最新刊期
      2024 年 第 55 卷 第 8 期
      • “钛酸铋钠基无铅陶瓷制备压电纤维复合材料，体积分数81.40%时性能最优，具有优异耐疲劳性，应用前景广阔。”
        陈宇龙,汤林,袁晰,罗行,张斗
        2024, 55(8): 2857-2866. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.001
        摘要：基于钛酸铋钠基无铅陶瓷制备压电纤维复合材料，并研究BNT基压电陶瓷纤维体积分数对复合材料的影响。研究结果表明：随压电陶瓷体积分数的增加，自由应变和顶端位移增大；当压电陶瓷体积分数为81.40%时，在0~1 500 V正弦电压激励下，自由应变和顶端位移最大分别达到543×10-6和14.92 mm；在循环寿命实验中，经历1.0×106次循环后性能依然稳定，具有优异的耐疲劳性能，作为柔性驱动器应用前景广阔。  
        关键词：压电纤维复合材料;钛酸铋钠;场致应变;驱动性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在材料科学领域，研究人员采用快速热压反应烧结法制备了高强韧Mo2BC/Cu陶瓷基复合材料。研究发现，铜含量的增加能显著提升材料的弯曲强度和断裂韧性，当铜质量分数为7.5%时，性能最佳，耐磨性也得到显著提高。”
        张智源,王帅,逄显娟,刘娟,祝林,杜三明,张永振
        2024, 55(8): 2867-2878. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.002
        摘要：采用快速热压反应烧结法制备高强韧Mo2BC/Cu陶瓷基复合材料。研究铜含量对Mo2BC/Cu复合材料的微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并对其增韧机制和磨损机理进行分析。研究结果表明：Cu均匀地分散在Mo2BC基体中，具有细化晶粒的作用。Mo2BC/Cu复合材料中铜可以添加的最大质量分数为7.5%。随着铜含量的增加，Mo2BC/Cu复合材料的弯曲强度和断裂韧性增加。当Cu质量分数为7.5%时，复合材料的弯曲强度和断裂韧性最高，分别为625.1 MPa和7.4 MPa·m1/2，与Mo2BC陶瓷相比，分别提高了24%和62%，其主要的增韧机制为铜的塑性变形、晶粒拔出、桥接效应和裂纹的偏转。此外，铜的添加还可以明显提高Mo2BC/Cu复合材料的摩擦磨损性能。当Cu质量分数为2.5%时，复合材料的摩擦因数可低至0.36，磨损量最小，耐磨性最优，其主要的磨损机制为轻微的二体磨粒磨损和氧化磨损。  
        关键词：陶瓷基复合材料;Mo2BC;高强韧;摩擦磨损   
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        发布时间：2024-09-13
      • “粉末冶金工艺制备FeSiCr软磁粉芯，磷酸含量1.0%时性能最优，磁导率38.3，损耗646.24 mW/cm3。”
        王璞,刘佳奇,王成飞,朱争取,庞靖,张家泉
        2024, 55(8): 2879-2886. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.003
        摘要：基于粉末冶金工艺制备FeSiCr@磷酸盐/硅酸钠软磁粉芯，采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与盐雾等实验方法与损耗分离计算，探究不同磷酸含量(质量分数为0~1.5%)对FeSiCr复合粉芯软磁性能与耐蚀性的影响。研究结果表明，适度增加磷酸含量，可提高磁粉芯相对密度与直流偏置性能，并显著降低磁粉芯损耗。但过高的磷酸含量会降低绝缘层均匀性，增加磁畴壁运动的阻力，导致磁粉芯损耗增加与磁导率下降。此外，磁粉芯耐蚀性也随磷酸含量增加而下降。当磷酸质量分数为1.0%时，FeSiCr磁粉芯具备最优综合软磁性能，磁导率为38.3(100 kHz时)，损耗为646.24 mW/cm3(1 MHz与20 mT时)。  
        关键词：FeSiCr合金;软磁粉芯;绝缘包覆;软磁性能;耐蚀性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在金属陶瓷领域，通过可控氧分压烧结制备新型金属陶瓷，揭示了不同氧分压下材料的失氧反应与组织演变机制，为提高金属陶瓷性能提供新思路。”
        刘晨旭,何勇,熊慧文,周科朝,涂有旺,张雷
        2024, 55(8): 2887-2899. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.004
        摘要：为提高金属陶瓷的相对密度，优化物相组成，采用可控氧分压烧结制备名义成分为25(20Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)的金属陶瓷，并基于Fe-Ni-O三元相平衡热力学，探究烧结氧分压对材料微观组织、力学与电学性能的影响，揭示不同烧结氧分压下，金属陶瓷的失氧反应与组织演变机制。研究结果表明，烧结氧分压影响了尖晶石相的分解和金属相的氧化过程，进而决定金属陶瓷的平衡相组成；当氧分压为2.1~12.1 Pa时，NiFe2O4相有一定程度的分解，且金属相含量高于标准含量，经1 250 ℃烧结后，金属陶瓷的平衡相组成为CuNiFe-NiO-NiαFe3-αO4。金属陶瓷的力学性能和电导率均随氧分压的升高而降低，当氧分压为2.1 Pa时，样品相对密度最高，达99.7%，抗弯强度达176.86 MPa，室温电导率为14 S·cm-1。  
        关键词：金属陶瓷;铝电解;力学性能;电学性能;烧结气氛   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究采用化学溶胶—喷雾干燥—煅烧法制备MnZn铁氧体，通过多种检测方法表征，发现Fe含量增加影响材料性能，当y=0.07时综合性能最优。”
