K439B镍基合金是一种服役温度达800 ℃的新型高温材料，已广泛用于航空发动机燃烧室壳体等关键部件，但目前铸造工艺难以满足薄壁复杂构件高精度成型的高合格率需求。本研究采用激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术，通过调整激光功率（140~220 W）与扫描速率（600~1400 mm/s），采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等表征技术，分析工艺参数对构件致密度和微观组织的影响。总结得到了LPBF技术制造K439B高温合金的工艺窗口（激光功率：160~220 W，扫描速率：1000~1200 mm/s），在窗口内选择2个参数（160 W-1000 mm/s和220 W-1200 mm/s）加工样品并开展室温和800 ℃高温拉伸实验。结果表明，160 W-1000 mm/s（体积能量密度VED=66.67 J/mm³）工艺参数制备的样品组织中出现不规则孔隙与Ti-C碳化物，而220 W-1200 mm/s（VED=114.58 J/mm³）成型样品组织均匀无碳化物，且室温抗拉强度超过1 GPa，断后伸长率达到25%。但在800 ℃环境下，所有LPBF构件均表现出脆性（断后伸长率约0.5%），主要因为LPBF过程中快速冷却条件导致γ′强化相缺失及晶粒内部的胞状亚结构发生完全消解。本研究为K439B合金LPBF成型的工程应用提供工艺依据与理论支撑。

钛合金凭借其高强度、低密度、优异的抗蠕变性能及耐腐蚀性，成为航空发动机核心承力部件的首选材料，其可靠连接直接决定着发动机的服役安全性及寿命。线性摩擦焊（linear friction welding，LFW）作为一种适配航空发动机精密制造需求的高效固态连接技术，具有近净成形、焊接缺陷少、接头性能优异等显著优势，能够实现钛合金构件的高质量连接，在航空发动机整体叶盘等复杂部件的制造与修复中有着不可替代的作用。本文聚焦航空发动机构件LFW技术的研究与应用需求，从工艺实验、物理模拟、有限元数值模拟及焊后热处理4个核心方向，综述了钛合金LFW的研究成果，对各方向的研究现状及存在问题进行了系统总结，并展望了未来研究需从长期服役性能评价、多尺度数值模拟、LFW工艺改型优化等多个角度展开，以推动钛合金LFW技术在工业领域的更广阔应用。

熔融沉积成型（fused filament fabrication，FFF）技术具备设计灵活度高、无需模具且能快速构建复杂结构的显著优势，是连续碳纤维增强热塑性聚合物（continuous carbon fiber reinforced thermoplastic polymer，CCFRTP）3D打印的关键方法。但在实际3D打印过程中，由于FFF工艺本身的限制，如打印温度、层间结合、纤维浸润不充分等，常导致CCFRTP构件出现界面结合弱、孔隙率高等问题，严重影响其力学性能。为此，本文围绕3D打印工艺特点，重点评述了近年来在树脂改性、纤维改性及其协同优化等方面的最新研究进展，特别是多种协同改性策略在提升界面性能方面的作用机制。在此基础上，探讨FFF最新研究进展及不同打印工艺参数对力学性能的影响及优化方式，并对其发展方向与应用前景进行了展望。

增材制造技术具有高精度、无需模具、可调控陶瓷多级结构的优势，为高性能水处理用陶瓷的开发提供了新途径。本文系统综述了基于光固化和直写挤出等增材制造技术制备的水处理用陶瓷在结构设计、材料复合、水处理性能等方面的最新研究进展，并探讨了其在有机污染物催化降解、油水分离等场景的应用潜力。然而，该技术仍面临难以直接制备分离层、极端工况适应性差以及规模化生产难度大等关键挑战。最后展望了水处理用陶瓷在自愈合智能陶瓷材料和机器学习辅助工艺-结构-性能协同优化的研究。本文旨在为增材制造水处理用陶瓷的研究提供参考，以推动增材制造技术在高通量、长寿命水处理用陶瓷中的工业化应用。

难熔高熵合金凭借其卓越的高温性能，在航空航天等极端环境应用中展现出巨大潜力。然而，多元体系的复杂性使传统设计方法面临效率瓶颈，而新兴的增材制造技术虽然突破了传统成形限制，但其特有的非平衡凝固行为和复杂的工艺参数空间又带来了新的调控挑战。基于此，机器学习技术通过数据驱动的研究范式，为揭示成分-结构-性能之间的复杂关联提供了全新解决方案。本文系统综述了机器学习在难熔高熵合金研究中的最新进展，特别聚焦于增材制造工艺场景下的关键问题：一方面探讨了机器学习在相结构预测、强度与塑性优化、硬度设计等方面的应用成效；另一方面深入分析了机器学习在增材制造工艺参数优化、成形缺陷控制、微观组织调控等具体环节的实施策略。尽管当前研究已取得显著进展，该领域仍面临增材制造专用数据匮乏、工艺-性能关联模型泛化能力不足、物理机制嵌入不充分等挑战。因此，建立增材制造导向的标准数据库、发展融合物理约束的机器学习模型并构建工艺-组织-性能一体化优化框架，是推动难熔高熵合金在增材制造领域实现从“可制备”向“可设计”跨越的关键方向。

