摘要:电子束自由曲面制造是一种送丝直接能量沉积增材制造工艺,其中真空条件可确保对大气进行出色的屏蔽并能够加工高反应性材料。在本文中,该技术应用于 α + β 钛合金 Ti-6Al-4V,以确定适合坚固构建的工艺参数。基于所选工艺参数,单个焊珠的尺寸和稀释度之间的相关性导致重叠距离在焊珠宽度的 70-75% 范围内,从而产生具有均匀高度和线性堆积速率的多焊珠层。此外,使用交替对称焊接序列堆叠具有不同数量轨道的层允许制造墙壁和块等简单结构。显微镜研究表明,主要结构由外延生长的柱状前 β 晶粒组成,具有一些随机分散的宏观和微观孔隙。所开发的微观结构由马氏体和细小的 α 层状结构混合而成,硬度适中且均匀,为 334 HV,极限抗拉强度为 953 MPa,断裂伸长率较低,为 4.5%。随后的应力消除热处理可使硬度分布均匀,断裂伸长率延长至 9.5%,但由于热处理过程中产生了细小的 α 层状结构,极限强度降至 881 MPa。通过能量色散 X 射线衍射测量的残余应力表明,沉积后纵向拉伸应力为 200-450 MPa,而进行应力消除处理后应力几乎为零。
辐射损伤来自融合演示反应堆材料的高能中子辐照,必须经过良好的测试和验证。为此,预测了国际融合材料辐射设施(IFMIF)直到几年前[1]。先进的融合中子源(A-FNS),以实现对日本融合反应堆材料的融合样中性辐照试验的早期实现。在欧洲的类似原因出于类似的原因,已经开始了面向IFMIF的中子源(Dones)项目[3]。a-fns将两个IFMIF型加速器降低到一个,因此将其配置为一个Deuteron加速器,液态锂目标和测试设施。即使总中子通量从IFMIF发生变化,中子IRRA diation数据减少了激活铁素体马氏体钢(RAFM),例如F82H(例如F82H),使用融合样中性子基于blandet结构材料测试模块(BSMTM)的前景,我们先前的研究基于A-FNS [4]。a-FNS提供了八个测试模块,以获取融合反应堆材料的Irradi数据,不仅用于毯子结构材料,而且还获得了毯子功能材料,例如中子乘数和tripium育种者。此外,在测试模块辐射之前进行了一个用于中子通量测量的模块,并提供了四个用于其他应用目的的测试模块,例如制造医疗同位素,为半导体提供了辐射测试。图1显示了带有屏蔽混凝土塞的融合反应堆材料的A-FNS测试模块。BSMTM的概念设计[4],毯子核财产
当今的大趋势,如电子产品的小型化、汽车电气化的推动以及对可持续建筑能源技术的需求,都需要具有极端或动态可切换热性能的新型热管理和存储材料。为了实现这一目标,了解材料的热传输和相关特性对于材料开发至关重要,需要可靠的高通量热特性。在本次研讨会上,我将讨论与极端热导率 (Λ)、新型热特性技术和热能应用相关的四个主题。首先,我将介绍 BA 和同位素增强 BN 中超高 Λ 的建立,其值分别为 1000 W m-1 K-1 和 1600 W m-1 K-1,远远超过铜 (400 W m-1 K-1)。这些材料具有成为微电子和电力电子领域下一代散热器的潜力,超越成本低廉的合成金刚石。它们的极高值可以通过现代第一性原理理论来理解,该理论仔细考虑了声子、同位素无序和其他缺陷的相互作用。其次,我将展示一类新型相变材料 (PCM),即 Ni-Mn-In 合金,用于固态热开关的动态热管理,以提高各个领域的能源效率,例如汽车发动机、快速充电电池和建筑围护结构。这些材料通过马氏体转变引起的电子迁移率变化在 300 K 附近表现出高对比度(高达 ~75%)的可逆 Λ 变化,在高温相中显示出更高的 Λ(与常见 PCM 中的趋势相反)。第三,我将介绍一种基于结构化照明和热成像的首创热计量法,用于高通量材料表征。该技术能够高效地并行研究多个样品,并有可能实现百万像素属性映射,这是传统激光技术无法实现的。它还可以方便地测量各向异性的热