        徐展源,赵伟,史湘石,张振宇,王中钢,韩勇,范景莲
        2024, 55(8): 2900-2909. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.005
        摘要：采用“化学溶胶—喷雾干燥—煅烧”方法制备Mn0.5-yZn0.5Fe2+yO4(y=0，0.01，0.03，0.05，0.07，0.09)软磁MnZn铁氧体，利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和超导量子干涉磁测量系统等检测方法对其进行表征。研究结果表明：当 y=0~0.07时，样品均只含有MnZn铁氧体单相；而当y=0.09时，将析出α-Fe2O3杂质相，此现象得到了XRD和Raman光谱结果验证。随着Fe含量的增加，平均晶粒度先减小再增大，当y=0.03时，平均晶粒度最小。样品中的Fe呈+3价，Zn呈+2价，而Mn则存在+2、+3和+4这3种价态，其中，当y=0.09时，样品中Fe3+位于MnZn铁氧体和α-Fe2O3中的环境不同，其Fe2p3/2峰存在结合能分别为710.09、711.16和713.71 eV的3个子峰。样品中Mn2+的含量先增加再减少，在y=0.07时最大。所有样品均呈细小颗粒组成的空心球壳形貌，几乎不存在非空心球壳粉末形貌，且元素均匀化分布。当y=0~0.09时，比饱和磁化强度(Ms)为41.15~54.58 A·m2/kg，剩磁(Mr)为0.91~6.50 mA/m，矫顽力(Hc)为2 242.4~8 917.6 A/m，矩形比(Mr/Ms)为0.02~0.12。其中，当Fe过量时，Ms呈先增大再减小的趋势；当y=0.07时，MnZn铁氧体的综合特性最优。  
        关键词：MnZn铁氧体;磁性能;软磁;Fe含量   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究发现，通过单源先驱体法制备的SiZrCN纳米复相陶瓷具有优异的吸波性能，为高性能陶瓷材料研究开辟新方向。”
        张振宇,杨金灿,卢丽,文统辉,王雅雷,文青波,熊翔
        2024, 55(8): 2910-2924. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.006
        摘要：以聚硅氮烷和四(二甲胺)锆为原料，利用单源先驱体法制备SiZrCN纳米复相陶瓷。研究先驱体的合成路径、聚合物-陶瓷转变过程及陶瓷高温结构演变规律。研究结果表明，通过对先驱体改性可精确调控陶瓷中的Zr含量，并提高陶瓷产率。1 100 ℃热解后的SiZrCN陶瓷为无定形，当热处理温度≥1 500 ℃时，形成以Si3N4为主相、纳米ZrCN颗粒和自由碳均匀分布于其中的纳米复相陶瓷。Zr的加入抑制了热处理过程中含氮相的碳热还原反应，显著提高了陶瓷的高温热稳定性，1 600 ℃热处理的SiZrCN陶瓷的质量损失率仅为SiCN陶瓷的1/3。通过改变Zr含量和微观结构对SiZrCN陶瓷的介电参数进行了调控，并获得了优异的吸波性能。其中，当15SiZrCN-1500陶瓷的厚度为1.8 mm时，最小反射损耗为-61.02 dB，有效吸收带宽可达4.56 GHz。纳米ZrCN和自由碳形成的异质界面极化和缺陷偶极子极化以及所构成的导电网络是SiZrCN陶瓷具有优异吸波性能的主要原因。  
        关键词：先驱体陶瓷;微观结构;介电;电磁吸波   
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        发布时间：2024-09-13
      • “超细/纳米晶WC基硬质合金研究取得新进展，为现代硬质合金材料技术发展提供新途径。”
        袁媛,韩勇,唐思思,周飞扬,刘瑛
        2024, 55(8): 2925-2939. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.007
        摘要：超细/纳米晶WC基硬质合金具有超高强度、硬度和韧性等优点，在汽车、航空航天、国防军工等领域有着重要应用。然而，超细/纳米级WC粉末粒度小、活性大，控制超细/纳米级WC粉末在烧结过程中的快速长大粗化成为一个巨大的挑战。为了获得超细/纳米晶WC基硬质合金，从原料粉末制备、新型烧结技术开发、晶粒长大抑制剂添加和新型硬质合金设计等方面综述最新的研究进展，分析优化的制粉和烧结工艺获得的WC粉末的粒度以及烧结后合金的力学性能，并对比各种晶粒生长抑制剂对WC基硬质合金微观结构和性能的影响，比较新型的烧结方法，如低压热等静压烧结(Sinter-HIP)、放电等离子体烧结(SPS)和微波烧结(MS)对WC基硬质合金微观结构和性能的影响，阐述典型的新型纳米级硬质合金的微观结构和性能，包括无黏结剂硬质合金和高熵黏结相的硬质合金，并展望超细/纳米晶WC基硬质合金的发展前景和研究重点，以期为现代超细/纳米晶硬质合金材料及技术的发展提供新的途径。  
        关键词：超细/纳米晶;WC基硬质合金;抑制剂;新型烧结技术;新型硬质合金   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在航空航天领域，WMoTaVTi难熔高熵合金研究取得进展，通过调整烧结温度，实现了合金综合性能的优化，为超高温应用提供新思路。”
        杨一涵,韩勇,唐思思,李媛,袁媛,姜雪,刘瑛
        2024, 55(8): 2940-2950. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.008