基于激光粉末床熔融（laser powder bed fusion，LPBF）技术制备316L不锈钢样件，探讨了不同正负离焦量对316L成形样件表面质量、致密度及力学性能的影响规律。结果表明，正离焦成形的样件综合性能优于负离焦成形样件，这与正离焦条件下熔池更为稳定有关。当离焦量值达到±3 mm时，其数值已超出光束的瑞利距离范围，引发激光功率密度急剧下降，光斑穿透能力减弱，导致输入能量不足以完全熔化金属粉末，从而影响层间冶金结合，诱发样件内部缺陷增多，最终导致力学性能下降。当离焦量从-3 mm增大至3 mm的过程中，激光功率密度先增大后减小。在离焦量为+0.5 mm时功率密度适中（61.33 kW/mm²），样件展现出最优综合性能：上表面硬度为200.1HV₅、侧表面硬度为206.2HV₅，抗拉强度为（647±27） MPa，屈服强度为（525±30） MPa，伸长率达（49.4±3.1）%。适宜的功率密度输入实现了熔池形貌的有效调控，既保证了粉末的充分熔化，又抑制了熔体飞溅等缺陷的产生。

采用3 mm厚的6063/A356异种铝合金进行激光焊接，并对焊接接头进行直接时效（DA）和固溶时效（T6）两种焊后热处理。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜结合显微硬度、拉伸实验对焊接接头微观组织和力学性能进行分析。结果表明：在合适的焊接参数下，焊缝成形美观，接头抗拉强度达到192.5 MPa，为6063-T6母材的73.7%。经过DA处理后，焊接接头抗拉强度提升至233.8 MPa，相较于焊态接头提高了21.5%。透射电镜分析进一步揭示，经过DA处理后，6063铝合金侧热影响区中析出大量针状β"相，这些纳米级析出相与Al基体具有较好的共格或半共格关系，能够有效阻碍位错的滑移，显著提升接头强度。经过T6处理后，焊缝中的富Si共晶网络断裂并发生球化，转变为球状或多边形形态，接头抗拉强度有所下降，但伸长率较之焊态与DA态接头提升显著。

碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）以质轻、比强度高、快速成型、可焊接等优势，在航空航天等领域应用具有广泛的应用前景。钛合金作为航空航天常用轻量化金属，是可直接附着CFRTP而无腐蚀缺陷的材料，实现两者高性能连接对降低结构质量、减少碳排放及保障装备运行安全至关重要。但因两者物理与化学性能的差异，连接面临诸多挑战。本文梳理了CFRTP与钛合金焊接技术的国内外研究进展，对各类焊接技术的工艺特点、钛合金表面处理方法和界面连接机理进行了总结和分析，展望了CFRTP与钛合金焊接中有待解决的共性问题，以期为CFRTP与钛合金复合结构的大规模装配应用提供参考。

增材制造镍基高温合金在航空发动机和燃气轮机中具有广阔的应用潜力，评估力学性能对于促进其在承载部件中的工程应用至关重要。以固溶态激光粉末床熔融制造的GH3536合金为对象，对合金的室温高周疲劳性能进行了实验研究，并基于X-CT技术和断口分析，系统表征了材料缺陷特征，探讨了缺陷尺寸与疲劳极限的定量关系。结果显示：合金内部含有气孔和未熔融缺陷，其中表面或亚表面缺陷是造成合金疲劳断裂的主因；垂直方向试样的缺陷率较低，导致其疲劳极限略高于水平试样。基于疲劳试样断口源区的缺陷有效尺寸 \sqrt[]{\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{e}{\mathrm{a}}_{\mathrm{e}\mathrm{f}\mathrm{f}}}，采用El-Haddad模型改进Kitagawa-Takahashi（K-T）图，可获得更合理保守的疲劳极限预测结果；结合Murakami提出的采用最大加载应力（ {\sigma }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}} )与 \mathrm{疲劳} \mathrm{极限} ( {\sigma }_{\mathrm{w}} )的比值表征疲劳寿命的方法和El-Haddad模型可预测该合金的疲劳寿命，对缺陷率较小的垂直试样预测精度更高。

基于扫描电镜原位疲劳测试技术，开展激光选区熔化（selective laser melting，SLM） TC4合金的小裂纹行为研究，通过聚焦离子束技术模拟增材制造过程中的初始缺陷，观察循环载荷下由缺陷诱发的合金小裂纹萌生与扩展行为。结果表明：循环载荷下，小裂纹极易在表面缺陷处萌生，裂纹萌生寿命较短，SLM TC4合金的疲劳寿命主要消耗在小裂纹扩展阶段。受微观结构影响，裂纹更容易沿着α/β界面扩展，由于α板条取样随机，小裂纹在扩展初期路径发生多次偏折，在晶粒内存在沿α片层与穿过α片层扩展的混合模式，裂纹扩展速率分散性大；当裂纹进入稳定扩展阶段后，裂纹尖端塑性滑移显著，微观结构的影响减弱，扩展路径趋于平直。与长裂纹扩展数据的对比分析表明，SLM TC4合金具有显著的“小裂纹效应”。

为提升GH5188钴基高温合金的高温性能，采用激光熔化沉积制备体积分数为10%的TiC颗粒增强GH5188复合材料（10%TiC/GH5188），研究其微观组织和拉伸性能，并分析其界面形成机理及高温性能下降原因。结果表明：10%TiC/GH5188复合材料主要由TiC、（W，Ti）C_{1 -x} 和γ奥氏体相组成，其中，TiC颗粒与基体间形成亚微米厚（W，Ti）C_{1- x} 界面层，该界面层的形成源于激光熔化沉积过程中TiC的部分溶解以及W元素的扩散与取代。室温下，10%TiC/GH5188复合材料抗拉强度为1198.9 MPa，较基体合金（964.3 MPa）提高了24.3%，但在1000 ℃时，复合材料抗拉强度为128.7 MPa，低于基体合金的162.5 MPa，降幅达20.8%。高温强度的下降主要是由于（W，Ti）C_{1- x} 界面层消耗基体中的W元素，导致其质量分数下降，削弱对基体的固溶强化与位错钉扎作用。

