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主编：金顺捷
ISSN:1001-2303
CN:51-1278/TM
主管单位：成都电焊机研究所有限公司
主办单位：成都电焊机研究所有限公司
出版周期：月刊
电话：028-83289008
邮箱：bj@toweld.com
地址：成都市成华区航天路118号4栋2单元1层2号

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2026年第56卷第4期

智能新核增材未来
增材制造技术在核能材料领域的挑战与前景

王唯一, 樊恩想

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.01

摘要：随着核能系统向更高安全性、经济性与性能指标发展，增材制造技术因其在复杂构件一体化成形、材料利用率提升及快速迭代设计方面的独特优势，被视为推动核能装备革新的一项关键使能技术。目前，国内外研究已围绕核级材料的增材制造适应性、成形件组织性能调控及在反应堆关键部件（如燃料包壳、换热器、屏蔽结构）的潜在应用展开积极探索，初步验证了其技术可行性，尤其是在以TPMS结构换热器等为代表的具有复杂结构构件的生产制造方面，增材制造技术相比传统锻造铸造方式具有显著的优势。然而，将增材制造技术真正应用于核能这一极端服役环境，仍面临一系列从材料、工艺到质量控制的系统性挑战，主要瓶颈体现在两方面。首先，部分核用金属材料（如钨及钨合金、镍基高温合金等）在增材过程中由于快速熔凝的非平衡工艺特性而极易产生热裂纹、气孔等冶金缺陷，难以满足核级部件严格的力学与抗辐照性能要求；其次，对于目前常用的核能材料，现有增材制造工艺窗口狭窄，难以同时保障几何精度、内部质量与稳定的理想微观组织，使得样件性能批次稳定性差，制约其工程化认证与应用。本文将探讨增材制造技术在核能领域的发展现状及应用前景，着重分析增材制造在气氛控制、解决开裂难题以及过程监测等方面的发展方向，并强调了建立“AI+高通量”智能研发体系的重要性，旨在通过结合人工智能、机器学习等前沿信息技术，加速新材料新工艺的设计与制造进程，系统性突破核能部件增材制造应用的核心技术瓶颈。
关键词：核能;增材制造;人工智能;材料

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更新时间：2026-04-29
核能领域增材制造技术的应用与发展

罗英, 李青宇, 熊瑞坤, 陈平, 何戈宁, 朱发文, 徐瑞璠

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.02

摘要：核能领域对设备与零部件的精度、性能和可靠性要求极高，传统制造技术难以满足其发展需求。增材制造技术则为设备的定制化、模块化和快速制造提供了全新途径。本文系统分析了增材制造技术在核能领域的应用与工程价值，并调研了全球主要核能国家在增材制造技术研究和应用方面的最新进展，重点介绍了中国核动力研究设计院等机构在核能领域增材制造方面的具体实践和取得的成果。针对增材制造技术在核能领域规模化应用方面存在的关键挑战与困难，提出了未来核能领域增材制造技术的主要建设与发展方向，包括先进反应堆设备研制、先进燃料及材料研发、系统及鉴定技术研究验证、质量过程监督体系建立、核行业增材制造标准体系研究、增材制造数字化技术研究以及高水平人才与资源保障等。对推动增材制造技术在核能领域的发展与成熟应用具有指导意义。
关键词：增材制造;核能领域;研究现状

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更新时间：2026-04-29
增材制造技术在小型模块化反应堆领域的应用现状与发展趋势

郭子豪, 邹尧磊, 吴君

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.03

摘要：小型模块化反应堆作为一种在三代堆与四代堆技术基础上实现小型化与模块化的新兴核能技术，已成为全球核能科技创新热点。增材制造技术可以赋能小型模块化反应堆领域，支撑先进核材料的性能提升，助力复杂部件的设计制造，以及推动关键设备的批量化生产。首先，基于国际原子能机构的《小型模块化反应堆：2024年进展报告》所收录的反应堆名录，全面调研了增材制造技术在小型模块化反应堆技术开发中的应用现状，在小型模块化反应堆的六条技术路线下，横向对比各堆型方案应用了金属增材制造技术的材料、部件与设备，分析相较于传统制造技术实现的性能或经济效益提升。其次，围绕美国、俄罗斯、法国、英国、加拿大等传统核能强国的核能增材制造项目布局以及相关科研院所、高校的研究方向开展纵向研究，分析国际上金属增材制造技术在小型模块化反应堆领域的发展趋势。最终，结合横向对比与纵向研究，研判得出金属增材制造技术已在小型模块化反应堆领域积累良好的应用实践，包括氮化铀TRISO燃料、U3Si2燃料、全陶瓷微胶囊燃料等先进燃料以及镍基超合金、难熔金属基合金、碳化硼复合丝等先进核材料的生产，几何形状复杂的燃料组件底座与支架、控制阀等反应堆部件的制造，压力容器试件、印刷电路板式换热器等关键设备的制造。增材制造技术在小型模块化反应堆领域的发展将呈现从非核心部分到核心部分、从样件到部件再到模块的趋势。随着增材制造技术成熟度的提升和标准的建立，将形成从原料、打印设备、工艺到检测认证的完整产业链，推动具有广大市场前景的小型模块化反应堆领域的成本下降和规模化应用。
关键词：小型模块化反应堆;增材制造;核燃料;反应堆部件;先进核材料

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更新时间：2026-04-29
人工智能代理模型在激光金属增材中的典型应用

邓奥林, 樊恩想

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2026.04.04

摘要：增材制造技术以其高度的几何自由度和定制化能力，在航空航天、汽车、生物医疗及高端装备等领域展现出巨大的应用潜力。然而，对于金属增材制造而言，如何高效地设计出性能优异且满足特定功能需求的结构，并准确预测其在复杂工况下的力学行为和服役性能，仍是制约其进一步迈向大规模产业化的关键瓶颈。本文对近年来基于数据驱动和物理机理约束的人工智能代理模型在激光金属增材中的应用研究进行了简要综述，主要包括其在结构设计优化、宏观性能快速预测、工艺参数-微观组织-宏观性能关联分析等方面的典型研究应用，并针对目前激光金属增材与人工智能相结合领域的痛点及应对策略给出了一些建议，旨在为相关领域的研究人员和工程技术人员提供有价值的参考和启示，推动金属增材制造向更智能、更高效、更可靠的方向发展。
关键词：金属增材制造;人工智能代理模型;机器学习;深度学习;物理信息神经网络

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更新时间：2026-04-29