        摘要：难熔高熵合金(refractory high entropy alloys，RHEAs)因具备高的服役温度和优异的热稳定性在航空航天等超高温领域有广阔的应用前景。然而，难熔高熵合金目前面临综合力学性能不足等问题，限制了其进一步应用。针对此，本文在WMoTaV基础上进一步引入Ti元素，制备一种WMoTaVTi难熔高熵合金，重点研究烧结温度对合金烧结致密化、显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：随着烧结温度的升高，合金的晶粒尺寸逐渐增加，屈服强度呈现先增加后降低的趋势。当烧结温度为1 500 ℃时，合金具有最佳的综合性能，此时其相对密度超过99%，室温压缩屈服强度为1 672 MPa，断裂应变为16.6%，断口形貌主要为沿晶断裂；相比于WMoTaV难熔高熵合金，合金的屈服强度提高了18%。由于粉末冶金过程中引入少量O元素，该合金主要由BCC基体相和少量FCC结构的TiO析出相组成，随着烧结温度的升高，基体的固溶度增加，TiO相的体积分数逐渐减少。合金强度的提高主要归因于固溶强化和析出强化两种强化机制。  
        关键词：难熔高熵合金;放电等离子烧结;显微组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究发现，通过调控热处理工艺，Fe-30Mn-9Al-1.2C奥氏体轻质钢中析出相演变显著影响其力学性能。”
        李诗瑶,王峰,刘宇琪,宋旼,王章维
        2024, 55(8): 2951-2960. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.009
        摘要：采用调控热处理工艺研究Fe-30Mn-9Al-1.2C奥氏体轻质钢中析出相演变及其对力学性能的影响。研究结果表明：冷轧后采用固溶时效处理的轻质钢的组织为完全再结晶奥氏体组织，晶内析出大量均匀弥散分布的细小κ-碳化物(粒径为8 nm)，具有优异的强度和塑性性能，其中，屈服强度为839 MPa，总伸长率高达57%。冷轧后直接低温退火的轻质钢的组织为部分再结晶组织，其屈服强度达到1 380 MPa，但总伸长率仅为5.3%，发生明显的脆性断裂，这主要源于再结晶区通过共析反应生成了复杂的三相组织，包含晶间κ-碳化物(粒径为0.4 μm)、α-铁素体(粒径为0.5 μm)和γ0-奥氏体(粒径为0.7 μm)，在变形过程中，各相之间硬度的显著差异引起了应变不相容性，导致在粗大的κ-碳化物硬质相界面处产生应力集中，引起了κ-碳化物的破碎或形成沿相界面的裂纹，进而显著降低了材料的塑性。  
        关键词：轻质钢;κ-碳化物;析出行为;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “粉末冶金技术制备的Ti-Al-Mo-Cr-Fe-B合金，通过多种测试方法研究了合金元素对钛合金性能的影响。研究发现，合金元素的添加降低了钛合金形成α相的倾向，增加了β相和金属间化合物的比例，其中Ti-3Al-1.5Mo-4Cr-1Fe-0.1B合金性能最优，为钛合金研究提供了新方向。”
        方浩煜,李健,徐学军,周翔幸,李瑞迪,袁铁锤,伍秋美
        2024, 55(8): 2961-2969. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.010
        摘要：采用粉末冶金技术制备Ti-Al-Mo-Cr-Fe-B合金，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、准静态拉伸测试和显微硬度测试等方法研究Mo、Cr、Fe含量对钛合金显微组织、烧结致密化和力学性能的影响。研究结果表明，所有合金均由α相、β相和金属间化合物组成，Mo、Cr、Fe的添加降低了钛合金体系在缓慢冷却过程中形成α相的倾向，增加了β相和金属间化合物的比例。其中，Ti-3A1-1.5Mo-4Cr-1Fe-0.1B的性能最优，其致密度、显微硬度、极限抗拉强度和伸长率分别为(99.29±0.06)%、438.40±13.69(HV)、 (1 124±119) MPa和(1.93±0.04)%。所有合金均以脆性断裂为主，其力学性能与残余孔隙率密切相关，孔隙率越高，合金强度和塑性越低。合金的致密化主要受到Cr、Fe原子快速扩散带来的综合影响，即快速扩散促进烧结致密化的积极效果与快速扩散导致孔隙形成的消极效果之间的交互作用。  
        关键词：钛合金;粉末冶金;混合元素;显微组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在新材料领域，研究人员采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金，探究烧结温度对合金微观组织和力学性能的影响。研究发现，合金微观组织中形成HEA黏结相，相对密度随烧结温度升高先上升后下降，在1250℃烧结后，相对密度达最高为98%，拉伸强度达最大值为1409MPa。”
        姜雪,韩勇,袁媛,刘瑛
        2024, 55(8): 2970-2979. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.011
        摘要：选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相，采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组织和力学性能的影响。研究结果表明：合金微观组织中形成HEA黏结相，为面心立方(FCC)结构的γ(Ni-Fe-Co-Cr，W)相，出现密排六方(HCP)结构的Cr2O3相。合金的相对密度随烧结温度的升高呈现先上升后下降的趋势。在1 250 ℃烧结后，相对密度达最高为98%；合金中W晶粒粒径小(≤10 μm)，同时拉伸强度达最大值为1 409 MPa，断口形貌主要为W-W解离断裂。HEA的固溶强化、W的细晶强化、偏聚相Cr2O3的弥散强化是造成高强度的主要原因。  
        关键词：钨合金;高熵合金;放电等离子烧结;微观组织;力学性能   
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      • “在多主元合金领域，研究人员采用临界退火和低温回火处理制备Fe69.4Mn10Co10Cr10N0.6合金，实现了高强度和良好塑性的平衡。”
        张浩,武文韬,张宁,贾楠