采用X型坡口焊接工艺对厚度为（3+32） mm的316L/Q370qE不锈钢复合板进行研究，通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪分析焊接电流对复合板焊接接头组织和性能的影响。结果表明：不锈钢覆层与过渡层焊缝组织均为奥氏体和骨骼状δ铁素体，碳钢焊缝显微组织为先共析铁素体、针状铁素体和侧板条铁素体，且紧邻不锈钢过渡层的区域形成细晶贝氏体。随着焊接电流的增大，不锈钢焊缝的δ铁素体含量下降，形状更不规则，碳钢焊缝局部组织粗化，过渡层焊缝与碳钢焊缝的界面区元素大量互扩散，同时不锈钢及碳钢母材热影响区组织粗化，但复合板原始层状界面的变化不明显。不同焊接电流复合板焊接接头的拉伸断裂均发生在热影响区，其中电流为230 A时拉伸性能最佳，抗拉强度和断后伸长率分别达到557 MPa和23.9%。靠近不锈钢覆层的碳钢焊缝及熔合区低温冲击吸收功比远离覆层的位置低20 J左右，两个位置热影响区的冲击功差异更显著。焊接电流在210~280 A范围内变化对不锈钢覆层的晶间腐蚀性能影响不大。因此，采用230 A、30~31 V参数焊接不锈钢过渡层和覆层时，X型坡口两面碳钢焊缝的低温冲击性能差异最小，复合板焊接接头拉伸性能最佳。

旋翼飞行器结构兼具多品种、小批量、外形复杂及高性能要求等典型特征，增材制造技术具备复杂外形结构的整体成型和按需生产能力，可实现结构的轻量化和快速制备，是理想的旋翼飞行器结构工艺制备方案。然而，源于快速原型制造的增材制造技术在旋翼飞行器结构上的应用虽已有10余年，但因增材制造结构件制备稳定性问题、极高的研发认证成本和技术快速迭代等诸多挑战，对旋翼飞行器结构而言，增材制造仍属于新材料新工艺新技术范畴。为满足国内旋翼飞行器结构对增材制造技术的高效应用需求，对欧美旋翼飞行器结构增材制造技术应用现状及技术发展趋势进行了回顾和审视，在此基础上提出了国内旋翼飞行器结构增材制造技术工程应用的发展建议：构建旋翼飞行器结构件增材制造技术应用的量化评估准则，建立面向增材制造的结构设计优化技术，研发高性能材料、新型增材制造工艺和增材制造结构件高质量后处理方法，实现增材制造过程实时监测与工艺参数控制及普适性高效适航认证。

为探究不同峰值温度的多次钎焊热循环对GH4169合金组织与性能的影响规律，以GH4169合金为研究对象，系统研究了钎焊热循环工艺对GH4169合金的析出相、晶粒尺寸、拉伸性能及持久性能的影响。结果表明：δ相的析出量随热循环温度的升高呈下降趋势，形态由针状转变为棒状后再转变为颗粒状；在970~1010 ℃范围内，晶粒尺寸变化不大，而当温度升高至1020 ℃以上时，晶粒显著长大。抗拉强度和硬度均随热循环温度的升高先增加后降低，并在1010 ℃时达到峰值，这主要得益于该温度下适量δ相溶解与γ″、γ′强化相的充分析出，而晶粒尺寸并未发生明显粗化；室温冲击韧性在不同的热循环范围具有不同的变化趋势，970~990 ℃范围内随温度升高而降低，这是由δ相的部分形态由针状转变为棒状所导致；990~1010 ℃范围内随着温度升高而增加，是由δ相溶解，无强化相析出带消失所导致，而继续增加热循环温度导致冲击韧性下降则是由于晶粒尺寸长大。持久寿命随热循环温度的升高先缩短后延长，在990~1000 ℃范围内达到最低点，这是由δ相的部分形态由针状转变为棒状，促进微孔形核，降低合金的抗蠕变能力所致。当温度进一步升高至1020 ℃以上时，γ″强化相大量析出并辅以晶粒显著长大，合金的蠕变性能得以显著改善，但针状δ相含量大幅度降低导致缺口敏感性增强。综合考虑力学性能与缺口敏感性，建议在1010 ℃左右进行钎焊热循环，可获得较为平衡的强度与持久性能；若服役环境对缺口敏感性要求较高，可选择970~980 ℃的热循环温度，以降低蠕变失效风险。

针对镍基合金在焊接后焊缝中产生微观组织偏析，导致接头力学性能下降等问题。对比研究了两种焊后热处理工艺对Incoloy 825镍基合金氩弧焊接头微观组织与力学性能的影响。组织分析表明：经两种工艺热处理后，母材（base material，BM）中原细小的晶界碳化物明显粗化，焊缝区（weld zone，WZ）枝晶间析出大量δ和Laves相。固溶+双级时效热处理可诱导BM晶内析出γ′相，且导致未混合区（unmixed zone，UMZ）与热影响区（heat-affected zone，HAZ）界面产生微裂纹，HAZ形成微孔洞。力学性能测试分析表明：经两种工艺热处理后，WZ显微硬度明显增加。其中，固溶+双级时效热处理HAZ和BM硬度达到接头最高值。经固溶+单级时效热处理接头抗拉强度略有下降，而均匀伸长率提高了9.2%，拉伸断裂位于BM区。经固溶+双级时效热处理接头抗拉强度显著提高，达795 MPa，提高了17.3%，而均匀伸长率有所下降，拉伸断裂位于UMZ/HAZ界面及部分HAZ，拉伸断口呈韧脆混合断裂特征。