[1] ASTM International,《金属定向能量沉积标准指南》。2016 年,第 1-22 页。[2] S. Sreekanth,“激光定向能量沉积:工艺参数和热处理的影响”,University West,2020 年。[3] RM Mahamood,《金属和合金的激光金属沉积》。2018 年。[4] S. Sreekanth、E. Ghassemali、K. Hurtig 和 S. Joshi,“直接能量沉积工艺参数的影响”,《金属》,第 10 卷,第 1 期,第 96 页,2020 年。[5] A. Steponaviciute、A. Selskiene、K. Stravinskas、S. Borodinas 和 G. Mordas,“17-4 PH 不锈钢作为高分辨率激光金属沉积材料”,Mater. Today Proc.,第 10 卷,第 1 期,第 96 页,2020 年。 52,第 2268-2272 页,2021 年,doi:10.1016/j.matpr.2021.08.143。[6] AA Adeyemi、E. Akinlabi、RM Mahamood、KO Sanusi、S. Pityana 和 M. Tlotleng,“激光功率对激光金属沉积 17-4 ph 不锈钢微观结构的影响”,IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng.,第 225 卷,第 012028 页,2017 年,doi:10.1088/1757-899x/225/1/012028。 [7] J. Tacq.,“17-4PH 钢的 L-PBF 和热处理”,2021 年。 [8] A. Ziewiec、A. Zielińska-Lipiec 和 E. Tasak,“热处理后 X5CrNiCuNb 16-4(17-4 PH)马氏体不锈钢焊接接头的微观结构”,Arch. Metall. Mater.,第 59 卷,第 3 期,第 965-970 页,2014 年,doi:10.2478/amm-2014-0162。 [9] Y. Sun、RJ Hebert 和 M. Aindow,“热处理对增材制造和锻造 17-4PH 不锈钢微观结构演变的影响”,Mater. Des.,第 59 卷,第 3 期,第 965-970 页,2014 年156,第 429-440 页,2018 年,doi:10.1016/j.matdes.2018.07.015。[10] K. Li 等人,“均质化对激光粉末床熔合制备的 17-4 PH 不锈钢沉淀行为和强化的影响”,Addit. Manuf.,第 52 卷,第 1-26 页,2022 年,doi:10.1016/j.addma.2022.102672。
###有关这项研究的更多信息,请参见“直接模拟和机器学习结构识别揭示软马心和孪生动态”,Jun-Ichi Fukuda和Kazuaki Z. Takahashi,PNAS,doi:自1911年成立以来,以研究为导向的高等教育机构。京都大学的世界一流研究中心拥有约19,000名学生和8,000名教职员工,涵盖了从人文和艺术到工程和医学科学的广泛研究领域和研究领域。它的多个校园(包括日本最大的校园之一)位于福冈市,这是日本九州西南部的沿海大都市,经常被排名世界上最宜居的城市,历史上被称为日本的亚洲门户。通过其2030年的愿景,Kyushu U将“通过综合知识推动社会变革”。其协同应用知识的应用将涵盖所有学术界,并解决社会中的问题,同时创新新系统,以实现更美好的未来。关于日本最大的公共研究组织之一,美国国家先进工业科学技术研究所(AIST)的重点是对日本工业和社会有用的技术的创建和实际实现,以及“弥合”创新技术种子和商业化之间的差距。为此,AIST被组织成5个部门和2个中心,这些部门将核心技术融合在一起,以发挥其全面的力量。AIST作为国家创新体系的核心和开拓性存在,在全国范围内有2300名研究人员在12个研究基地进行研究和发展,这是基于国家制定的国家战略,考虑到不断变化的创新环境。AIST还通过例如与世界各地的主要研究机构签署了综合研究合作(MOUS)的理解备忘录,从而积极建立全球网络。