        2024, 55(8): 2980-2990. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.012
        摘要：采用接近Ac3温度的临界退火及不同温度的低温回火处理制备一系列Fe69.4Mn10Co10Cr10N0.6多主元合金。研究结果表明：经临界退火的合金由均匀分布的亚微米级超细铁素体和奥氏体晶粒以及奥氏体晶粒中的淬火马氏体板条组成。临界退火合金经不同温度的回火处理后，铁素体和奥氏体晶粒尺寸显著增加到微米级，合金的室温屈服强度和抗拉强度同时增加，塑性基本维持不变。这归因于：一方面，在回火过程中，Mn和N元素的配分增加了合金中奥氏体的稳定性；另一方面，回火后软区铁素体和硬区马氏体之间的异质界面增多，使得材料在拉伸变形过程中具有更显著的异质形变诱导强化和硬化效应。其中，经300 ℃回火处理合金的屈服和抗拉强度分别达到690 MPa和1400 MPa左右，同时保持了17%的均匀伸长率和26%的断裂伸长率。  
        关键词：多主元合金;临界退火;回火;微观组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在增材制造领域，研究人员采用激光选区熔化技术制备Ti6Al4V合金，并通过高能喷丸与退火处理复合工艺，实现了合金组织均质化和耐蚀性能提升。”
        郑志军,张文韬
        2024, 55(8): 2991-3001. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.013
        摘要：采用激光选区熔化(SLM)增材制造工艺制备致密度为97.5%的Ti6Al4V合金，并利用高能喷丸与退火处理复合工艺对垂直建造方向的XOY面及平行建造方向的XOZ面进行均质化处理，然后对原始打印件、喷丸处理以及喷丸+退火处理的3种状态的试样进行电化学性能测试。研究结果表明：经喷丸处理后，原始打印件XOY面和XOZ面的组织趋于均质化，同时组织明显细化；喷丸既不改变衍射峰的位置，也不产生新的衍射峰，但可使衍射峰宽化；对于喷丸后经不同温度退火处理的样品，随退火温度的升高，XOY面和XOZ面的晶粒逐渐长大，在780 ℃退火后，二者均可获得α+β双相组织。对于原始打印件，XOY面和XOZ面的电化学腐蚀行为存在明显的差异，其中，XOY面的腐蚀倾向更小，耐蚀性能更优。经喷丸+退火处理后，这种差异明显减小，同时耐蚀性能进一步提高，经综合考虑可得喷丸+780 ℃退火为最佳工艺。  
        关键词：激光选区熔化;Ti6Al4V合金;喷丸;组织各向异性   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在材料科学领域，研究者采用激光粉末定向能量沉积技术制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层，探究了工艺参数对涂层性能的影响。结果表明，优化工艺条件可显著提升涂层硬度，为材料表面改性提供新途径。”
        朱建,鲁克锋,郭永明,辛伍红,王泽坤,惠希东,王晓明,赵阳
        2024, 55(8): 3002-3013. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.014
        摘要：采用激光粉末定向能量沉积技术制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层，研究了激光功率、扫描速率及搭接率等工艺参数对涂层成形特性、组织及力学性能的影响规律。研究结果表明，随着激光功率的增加，单道涂层的熔宽增大，而余高和熔深先增大后减小。随着扫描速率的增加，熔宽、余高和熔深均出现不同程度的降低。随着搭接率的升高，稀释现象逐渐减弱。搭接率为33%和50%的沉积层组织以等轴晶为主，而搭接率为67%的沉积层组织以枝晶为主。激光定向能量沉积的高G/R及二次退火效应造成了多道涂层存在亚晶结构。AlCoCrFeNi涂层大幅提升了Q235基材的表面硬度，硬度从167(HV)增加到500(HV)以上。搭接率为50%的涂层硬度最高，超过550(HV)。多道涂层的低稀释效应和独特的微观组织使其硬度明显高于单道涂层的硬度。为了兼顾成形效率和低稀释率，可选用激光功率为2 200 W、送粉速率为10 mm/s和搭接率为50%的工艺条件制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层。  
        关键词：激光粉末定向能量沉积;AlCoCrFeNi高熵合金;工艺参数;组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在材料科学领域，研究人员通过冷轧和退火处理，探究了FeCoCrNiMn-(N,Si)高熵合金的相稳定性和微观组织演变，为合金性能优化提供了新思路。”
        张忠伦,顾及,宋旼
        2024, 55(8): 3014-3021. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.015
        摘要：对选区激光熔融制备的FeCoCrNiMn-(N,Si)高熵合金先进行冷轧变形，然后在500 ℃进行长时间退火处理，研究长时间退火对其相稳定性及微观组织演变的影响。研究结果表明，在退火温度为500 ℃，退火时间为10~40 d时，合金基体内形成了3种类型的沉淀析出物(Cr2N相、BCC-Cr相和L10-NiMn相)，且氮原子的添加抑制了富FeCo相的形成；当退火时间从10 d增加到20 d时，沉淀物的尺寸显著增加。然而，当退火时间进一步增加到40 d时，沉淀物颗粒不长大，其尺寸保持不变。  
        关键词：高熵合金;氮掺杂;析出相;选区激光熔融;冷轧;退火处理   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在新材料领域，研究者采用激光定向能量沉积技术制备75W-FeCoNiCr合金，发现线能量密度对合金微观结构和力学性能有显著影响。”
        赵伟,韩勇,袁媛,黄丽婷,刘瑛