采用ZnAl22药芯焊丝对3 mm厚的AA5052铝合金和304不锈钢进行钨极氩弧（tungsten inert gas，TIG）熔-钎焊，研究不同焊接电流和送丝速度对对接接头宏观形貌、焊缝/钢界面微观组织以及接头抗拉性能和断裂行为的影响。结果表明：当焊接电流为110 A，送丝速度为24 mm/s时，对接接头平均抗拉强度达到最大值166 MPa，断裂位置主要为焊缝/钢界面，为典型的脆性断裂。焊缝/钢界面由η-Fe₂Al₅Zn_0.4、η-Zn（Al）和α-Al构成。随着焊接电流的增加，接头抗拉强度先升高后降低。η-Fe₂Al₅Zn_0.4界面层中出现白色颗粒状δ-FeZn₁₀，Zn元素在η-Fe₂Al₅Zn_0.4/钢界面偏聚，利用透射电镜确定η-Fe₂Al₅Zn_0.4/钢界面处富Zn相为Γ-Fe₃Zn₁₀，过大的焊接电流导致η-Fe₂Al₅Zn_0.4/钢界面产生开裂。随着送丝速度的增加，η-Fe₂Al₅Zn_0.4厚度逐渐减小，焊缝/钢界面物相组成不发生改变。基于热力学分析得出焊缝/钢界面金属间化合物（intermetallic compounds，IMCs）形成先后顺序为η-Fe₂Al₅Zn_0.4、δ-FeZn₁₀、Γ-Fe₃Zn₁₀。

高性能金属粉末是增材制造中的关键材料，粉末性能直接影响增材制造零部件的微观组织与性能。等离子旋转电极雾化制粉技术（plasma rolating electrode process，PREP）利用高温等离子体对高速旋转的电极棒端面进行熔化，熔融液膜在离心力作用下破碎成液滴并凝固成粉末，其制备的粉末具有球形度高、粒度均匀、空心粉少等优点，是增材制造的理想粉末材料。本文阐述了PREP技术的发展历程、设备类型、粉末制备原理以及制备粉末的性能特点等研究进展，重点讨论了工艺参数对粉末性能的影响规律，探讨了数值模拟方法在粉末的形成机制以及粉末粒度控制中的应用。此外，阐述了PREP制备的粉末材料在增材制造航空航天、医疗器械、核电、轨道交通等装备制造中的应用进展。最后，指出了PREP制粉技术将以高纯、细化、窄粒度、少夹杂、高球形度以及高效率和低成本的方向发展。

高温合金空心涡轮叶片是航空发动机的核心高温部件，而用于叶片内部复杂的冷却流道结构成型的陶瓷型芯是叶片制备的关键过渡部件。光固化增材制造陶瓷型芯工艺具有无需模具、精度高、工艺周期短等优点，为复杂结构陶瓷型芯的高精度制备提供了一种可靠的新工艺，其中型芯增材制造过程中的缺陷控制成为高精度陶瓷型芯制备的关键。本文概述了国内外对打印缺陷、脱脂-烧结缺陷控制的研究进展，归纳了缺陷调控机制，从浆料制备、打印成型、脱脂-烧结工艺优化和矿化剂添加等方面综述了缺陷调控的研究现状。在此基础上，提出固化行为、孔隙分布规律与深度学习是未来研究陶瓷型芯的重要发展方向。

陶瓷材料因其高强度、高硬度以及优异的耐高温和抗腐蚀性能，在机械、电子、航空航天和生物医疗等领域具有广泛的应用前景。然而，传统陶瓷制备工艺受限于模具依赖和设计自由度，难以满足复杂构件的高效快速成形需求。激光增材制造（LAM）技术，包括激光粉末床熔融（LPBF）和激光定向能量沉积（LDED），主要通过激光逐层熔覆堆积实现三维实体成形，为复杂形状陶瓷部件的快速、个性化制造提供了革命性解决方案，但激光快速凝固过程中产生的裂纹缺陷严重制约了其性能提升及工程化应用，已成为该领域亟待突破的难题和研究的热点。本文概述了陶瓷材料LPBF和LDED技术的成形原理及其国内外最新进展，重点探讨了陶瓷直接激光增材制造裂纹形成机制、微观组织演化、力学性能及其影响因素，系统总结了成形预热、工艺优化、超声辅助及微观组织调控等抑制裂纹的策略及其效果。最后，展望了陶瓷LAM技术未来的发展趋势与核心挑战，重点围绕多物理场耦合模拟、材料成分优化及多能场辅助技术等方向展开，为推动陶瓷激光增材制造技术的快速发展提供指导。

激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅（C_sf/SiC）复合材料内部C_sf易被熔融Si侵蚀，限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题，提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_sf表面分别包覆热解碳（PyC）与碳化硅（SiC）涂层，制备了C_sf/SiC复合材料，揭示了纤维表面涂层对C_sf/SiC复合材料显微组织及力学性能的影响规律。结果表明：SiC涂层可阻碍C_sf与熔融Si的直接接触，避免二者在界面处发生溶解-沉淀反应，从而保护C_sf。相较于添加C_sf和C_sf@PyC的C_sf/SiC复合材料，添加C_sf@SiC的C_sf/SiC复合材料内部纤维仍保留较好的原始结构，而前两者内部C_sf均出现反应侵蚀现象。由于SiC涂层保护而保留下来的纤维通过裂纹偏转、涂层脱粘、纤维拔出等机制在一定程度上提升了C_sf/SiC复合材料的弯曲强度和断裂韧度，相较于添加C_sf、C_sf@PyC的C_sf/SiC复合材料分别提高了7.1%和8.3%，最大达到246.09 MPa和3.28 MPa·m^1/2。通过纤维表面涂层优化实现了C_sf/SiC复合材料强度与韧性的协同提升，为LPBF/LSI制备高性能C_sf/SiC复合材料提供了一定的理论基础。