特邀演讲 OLIVER GUTFLEISCH (289) 2025 年材料日主题为“能源材料”,苏黎世联邦理工学院,2025 年 5 月 7 日 (288) MRS 研讨会:可持续冷却的固体材料:热量效应和设备,2025 年 MRS 春季会议和展览,美国西雅图,2025 年 4 月 7 日至 11 日 (287) MRS 研讨会:新兴技术中的关键原材料,2025 年 MRS 春季会议和展览,美国西雅图,2025 年 4 月 7 日至 11 日 (286) 绿色能源的可持续磁体,2025 年 TMS 年会磁学和磁性材料进展研讨会,美国内华达州拉斯维加斯,2025 年 3 月 23 日至 27 日 (285) 高性能磁性材料 – Schlüsselwerkstoffe für die Energietransformation ,42. Hagener Symposium 2024 Pulvermetallurgie,哈根,2024 年 11 月 28 日 - 29 日 (284) 用于高效能源、运输和冷却应用的先进磁性材料,Physikalisches Kolloquium,奥格斯堡大学,2024 年 11 月 18 日 (283) 用于高效能源、运输和冷却应用的先进磁性材料,中国科学院物理研究所中关村论坛,北京,2024 年 8 月 27 日 (282) 用于能源转换、传输和冷却应用的磁性材料的磁滞设计,德中磁学研讨会,北京,中国,2024 年 8 月 25 日 (281) 粉末和粉末基加工的 Ni-Mn-Sn 多热 Heusler 合金中的马氏体转变和热效应,Thermag 2024,第 10 届 IIR 热冷却与热材料应用会议,中国包头,2024 年 8 月 21 日至 24 日 (280) 用于柔性传感和执行器的可持续磁性材料,ICM 2024 博洛尼亚,焦点研讨会:磁性结构中的应变、纹理和弯曲,2024 年 7 月 1 日至 5 日 (279) 用于柔性传感和执行器的可持续磁性材料,E-MRS 2024 年春季会议 - 研讨会 R“非常规电子和可持续柔性传感技术的进展”,2024 年 5 月 28 日 (278) 高性能永磁体领域的最新开发,VDA 汽车工业协会,AK 循环经济/AK 电磁兼容,2024 年 5 月 7 日,阿尔策瑙 (277) 永磁体和磁热材料- 从基础到能源应用(由 K. Skokov 博士讲授),第 3 届 EMFL 学校 - 高磁场科学,德累斯顿,2024 年 4 月 15 日 - 19 日(276) 磁性材料宏观和微观功能特性的关联探测(由 A. Aubert 博士讲授),意大利-德国 WE-Heraeus 研讨会“关联材料表征的前沿:样品、技术、仪器和数据管理”,2024 年 4 月 2 日至 4 月 5 日。(275) 电动汽车和风能用永磁体的可持续性:稀土的减少、替代和回收,IRTC 会议 2024 可持续未来的原材料,意大利都灵,2024 年 2 月 21-23 日(274) 磁性材料在能源转型中的作用,第八届意大利磁学协会 (AIMAGN) 会议 Magnet-2024,2024 年 2 月 7-9 日,米兰 (273) 用于利用磁滞冷却循环的多热材料,德累斯顿磁热日,2023 年 11 月 13-14 日 (272) 未来磁铁的可持续性及其应用,磁性材料和应用 2023,英国磁学学会,2023 年 11 月 7-9 日,哈瑙 (271) 电动汽车和风力发电永磁体的可持续性:稀土的减少、替代和回收,acatech - 专题会议“材料 - 有价值的材料 - 原材料。循环材料系统对弹性和可持续原材料供应的贡献”,2023 年 11 月 7 日,慕尼黑 (270) 电动汽车和风力发电用永磁体的可持续性:稀土的减少、替代和回收,第 9 届鲁尔循环经济功能材料研讨会,2023 年 10 月 17 日,杜伊斯堡 (269) 未来永磁体的可持续性及其应用,REPM 2023,英国伯明翰,