        2024, 55(8): 3022-3031. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.016
        摘要：利用FeCoNiCr高熵合金为黏结相，并采用激光定向能量沉积(L-DED)方法制备新型75W-FeCoNiCr合金，研究激光线能量密度对合金相组成、相对密度、微观组织及力学性能的影响。研究结果表明，在线能量密度为157.14~325.00 J/mm时，不同线能量密度下的合金相组成没有明显变化，均由BCC-W相、TCP金属间化合物析出相Co7W6相和FCC-FeCoNiCr黏结相组成。随着线能量密度的增大，成分过冷度增加，析出相长大速率加快，其形态由板状/胞状向树枝晶状转变，并且粒径从1 μm增加到8 μm左右。随着线能量密度的升高，合金的致密度、显微硬度和压缩强度均呈现先升高后降低的趋势。当线能量密度为166.67 J/mm时，析出相主要为均匀胞状结构，此时，合金的致密度、显微硬度和压缩强度均达最高值，分别为98.4 %、656 MPa和2 261 MPa。  
        关键词：钨合金;高熵粘接相;激光定向能量沉积;线能量密度;熔池形貌   
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        发布时间：2024-09-13
      • “金属粉末增塑成形技术取得新进展，POM基黏结剂成为粉末注射成型主流体系，为有色金属构件制造提供新方案。”
        陈梦熊,熊慧文,邹恒,欧阳德才,张雷,周科朝
        2024, 55(8): 3032-3046. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.017
        摘要：金属粉末增塑成形结合了有机黏结剂的增塑流动特性，辅助混合喂料可快速成形复杂坯件，是不锈钢、合金钢及钛、镍、钨等有色金属及其复合材料的重要近净成形方法。新型聚甲醛(POM)基黏结剂因具有高的成形坯件强度、优异的脱脂保形性、高效率、低碳残留等优点，已成为金属粉末注射成型的主流黏结剂体系，是极具发展潜力的粉末增塑成形用黏结剂。本文总结近年来粉体增塑成形的技术进展，概述POM基黏结剂的物理特性与粉末注射成型用组分设计，探究POM基黏结剂的流变性能及其影响因素，分析催化脱脂的工艺反应过程与关键因素，综述POM基黏结剂在有色金属构件中的典型应用，并展望POM基黏结剂存在的问题与未来研究方向，为推动POM基黏结剂在粉体增塑成形中的应用提供参考。  
        关键词：粉末增塑成形;聚甲醛(POM);金属注射成型;黏结剂;催化脱脂   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在高速列车制动领域，研究了铜基粉末冶金摩擦材料在不同制动能量密度下的摩擦学行为，为提高制动性能提供解决方案。”
        周佩禹,徐宇轩,周海滨,王兴,邓敏文,陈琦,康丽,姚萍屏
        2024, 55(8): 3047-3059. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.018
        摘要：基于国家标准中高速列车200、340和400 km/h紧急制动参数，利用MM-3000摩擦磨损试验机，设计基于等制动能量密度、等压强的等效放缩实验，研究铜基粉末冶金摩擦材料配对铸钢在不同苛刻制动能量密度(157、446和616 J/mm2)下的摩擦学行为。研究结果表明：在157和446 J/mm2制动能量密度下，材料平均摩擦因数稳定在0.250左右，制动效果较好；在616 J/mm2制动能量密度下，材料平均摩擦因数从0.260迅速衰退至0.210，制动效果减弱；随着制动能量密度增加，摩擦材料亚表面存在成分与性能不同的摩擦层结构，其厚度先增加再减小，纳米压痕硬度逐渐减小，材料磨损机制发生了由犁削、黏着磨损到氧化磨损、疲劳磨损再到严重氧化磨损与剥层磨损的转变。  
        关键词：铜基;粉末冶金摩擦材料;摩擦学行为;摩擦层;磨损机制   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究发现，Ag/MoS2-WS2复合材料在微纳尺度下展现出优异的力学性能和耐磨性，有效解决空间载流摩擦部件的稳定性和磨损问题。”
        曲强,朱修崇,涂有旺,康潇,张雷
        2024, 55(8): 3060-3071. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.019
        摘要：为探明Ag/MoS2-WS2复合材料在解决空间载流摩擦部件高稳定载流和抗磨损问题的作用效果，采用纳米压痕、纳米划痕、表面轮廓仪、扫描电镜等研究微/纳力学尺度下、不同载荷和电流时Ag/MoS2-WS2复合材料的力学行为和摩擦磨损特性。研究结果表明：Ag/MoS2-WS2复合材料在精准微小力作用下具有良好的塑性，压痕模量和硬度与载荷呈非线性关系，其变化机制主要由压痕尺寸效应和塑性变形共同主导；随着载荷增加，Ag/MoS2-WS2复合材料压痕最大深度和塑性深度呈线性增大，当载荷从10 mN增加到 20 mN时，压痕最大深度增加约44%，塑性深度增加约51%，而当载荷从20 mN增加到50 mN时，压痕最大深度增加约78%，塑性深度增加约79%，材料的弹塑性转变载荷约为20 mN。在较低载荷(50~100 mN)下，Ag/MoS2-WS2复合材料具有较好的耐磨性。  
        关键词：Ag/MoS2-WS2复合材料;纳米压痕;纳米划痕;摩擦磨损   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在材料科学领域，研究者通过显微组织表征和性能测试，发现预拉伸处理显著影响TiB2/7056复合材料的组织与性能。”
        郭子龙,王邓彪,陈送义,蒋日鹏,李昉,陈庚,张晨,陈康华
        2024, 55(8): 3072-3082. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.020