立体光固化3D打印技术通过紫外激光选择性固化光敏树脂与陶瓷粉末的膏体，能够实现复杂结构陶瓷型芯的高精度制备。然而，陶瓷膏体在光固化过程中存在光散射问题，导致固化区域扩大，影响打印精度和零件性能。在高固含量、触变性的氧化硅陶瓷膏体体系的基础上，系统研究紫外线吸收剂在光固化3D打印陶瓷型芯试样过程中的作用机制及其对陶瓷型芯性能的影响。通过实验优化紫外线吸收剂的种类和添加量，探讨其对陶瓷型芯试样打印精度、微观结构、烧结收缩率和力学性能的影响规律。结果表明：适量的紫外线吸收剂通过调控光的空间分布，有效降低光散射，不仅显著改善膏体的打印适性，还提升了层间结合、微观结构均匀性和力学性能。然而，紫外线吸收剂的添加量存在最佳阈值。过量添加会导致光强过度衰减，延长单层曝光时间，降低打印效率。通过系统实验优化，确定0.25%（质量分数）的TINUVIN B75为最佳吸收剂种类和添加量，可实现打印精度与效率的最佳平衡。

以氧化铝和碳酸钙粉末为基体材料、聚乙烯醇溶液为黏结剂和乙酸为分散剂制备陶瓷浆料，采用微挤出3D打印成形技术制备多孔氧化铝基陶瓷，研究了多孔氧化铝基陶瓷的孔道结构、厚度对污水过滤性能的影响及其机理。结果表明，采用逐层递增30°填充角度和改变填充率的微挤出3D打印成形方法，成功制备了孔径小于0.1 mm的多层交叉孔结构的氧化铝基陶瓷。交错分布的孔道可对污水进行分流、增大污水的有效过滤面积，较厚的多层级交叉孔氧化铝多孔过滤陶瓷处理污水的路径更长，有利于去除污水中的小分子颗粒。当填充率为90%、多孔陶瓷厚度超过8 mm时，污水浊度的去除率超过90%、过滤后的污水浊度低于10 NUT，满足工业、农业用水要求。基于吸附、筛分-滤饼-深床过滤机理，构建了多层交叉孔与贯通孔的过滤机理模型。兼具亚微米、微米级孔隙的多层交叉孔结构氧化铝基陶瓷在污水的渗透性及过滤能力方面优于贯通孔氧化铝过滤陶瓷，多层交叉孔氧化铝过滤陶瓷在污水处理方面具有较大的应用潜力。本研究成果为微挤出3D打印技术在多孔陶瓷过滤领域的应用提供了有益参考。

采用激光选区熔化（selected laser melting， SLM）技术制备Ti6Al4V合金，并对其进行热冲压处理。通过电化学腐蚀实验和摩擦磨损测试，对热冲压前后试样的耐蚀性能及耐磨性能进行对比研究，并阐明其性能产生差异的内在机理。结果表明：在模拟体液溶液中，热冲压后SLM成形Ti6Al4V试样耐蚀性能降低，腐蚀电流密度增加，钝化膜厚度由3.19 nm降低至1.21 nm。究其原因是，热冲压导致SLM成形Ti6Al4V试样晶粒尺寸由1.37 μm粗化到1.51 μm，小角度晶界比例增加了1.41%，进而导致其腐蚀速率增大，耐蚀性能有所降低。此外，热冲压处理后的试样体积磨损量由0.314 mm³增加至0.474 mm³，耐磨性能下降，其磨损机制为磨料磨损和氧化磨损共同作用。

黏结剂喷射增材制造硬质合金中WC晶粒尺寸的均匀化调控是决定硬质合金综合力学性能的关键，而相关研究却非常有限。通过添加碳化钒（VC）来抑制WC-12Co硬质合金中WC晶粒的异常生长，研究了VC含量对黏结剂喷射打印硬质合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加VC能大幅改善硬质合金烧结件的表面粗糙度，添加0.5%（质量分数，下同）VC和1.0%VC可使硬质合金烧结件的表面粗糙度分别降低21.49%和17.77%。添加0.5%VC和1.0%VC之后，硬质合金烧结件中WC晶粒的D ₅₀由1.83 μm分别减小至1.57 μm和1.61 μm，显著抑制了硬质合金烧结件的WC晶粒生长，促使晶粒更细小，分布更均匀。添加0.5%的VC后，硬质合金烧结件的维氏硬度提升3.3%，抗弯强度提升约3.0%。此外，VC的添加还能显著降低硬质合金烧结件的摩擦因数和磨损率，提升硬质合金的耐磨性。本研究采用黏结剂喷射增材制造技术制备了含VC抑制剂的高性能硬质合金材料，为硬质合金增材制造工艺的发展提供了重要的技术路线和发展方向。

