAP碰撞法规，利用热成形钢替换先进高强钢，对白车身侧碰工况进行数值模拟，依据白车身结构安全性能要求，建立侧面碰撞的有限元模型，并进行评价分析。为满足新车型轻量化需求，B柱加强板以热成形钢PHS2000替代传统先进高强钢，再进行侧面碰撞分析。结果表明：应用PHS2000的白车身的B柱头部、胸部、腹部、胯部等参考点的入侵量和入侵速度明显降低，大大提升了乘客安全性，同时B柱加强板轻量化19.99%，达到了新车型轻量化的目的。
2024
(2):
91-93. doi: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.06.0601
摘要:
研究了低铁损冷轧电工钢W470冶炼轧制工艺，采用RH精炼炉冶炼，控制硫和碳含量，采用连铸方式铸坯，钢坯加热轧制并退火，在退火后将热轧板进行酸洗，在室温条下进行冷轧。研究结果表明，通过合理控制原料比例，降低成本，RH精炼炉进行带氧量控制，有效降低了钢的氧含量，有利于改进冷加工性，铁损可达到最佳值，制备的电工钢W470的电机能耗小、噪音低，适用于各种变压器、电动机和发电机的铁芯。
研究了低铁损冷轧电工钢W470冶炼轧制工艺，采用RH精炼炉冶炼，控制硫和碳含量，采用连铸方式铸坯，钢坯加热轧制并退火，在退火后将热轧板进行酸洗，在室温条下进行冷轧。研究结果表明，通过合理控制原料比例，降低成本，RH精炼炉进行带氧量控制，有效降低了钢的氧含量，有利于改进冷加工性，铁损可达到最佳值，制备的电工钢W470的电机能耗小、噪音低，适用于各种变压器、电动机和发电机的铁芯。