        摘要：采取扫描电镜、透射电镜等显微组织表征方法并结合室温拉伸、室温摆锤冲击实验和应力腐蚀等测试手段，研究时效前预拉伸处理对TiB2/7056复合材料组织与性能的影响。研究结果表明：随着时效前预拉伸量增加，TiB2/7056复合材料的位错密度显著增加，经时效热处理后的晶内析出相直径增大，晶界析出相形貌由链状转变为粗大不连续状，无沉淀析出带宽化；TiB2/7056复合材料的强度先增大后减小，冲击韧性能与延伸率降低；与无预拉伸相比，预拉伸的TiB2/7056复合材料的应力腐蚀抗力显著提升(扩展速率降低1个量级)，其主要原因是不连续粗大的晶界析出相阻断了应力腐蚀裂纹的扩展。  
        关键词：TiB2铝基复合材料;7056铝合金;预拉伸;显微组织;应力腐蚀   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究发现，提高铝基复合材料中CuO含量，可促进Cu层包覆CNTs增强铝基复合材料中Al2Cu及Al2O3纳米相的原位析出，提高材料强韧性匹配度和耐磨性能，具有广阔应用前景。”
        余炜琳,孙天宇,喻惠望,郭柏松
        2024, 55(8): 3083-3092. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.021
        摘要：以纯铝粉末、CuO粉末和Cu层包覆CNTs为原料，采用快速热压烧结方法制备Al-CNTs(Cu)-CuO复合材料，研究不同质量分数的CuO对复合材料中原位反应生成相特征及其对材料力学性能和磨损性能的影响。研究结果表明：提高铝基复合材料中CuO含量会显著促进Cu层包覆CNTs增强铝基复合材料中Al2Cu及Al2O3纳米相的原位析出，不仅提高了铝基复合材料的强韧性匹配度，而且降低了磨损率，提高了耐磨性能。Cu层包覆CNTs与原位自生纳米相协同强化作用可以有效地提升铝基复合材料的综合服役性能，其在航空航天、轨道交通等领域具有十分广阔的应用前景。  
        关键词：铝基复合材料;碳纳米管;原位固相反应;力学性能;摩擦磨损   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在提升C/C-SiC-ZrC复合材料抗烧蚀性能领域，研究人员采用反应熔渗法制备ZrB2超细粉体改性材料，发现ZrB2的引入显著提升了材料的抗烧蚀性能。”
        汤磊,尹健,熊翔,张红波,汪帅,左劲旅
        2024, 55(8): 3093-3104. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.022
        摘要：为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能，采用反应熔渗法(reactive melt infiltration，RMI)制备ZrB2超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料，考察ZrB2超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明：相较于未改性的C/C-SiC-ZrC复合材料，ZrB2超细粉体的引入使C/C-SiC-ZrC复合材料的密度由2.25 g/cm3增至2.40~2.48 g/cm3；ZrB2主要分布在ZrC基体中，且分布均匀；ZrB2超细粉体的添加显著提升了复合材料的抗烧蚀性能；电火花等离子体烧蚀120 s后，当ZrB2超细粉体摩尔分数为2%时，复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低，分别为6.90 mg/s和2.26 μm/s；在烧蚀过程中，氧化生成的ZrO2黏附在材料表面，与具有一定流动性的SiO2形成龟壳状的ZrO2-SiO2氧化层，该氧化层减少了烧蚀过程中等离子体向基体的扩散和热传递，有效提升了改性复合材料的抗烧蚀性能。  
        关键词：ZrB2;C/C-SiC-ZrC;反应熔渗;微观结构;抗烧蚀性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在高速制动领域，采用粉末冶金法制备的短切沥青基碳纤维增强铜基摩擦材料，显著提升了摩擦耐磨性能，为解决高速制动难题提供新方案。”
        陈琦,徐宇轩,周海滨,周佩禹,邓敏文,韩勇,姚萍屏
        2024, 55(8): 3105-3119. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.023
        摘要：炭陶配副用铜基摩擦材料在高速制动下难以兼具高摩擦因数与高耐磨性，为此，采用粉末冶金法制备短切沥青基碳纤维增强铜基摩擦材料，对材料力学、热学与摩擦学性能进行研究。研究结果表明：在室温下，碳纤维增强铜基摩擦材料布氏硬度提升14.8%，热扩散系数提高9.5%，比热容提升6.8%；在高速制动条件下(6 000 r/min)，碳纤维增强铜基摩擦材料摩擦耐磨性能显著提升，摩擦因数提升25.0%，稳定系数提升6.1%，且磨损量降低42.2%；加入碳纤维能显著提高表面平整度，增加机械混合层的厚度，降低磨屑直径，提高摩擦材料耐磨性；碳纤维增强铜基摩擦材料随速度增加发生从磨粒磨损、黏着磨损到氧化磨损、疲劳磨损的转变。  
        关键词：铜基摩擦材料;碳纤维;磨损机制;摩擦学行为   
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        发布时间：2024-09-13
      • “粉末冶金制备石墨-铜复合材料，梯度层显著提升物理性能和摩擦学性能，磨损率降低，磨损机制以磨粒磨损为主。”
        陆均明,李恒青,张磊,李卫,刘洋赈
        2024, 55(8): 3120-3128. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.024