氧化锆以其优异的力学性能、不断改进的光学性能和耐用性被广泛应用于牙齿修复中。氧化锆牙齿修复体的CNC加工成熟但不灵活，存在相变风险，可能影响性能和稳定性。增材制造具有高自由度和精度，可以创造出减材制造无法实现的复杂三维几何形状，减少材料浪费、能耗和生产时间。这些特点引起了牙科修复市场对增材制造越来越多的关注。基于氧化锆的修复体作为牙科市场的重要组成部分，在增材制造方面已经实现了与传统制造（CAD/CAM）修复体相当的性能。因此，有必要对氧化锆在牙科修复体制造方面的最新成果进行总结。本文总结了基于最新研究的各种适用于氧化锆基牙科修复体的增材制造方法（包括还原光聚合、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、黏结剂喷射），提供了可用的牙科材料的制造实例和性能要求，并提出当前牙科修复体增材制造面临的挑战。本综述旨在帮助牙医和研究人员更好地了解氧化锆增材制造的最新技术，并在制造修复体时选择合适的牙科材料和方法。

陶瓷增材制造技术通过高精度结构设计与多材料一体化成型，为催化领域提供了从载体定制到活性位点精准调控的新方法。基于陶瓷增材制造技术制备的催化剂载体具有更高的传质效率、自由成型的几何形态、优异的热稳定性，在降低成本的同时，推动了绿色能源发展。本文综述了应用于陶瓷催化剂载体的四种主要增材制造技术，包括墨水书写成型技术、立体光固化成型技术、数字光投影技术和熔融沉积技术，概述了四种常见的催化剂载体陶瓷体系，总结了陶瓷增材制造技术制备不同类型陶瓷催化剂载体的研究现状，着重讨论了在汽车尾气处理、脱硝处理、化学合成、固体氧化物燃料电池、太阳能热化学循环反应等不同应用场景下催化剂载体的研究进展，最后，对陶瓷增材制造催化剂载体所面临的关键挑战与未来发展方向进行了展望。未来研究应重点围绕新型多功能陶瓷材料体系开发、高精度与多尺度结构协同设计、活性位点与传质行为的耦合调控以及绿色低能耗成型与后处理工艺展开，以推动陶瓷增材制造催化剂载体在能源转化与环境催化等领域的规模化应用。

PA12材料具备良好的热稳定性和耐辐照特性，在深空制造中具有广泛的应用前景。然而，在地面采用熔融沉积成形（fused deposition modeling，FDM）制备的PA12材料普遍存在孔隙率高、层间结合差等结构缺陷，导致其力学性能受限，难以直接在深空环境中使用。为解决这一问题，本研究提出利用深空极端环境条件对打印材料进行改性，提高其力学性能使其满足深空制造对结构完整性和力学性能的高要求。通过模拟深空环境中的典型变量，包括高温热处理、紫外辐照和厌氧固化，系统评估不同工艺对PA12材料微观结构及力学性能的影响。研究表明：200 ℃下热处理10 min，样品弯曲强度提高66.2%；引入3%（质量分数，下同）的光引发剂和4%的光交联剂并紫外辐照2 min后，样品拉伸强度提升17.5%；掺杂3%厌氧胶并辐照2 min后，样品压缩强度提高34.4%。最终，综合多种处理工艺对样品进行协同调控，使样品的拉伸、弯曲与压缩强度分别提高75%、94.2%和62.2%。本研究通过模拟深空极端环境探究其对PA12材料性能的影响，验证了利用深空环境变量对PA12材料进行改性的可行性，为实现高性能弹性构件在深空环境下的在轨制造提供了有效技术路径和理论支撑。

连续纤维增强金属基复合材料作为高性能结构-功能一体化材料的代表，其制备技术创新与工程应用拓展始终是材料领域的核心议题。本工作主要围绕连续纤维增强金属基复合材料成形工艺进行综述，系统梳理了成形纤维金属基复合材料的传统成形技术的优劣与适用性。针对传统工艺瓶颈，探讨了3D打印技术、纤维金属预浸料制备技术等新型复合材料的高质量一体化成形方式，讨论其在成形纤维增强金属基复合材料结构件的可行性和应用趋势，以期为高质量金属基复合材料制备工艺的发展方向及工程化应用提供参考。

同步辐射技术作为揭示增材制造过程中多尺度物理冶金行为的“超级显微镜”，为破解增材制造“黑箱”过程提供了革命性的研究手段。本文系统综述了同步辐射在增材制造原位表征领域的应用进展：在成像方面，高时空分辨超快X射线成像技术实现了增材制造熔池、缺陷及凝固过程动态演化行为的原位观测，揭示了匙孔波动诱导气孔、马兰戈尼（Marangoni）力驱动缺陷消除等关键机理；在衍射方面，超快X射线衍射技术定量解析了增材制造快速凝固过程中的相变动力学与残余应力演变规律。进一步，本文探讨了同步辐射原位表征技术与人工智能、多物理场模拟联用的未来发展方向，并展望了其在增材制造工艺优化、缺陷智能检测及新材料开发中的应用潜力，指出该技术为推动增材制造从经验试错向机理驱动转型提供了理论基础与技术途径。