001 1-4 全体演讲 1 Sung-Joon Kim 奥氏体不锈钢中间隙原子的作用:C 与 N 002 5-7 1 相变 Tadashi Furuhara 界面工程在控制钢的微观结构和性能中的应用 003 8-11 1 相变 Yasunobu Nagataki 汽车用超高强度钢板的最新研究进展 006 12-15 1 相变 Mahesh Chandra Somani 北极应用新型超高强度钢的设计和加工的最新进展 007 16-18 1 晶粒结构控制 Munekazu Ohno 包晶钢凝固过程中粗柱状奥氏体晶粒的形成 008 19-20 1 晶粒结构控制 Shuang Xia 晶界特征分布对 316L 不锈钢力学性能的影响 009 21-22 1 晶粒结构控制Toshio Ogawa 通过三维微观结构分析表征纯铁和低碳钢的再结晶行为 010 23-25 1 晶粒结构控制 YongJie Yang 取向硅钢中一次再结晶织构的发展 011 26-29 1 第二相粒子控制 Yutaka Neishi 通过控制夹杂物形态提高特殊钢棒材和线材的性能 012 30-33 1 第二相粒子控制 Ling Zhang 含 2 wt%Nb 低碳钢的力学性能 013 34-37 1 第二相粒子控制 Wei Wang 通过测量高温下晶粒生长获得 TiN 在奥氏体中的溶度积 015 38-40 2 强度和变形 1 Nobuhiro Tsuji 完全再结晶超细晶粒钢同时实现高强度和高延展性的可能性 016 41-43 2 强度与变形 1 Elena Pereloma 揭示加工参数之间的关系,铁素体高强度低合金钢的相间析出与强化 017 44-47 2 强度与变形 1 Genichi Shigesato 高韧性钢板的微观组织控制 018 48-50 2 强度与变形 1 Norimitsu Koga 时效超低碳钢的低温拉伸性能 019 51-54 2 强度与变形 1 Myeong-heom Park 不同马氏体硬度的铁素体+马氏体双相钢的局部变形行为 020 55-57 2 强度与变形 2 Noriyuki Tsuchida 从应力分配角度改善力学性能 021 58 2 强度与变形 2 Stefanus Harjo 利用脉冲中子衍射观察钢材的变形行为 022 59 2 强度与变形 2 Si Gao 晶粒尺寸对钢材拉伸性能的影响304 不锈钢的原位中子衍射研究 023 60 2 先进钢种 1 Jungho Han 提高中锰钢低温韧性的可能性搅拌摩擦焊 024 61 2 先进钢种 1 Hongliang Yi 涂层/基体界面碳富集及其对 Al-Si 涂层压淬钢弯曲性能的影响 027 62-65 2 先进钢种 1 Dirk Ponge 高强度中高锰钢中的氢脆:从基础认识到新的抗氢微观结构设计 028 66-69 3 氢脆 Young-Kook Lee 微观结构和变形对珠光体钢氢脆的影响 029 70 3 氢脆 Hong Luo 环境引起的铁基多元合金的退化 030 71-73 3 氢脆 Shusaku Takagi 氢脆评估问题 031 74-76 3 氢脆 Akinobu Shibata 马氏体钢中的氢相关裂纹扩展行为 032 77-78 3 氢脆 Tomohiko Hojo 超高强度 TRIP 辅助钢的氢脆性能评估 033 79 3 耐热钢的设计 Satoru Kobayashi 提高长期结构稳定性的铁素体耐热钢的设计 034 80 3 设计耐热钢的设计 Shigeto Yamasaki Co 添加对高铬铁素体钢蠕变强度和磁性能的影响 035 81-84 3 耐热钢的设计 Nobuaki Sekido 利用纳米 SIMS 观察耐热铁素体钢在回火过程中硼偏析的变化 036 85-88 3 耐热钢的设计 Yoshiaki Toda 提高沉淀强化铁素体钢的蠕变强度 037 89-92 3 耐热钢的评价 Masatsugu Yaguchi 长期使用条件下 91 级钢的微观结构和蠕变强度 038 93 3 耐热钢的评价 Masatoshi Mitsuhara 晶界特征对 9Cr 铁素体耐热钢中 M23C6 碳化物生长的影响 039 94-97 3 18Cr 9Ni 3Cu Nb N钢的蠕变变形行为 040 98-101 3 耐热钢的评价 张胜德 长期使用超级304H钢锅炉管的组织与力学性能