        摘要：采用粉末冶金方法制备均质石墨-铜复合材料(10% C/Cu，质量分数)和2层梯度石墨-铜复合材料(7% C/Cu-10% C/Cu)，研究梯度层对石墨-铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响，并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明：梯度复合材料的致密度和导电性相比于均质复合材料都得到了显著提升。在法向载荷为24、26和30 N时，梯度复合材料的磨损率相比于均质复合材料分别降低了8.24%、12.10%和11.30%；梯度材料和均质材料的平均摩擦因数和磨损率均随载荷的增加而升高；梯度复合材料的磨痕深度、宽度和材料挤出高度都比均质复合材料的小，且均随载荷的增加而增大。2种复合材料的磨损机制主要以磨粒磨损为主，氧化磨损和黏着磨损为辅。  
        关键词：粉末冶金;梯度复合材料;石墨-铜复合材料;摩擦学性能;磨损机制   
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        发布时间：2024-09-13
      • “粉末冶金制备的91W-5.5Ni-3.3Fe-0.2Co和91W-5.5Ni-2.5Fe-1Co合金，通过硬度测试、拉伸试验、SEM和EDS等方法研究其微观组织演变和力学行为。结果表明，Co质量分数为1%的合金在室温条件下力学性能更优异，抗拉强度和伸长率分别为1400MPa和11.7%，断裂行为以钨解理断裂和黏结相撕裂为主。微观组织上，高Co合金晶粒更细小，钨-钨连续度降低，黏结相体积分数提高，钨溶解度增大，合金性能优化。随着温度降低，两种合金强度提高，伸长率下降。在-60℃时，高Co合金伸长率比低Co合金提高20%，断裂模式仍以韧性相撕裂为主，而低Co合金在低于-20℃时，断裂由钨解理断裂主导。Co质量分数增加能抑制杂质元素在晶界处偏聚，提高钨晶粒塑性变形程度，降低低温脆性。”
        成会朝,石明君,罗旭,张广卫,李昆,刘彬
        2024, 55(8): 3129-3141. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.025
        摘要：通过粉末冶金方法制备91W-5.5Ni-3.3Fe-0.2Co和91W-5.5Ni-2.5Fe-1Co合金。采用硬度测试、室温低温拉伸试验、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等方法，研究合金的微观组织演变和室温、低温力学行为。研究结果表明：在室温条件下，Co质量分数为1%的合金的力学性能更优异，抗拉强度和伸长率分别为1 400 MPa和11.7%，拉伸断裂行为以钨解理断裂和黏结相撕裂为主。微观组织上，相比于低Co合金，高Co合金的晶粒更加细小，钨-钨连续度降低，黏结相体积分数提高，黏结相中钨溶解度增大，合金性能得到优化；随着温度降低，2种合金的强度提高，伸长率下降；在-60 ℃时，高Co合金的伸长率相比于低Co合金的伸长率提高了20%，同时，合金的断裂模式仍以韧性相撕裂为主，而低Co合金在低于-20 ℃时，断裂由钨解理断裂主导。在一定范围内，Co质量分数增加能抑制杂质元素在晶界处偏聚，提高钨晶粒塑性变形程度，降低低温脆性。  
        关键词：高密度钨合金;钴;力学性能;断裂模式;低温脆性   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究发现，TC18钛合金通过固溶-时效工艺调整组织结构，可提升屈服强度，但塑性降低。”
        戴雨,曾凡浩,彭奕瑞,陈梅艳,李曾觐
        2024, 55(8): 3142-3150. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.026
        摘要：以TC18钛合金作为研究对象，采用固溶-时效工艺来调整其组织结构，结合X射线衍射(XRD)、金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析方法研究时效热处理和晶粒组织对TC18合金力学性能的影响。研究结果表明：铸态合金时效后屈服强度与固溶态的屈服强度相比有所提升，但塑性降低；在空冷固溶条件下，在温度为450 ℃、时效时间为4 h时，样品的屈服强度增至1 492 MPa，但其延伸率降低；当时效温度为600 ℃时，样品晶界附近和晶内处出现细纹状次生α相；次生α相的分布和宽度影响合金变形中位错的运动，降低合金强度，提升合金塑性。  
        关键词：时效热处理;TC18合金;力学性能;微观组织   
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        发布时间：2024-09-13
      • “钛基复合材料研究取得新进展，预合金化粉末制备工艺为航空航天等领域提供解决方案。”
        杨经纶,陈彪,李金山
        2024, 55(8): 3151-3164. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.027
        摘要：钛基复合材料(TMCs)以其高强度、高比模量、优良的耐磨性和耐热性，成为航空航天等领域广泛使用的先进结构材料。粉末冶金(PM)和增材制造(AM)作为TMCs的常见先进制备工艺，因其具有高材料设计自由度和材料利用率而备受青睐。然而，这些工艺在增强相分布、尺寸及结构方面的局限性，使得TMCs的力学性能提升面临挑战。预合金化粉末为TMCs提供了新颖的增强相结构，可以将TiC、TiB等陶瓷颗粒细化至纳米级并均匀分布，显著细化材料，同时，还可以与一次粉末边界(PPB)网络结构结合，实现增强相的多级分布，为PM和AM工艺在优化TMCs的强塑性方面开辟新的途径。基于此背景，本文综述了利用预合金化粉末制备PM TMCs和AM TMCs的研究进展，介绍了预合金化粉末的制备工艺，并探讨了其带来的新型结构与性能优化效果。最后，总结了该工艺在当前阶段面临的突出问题，并展望了未来的研究方向和发展趋势。  