针对45/CuSn5合金熔覆层界面缺陷问题，本研究提出以316L作为过渡层，激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化方法。通过系统对比45/CuSn5单一熔覆层与45/316L/CuSn5梯度熔覆层的界面微观形貌和元素分布，揭示316L过渡层的调控机制，并对基体和梯度熔覆层的性能进行对比研究。结果表明：梯度熔覆层因316L过渡层的引入，形成无缺陷的冶金结合界面，界面发生了明显的元素互扩散，其Cr元素高浓度梯度有效降低了界面能，抑制了裂纹的产生；Cu元素向316L的扩散促进了Cu-Ni固溶体的形成，而316L向CuSn5表面熔覆层过渡，实现了从奥氏体（γ-Fe）向α-Cu固溶体过渡，这种晶体结构的过渡有效抑制了界面脆性相的生成，从而实现了界面的缺陷抑制。摩擦磨损实验中，在载荷为20 N、往复直线运动30 min的干摩擦条件下，梯度熔覆层的平均摩擦因数为0.1486，较基体（0.4080）显著降低；磨损率为1.723 mm³·N^-1·m^-1，较基体（2.469 mm³·N^-1·m^-1）降低30.21%，实现了基体的耐磨性能优化。电化学腐蚀测试进一步表明，在3.5%NaCl溶液中，梯度熔覆层的腐蚀电流密度（3.105×10^-6 A·cm^-2）较基体（4.839×10^-5 A·cm^-2）降低了一个数量级，腐蚀速率减缓93.58%，耐腐蚀性能显著增强。

以增材制造镍基高温合金ZGH451 为研究对象开展不同工艺的热处理实验，利用分析显微组织与力学性能的手段，优化出适用于该合金的一种增材制造镍基高温合金专用的短时高温固溶 + 双级时效热处理制度。结果表明，最佳的热处理工艺为：1250 ℃/15 min（空冷）+1100 ℃/4 h（空冷）+850 ℃/24 h（空冷）。经过完全热处理后，消除了合金内的元素偏析，获得尺寸（436 nm）、面积分数（63.74%）及立方度均较好的γ'相微观组织，并且在760 ℃条件下拉伸的性能显著提升，抗拉强度为1142 MPa，伸长率为22.8%。

为克服常规镍基钎料钎焊不锈钢接头易形成脆性硼化物的缺点，进一步提升接头的力学性能，本工作提出了在BNi-2镍基钎料中引入少量Cu的方法，以抑制接头中脆性硼化物的形成。分别采用BNi-2钎料和Cu改性的BNi-2钎料对304不锈钢进行真空钎焊，研究了保温时间、钎焊温度与BNi-2钎料中Cu含量对钎缝组织及力学性能的影响。结果表明，对于BNi-2钎料，随着保温时间的延长和钎焊温度的升高，钎缝中心的硼化物含量减少，但母材中的沿晶扩散硼化物增加，扩散距离也随之延长。添加质量分数1%Cu的BNi-2钎料接头，成功抑制了钎缝中心硼化物的生成，接头剪切强度为（713.9±16.4） MPa，相比BNi-2钎料接头提高了19%，接头断裂在母材/钎缝界面，断裂方式为韧性断裂。添加质量分数5%Cu的BNi-2钎料接头，钎缝中心重新析出硼化物，接头剪切强度下降，同时呈现韧性断裂与脆性断裂结合的断裂方式。

针对1J85坡莫合金焊接过程中磁性能恶化的问题，采用等离子弧直焊（plasma arc welding，PAW）和等离子弧焊接热处理（plasma arc heat treatment welding，PAHTW）两种工艺对1.5 mm厚环形1J85坡莫合金开展对比实验，系统探究两种工艺对焊接接头微观组织和磁性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及软磁性能测试等手段对比分析接头的微观组织、元素分布、磁导率及矫顽力。结果表明：PAW工艺下，焊缝接头的形貌呈上宽下窄的漏斗状结构；PAHTW 工艺下，焊缝区形成多层次区域分界，晶粒显著长大，胞状亚晶数量减少，晶界密度降低。能谱分析显示，焊缝区非磁性元素 Si 的含量较 PAW 工艺减少约50%。与 PAW 工艺相比，PAHTW 处理后接头的初始磁导率从 40.12 mH/m 提升至 78.81 mH/m，最大磁导率从 72.63 mH/m 提升至 113.41 mH/m，矫顽力从 1.70 A/m 降低至 1.24 A/m。

镍基高温合金在航空发动机高温涡轮部件上有着重要应用。而惯性摩擦焊因其固相连接属性与高的焊缝质量，在镍基高温合金盘轴连接方面应用广泛。随着新材料与新结构的出现，对惯性摩擦焊提出了更大的挑战。本文主要综述了镍基高温合金惯性摩擦焊接头焊缝成形机制、微观组织演变特征、力学性能及工艺过程数值仿真等方面的研究现状，同时，还对镍基高温合金连续驱动摩擦焊接头成形机理进行了对比总结，最后，提出了今后在相关研究中应考虑如何顺利挤出飞边、热处理工艺选择以及热处理后接头耐蚀性变差等关键问题。

钨合金作为典型的难熔金属材料，具备高硬度、高耐磨性以及良好的射线屏蔽能力，在工业领域具有广泛的应用前景，但成形性较差，液相烧结等传统制备方式难以实现其复杂结构零部件的成形。增材制造技术采用成形平面逐层堆积的方式制备三维结构零部件，在制备复杂构件时具备独特的优势，因此在钨合金零部件制备领域引起了广泛关注。系统介绍了近年来增材制造技术在钨合金制备领域的发展和应用，并进一步探讨了钨合金成形过程中强韧化的影响因素。首先介绍了各项钨合金增材制造技术的国内外研究现状，并对其适用场景进行了总结。然后从第二相颗粒及合金化处理两方面综述了钨合金成形强韧化途径。最后，对增材制造钨合金在成分优化、工艺参数控制、后处理、多材料打印及智能制造集成等领域提高成形合金力学性能、扩展应用领域的发展方向进行了总结与展望。

冷喷涂技术凭借其固态沉积特性，在制备高质量金属涂层、高效高速损伤修复及增材制造领域展现出显著的优势及应用潜力。然而，该技术在喷涂高强度高温合金材料时，仍存在涂层孔隙率高、强度不足、无塑性等技术挑战。本文系统综述了冷喷涂高温合金的临界沉积条件及其影响因素，重点探讨了沉积态材料的显微组织特征及其与性能（尤其是拉伸性能）的关联，并总结了显微组织与性能优化的主要方法，比如喷后热处理、喷后热等静压、激光辅助冷喷涂、原位喷丸辅助冷喷涂沉积等。为拓展冷喷涂高温合金工程应用，今后需要极大改善高温合金粉末的变形条件及沉积窗口，降低工艺成本，并通过复合处理技术改善冷喷涂态高温合金涂层的性能，为推动其在航空航天修复领域的应用提供理论依据与技术指导。

增材搅拌摩擦沉积（additive friction stir deposition， AFSD）具有沉积温度低、增材质量好、制造效率高等特点，在航空航天制造领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了AFSD技术，深入剖析了AFSD对三类析出强化型铝合金组织和性能的影响规律及机理，并指出了制约高强铝合金构件AFSD制造的关键问题。AFSD在固相下进行沉积，克服了基于激光和电弧沉积的气孔和热裂纹缺陷。然而，在AFSD过程中，由于沉积金属的冷却速度较慢，敏感温度区间的停留时间较长，在增材时后续沉积层对前一层，甚至前几层均有热作用。因此，沉积样品中部与底部的晶内强化相粗大，使得沉积层中下部的强度急剧下降。沉积层顶部不受二次或多次热循环的影响，析出相分布均匀，力学性能较好，但仍低于基体材料。时效处理可使AFSD过程固溶的部分元素再次析出，性能轻微提升，但始终无法达到固溶+时效（T6）的水平。虽然沉积态经过T6处理后可再次形成均匀细小的强化相，使其强度重新达到峰值，但在固溶的同时，沉积材料将发生晶粒的异常长大（abnormal grain growth，AGG）问题，因此，通常不建议对AFSD沉积金属进行固溶处理。为了实现高强度析出强化铝合金构件的AFSD制造，未来还需要在合金化设计、复合强化、工艺创新等方面开展进一步的研究工作。

采用聚合物聚苯并咪唑（PBI）喷嘴结合轴向中心送粉的改进工艺，对喷嘴堵塞行为及其对涂层沉积的作用规律进行研究，并利用X射线计算机断层扫描（X-CT）、光学显微镜及电子背散射衍射对涂层形貌和微观组织进行多尺度表征。结果表明：在现有工艺下，SiC喷嘴因铝粉软化粘连于内壁形成堵塞物，致使涂层表面出现粉末团聚现象，孔隙率为0.32%；而采用PBI喷嘴配合轴向中心送粉工艺，可显著降低颗粒黏附，形成均匀的气固两相流，实现连续稳定沉积，所制备涂层内部颗粒塑性变形明显，孔隙率降至0.16%。基于优化工艺开展铝金属增材制造实验，成功实现连续2 h无堵嘴喷涂，在铝合金基体上制备出38 mm厚的沉积体。X-CT检测显示，沉积体界面处和内部均无明显缺陷，其平面方向与法向方向的抗拉强度分别约为180 MPa和80 MPa，表现出显著的各向异性。

为促进高强铝合金在航空领域的进一步推广应用，开展4 mm厚7050-T7451铝合金激光-熔化极惰性气体保护复合焊接研究。结果表明：焊接参数合理匹配能够获得成形饱满的焊缝，而较高焊接速度施焊极易产生焊接裂纹，只有当焊接速度控制在0.9 m/min及以下、焊缝背宽比控制在0.4以上，才能有效抑制裂纹和气孔缺陷；焊缝区主要为尺寸差异较大的等轴晶组织，在熔合区附近存在宽度约为20~50 μm的细晶层组织，仅在靠近细晶层的局部，生成极少量的柱状晶组织；热影响区未发生相变和再结晶；焊态接头平均抗拉强度约为377 MPa，达到母材的73%，远高于激光自熔焊接接头的拉伸性能。

在航空航天领域，焊接是TA3合金构件的主要连接工艺，其焊接接头的微观组织和力学性能对焊接构件的服役安全性有着重要影响。本工作对比研究了母材和焊缝试样的拉伸性能，并利用扫描电子显微镜和电子背散射衍射研究了拉伸前后的变形形貌。结果表明，TA3合金焊接前，微观组织是等轴状α晶粒，焊接后，出现块状、针状和锯齿状α晶粒。焊接试样的屈服强度（378 MPa）和抗拉强度（458 MPa）高于母材试样的，但伸长率较低。原因是母材试样经过焊接后，焊接温度对试样有时效处理的效果，存在时效硬化，同时焊缝区域内部晶粒尺寸变小，会提升抗拉强度。由于焊缝区的显微硬度明显高于母材区，导致焊接接头断口位于母材区，其中焊缝区的变形机制为应力诱发（ \mathrm{2} \overline{\mathrm{1}} \overline{\mathrm{1}}2）［ \mathrm{2} \overline{\mathrm{1}} \overline{\mathrm{1}}3］、（ \overline{\mathrm{2}} \mathrm{1}12）［ \overline{\mathrm{2}} \mathrm{1}13］孪晶，二者Schmid 因子为0.038，此时分切应力较大，晶粒变形协调能力强。母材区域也出现了（ \overline{\mathrm{2}}112）［ \overline{\mathrm{2}}113］孪晶，但Schmid 因子为0.078，应力集中程度相对较高。