        关键词：钛基复合材料;预合金化复合材料粉末;粉末冶金;增材制造   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在新材料领域，研究人员总结了制备碳纳米管增强铜基复合材料的主要方法和性能研究进展，为开发新一代高强、结构功能一体化复合材料提供参考。”
        张运娜,贾磊,周永欣,吕振林,近藤勝義
        2024, 55(8): 3165-3179. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.028
        摘要：碳纳米管具有优异的力学性能和导电、导热性能，作为增强体引入铜基体中有望开发出新一代高强、结构功能一体化的复合材料。然而，碳纳米管在铜基体中的分散性较差及其与铜的润湿性问题，成为制备碳纳米管增强铜基(CNTs/Cu)复合材料的主要挑战，并显著影响了复合材料的性能。本文对目前有关制备碳纳米管增强铜基复合材料的主要方法包括碳纳米管前期预处理方法、碳纳米管在铜粉末中分散的方法、复合材料的烧结方法进行总结，概述复合材料的力学性能、摩擦磨损性能以及导电导热性能的研究进展，并提出思考和展望，以便为制备CNTs/Cu复合材料研究提供参考。  
        关键词：碳纳米管;铜基复合材料;分散性;力学性能   
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        发布时间：2024-09-13
      • “最新研究揭示了GQDs-NH2/BTO/PVDF复合膜的介电性能，为高储能密度材料开发提供新思路。”
        熊崇浩,顾旭航,张帆,胡海龙,罗行,张斗
        2024, 55(8): 3180-3193. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.029
        摘要：基于渗流阈值理论，采用FTIR、TEM、SEM、LCR数字电桥测试仪和铁电压电测试仪等测试技术，探讨BTO含量和纳米量子点种类对GQDs/BTO/PVDF复合体系介电性能的影响。研究结果表明：随着BTO质量分数的增加，体系的相对介电常数呈现先增后减的趋势，在BTO质量分数为10%时达到最大值290(5 kHz时)，而介电损耗则呈现出先减小后增大的变化规律；由于―NH2官能团的引入，GQDs的电子结构被改变，从而提高了电荷传输效率；量子点材料的加入不仅能够维持高击穿场强，而且能提高BTO在基体中的分散性和体系的相对介电常数，GQDs-NH2/BTO/PVDF体系的介电性能优良，在5 kHz时相对介电常数达4 713，有限元数值分析结果验证了介电性能的提升机理。GQDs-NH2/BTO/PVDF复合膜在210 kV/mm的外加电场下，储能密度达2.57 J/cm3，能量效率达78.8%。  
        关键词：纳米量子点;介电储能;钛酸钡;石墨烯量子点;柔性介电材料   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在光催化领域，科研人员利用水热法合成钙钛矿型铁酸铋，有效提高光生电子与空穴分离效率，降低能带隙，促进光催化反应进程。”
        衣秋燕,孙泽黎,赵艳,袁晰,罗行,张斗
        2024, 55(8): 3194-3203. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.030
        摘要：针对光催化反应过程中光生电子与空穴复合率高、可见光谱吸收利用率低等问题，利用水热法合成具有较窄带隙的钙钛矿型铁酸铋(BiFeO3)。研究结果表明：在超声与光照的协同作用下，反应原料中NaOH浓度为8 mol/L时合成的BiFeO3样品的性能最佳，在15 min内对靛蓝胭脂红染料的降解率达97.6%，拟合得到的一级反应速率常数为0.203 6 min-1，其原因是其较窄的能带隙导致电子跃迁能量阈值较低。自由基捕获实验验证了压电光催化的反应机理，并验证了BiFeO3产生的压电场促进光催化反应进程的耦合效应。  
        关键词：铁酸铋;压电光催化;耦合机理;窄带隙;钙钛矿   
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        发布时间：2024-09-13
      • “在制备细颗粒仲钨酸铵(APT)领域，研究揭示了影响APT结晶的关键因素，为制备超细钨粉和超细碳化钨粉提供了新工艺。”
        李朝阳,唐恒耀,瞿杰,曹才放,万林生,杨亮
        2024, 55(8): 3204-3215. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.031
        摘要：采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT)，考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明：在一定范围内，增大二氧化碳流量、提高氯离子质量浓度和三氧化钨质量浓度有利于制备细颗粒APT；转速对APT粒度影响较小；延长结晶时间和提高反应温度，APT粒度会变大，不利于制备细颗粒APT。当反应时间为20 min、温度为90 ℃、二氧化碳流量为5 L/min、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度为200 g/L、氯化铵质量浓度为62 g/L、转速为200 r/min时，该工艺制备的APT费氏(Fsss)粒度为15.5 μm、粒度分布窄，其D(90)-D(10)2D(50)为0.66且形貌完整。与工业上蒸发结晶工艺制备的APT相比，本工艺制备的APT粒度更小且粒度分布更窄，是制备超细钨粉和超细碳化钨粉的良好原料。  
        关键词：细颗粒仲钨酸铵;二氧化碳;粒度;钨酸铵溶液;结晶   
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        发布时间：2024-09-13
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