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摘要:鋯合金由于具有良好的機(jī)械性能、耐腐蝕性能等而被用作反應(yīng)堆內(nèi)燃料元件的包殼材料。然而，Zr-4已不能滿(mǎn)足核電技術(shù)在更高燃耗條件下的使用要求，因此，通過(guò)調(diào)控合金成分開(kāi)發(fā)新型鋯合金具有重要意義。本研究對(duì)Zr-4以及其他兩種新型鋯合金材料在室溫、315℃條件下進(jìn)行常規(guī)拉伸試驗(yàn)，結(jié)合計(jì)算結(jié)果分析了成分差異造成的沉淀相改變，提出了析出強(qiáng)化機(jī)制對(duì)于鋯合金性能提升的重要意義。首次利用小沖桿試驗(yàn)對(duì)鋯合金原樣的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，該工作確定了常規(guī)拉伸試驗(yàn)與小沖桿試驗(yàn)結(jié)果之間的經(jīng)驗(yàn)公式中與鋯合金材料本身相關(guān)的系數(shù)數(shù)值，驗(yàn)證了小沖桿試驗(yàn)用于鋯合金拉伸性能評(píng)估的可行性。利用氣相滲氫法在400℃對(duì)Zr-4以及其他兩種新型鋯合金進(jìn)行充氫處理，并利用小沖桿試驗(yàn)對(duì)鋯合金充氫試樣的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，充氫鋯合金在載荷-位移曲線(xiàn)的塑性失穩(wěn)階段出現(xiàn)“平臺(tái)區(qū)”特殊現(xiàn)象。本論文對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行探究，用金相分析表征了氫化物的形貌特征并對(duì)其含量進(jìn)行了定量估算，推測(cè)氫化物與基體斷裂韌性上的差異、氫化物相特殊的長(zhǎng)鏈構(gòu)型以及強(qiáng)取向性與這一現(xiàn)象有著重要關(guān)聯(lián)。

摘要:乏燃料后處理強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化性、強(qiáng)放射性的工作環(huán)境,對(duì)后處理溶解器選材、加工工藝提出了嚴(yán)苛要求。本論文研究了自主設(shè)計(jì)Zr-1.0Ti-0.35Nb合金在670 ~ 750 ℃溫度范圍、三種不同應(yīng)變速率0.01、0.1和1 s_-1^條件下的熱壓縮變形行為,分析了熱壓縮過(guò)程中該合金的微觀組織特征,并基于峰值應(yīng)力構(gòu)建了其熱變形本構(gòu)模型。結(jié)果表明,應(yīng)變速率和變形溫度對(duì)Zr-1.0Ti-0.35Nb合金熱變形過(guò)程具有顯著影響,流變應(yīng)力隨應(yīng)變速率增加而增大,隨變形溫度的增加而減小,達(dá)到峰值應(yīng)力后流變曲線(xiàn)呈現(xiàn)明顯動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征；提高變形溫度有助于發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大；基于Arrhenius本構(gòu)方程計(jì)算得到Zr-1.0Ti-0.35Nb合金的熱變形激活能為225.8 kJ/mol,硬化指數(shù)為5.62，說(shuō)明合金元素Ti使鋯合金的熱變形激活能升高；實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值之間的相關(guān)系數(shù)為0.97,平均相對(duì)誤差為6.15%,證實(shí)此本構(gòu)方程預(yù)測(cè)Zr-1.0Ti-0.35Nb合金流變應(yīng)力的準(zhǔn)確性,能夠?yàn)樾滦弯喓辖馃峒庸すに噧?yōu)化提供理論指導(dǎo)。

摘要:鋯合金包殼在堆內(nèi)吸氫,失水事故(LOCA)鋯合金包殼會(huì)脆化,含氫包殼在事故進(jìn)程或事故后續(xù)處理中更易破裂,造成放射性產(chǎn)物泄漏。文章對(duì)不同氫含量(0ppm、195ppm、310ppm、395ppm)鋯合金模擬LOCA試驗(yàn)后殘余塑性進(jìn)行研究,探索了氫對(duì)鋯合金模擬LOCA試驗(yàn)后殘余塑性的影響機(jī)理。結(jié)果表明,隨含氫量的提高,在模擬LOCA試驗(yàn)后鋯合金殘余塑性下降。氫的加入對(duì)鋯合金顯微組織結(jié)構(gòu)影響較小,氫對(duì)鋯合金微觀組織結(jié)構(gòu)的影響不是導(dǎo)致鋯合金殘余塑性降低原因。氫的存在導(dǎo)致鋯合金模擬LOCA試驗(yàn)后殘余塑性下降的原因之一是氫增加造成鋯合金prior-β相中吸收氧含量提高,從而降低鋯合金殘余塑性,其次氫可能以飽和固溶或細(xì)小的氫化物脆性相方式存在于prior-β相中,也造成鋯合金殘余塑性下降。

摘要:通過(guò)熔煉、熱軋、冷軋和退火等工藝制備了Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr（wt.%）合金板狀樣品，采用靜電加速器在300 ℃下對(duì)樣品進(jìn)行注量為1.02×1015和5.1×1015 ions/cm2（對(duì)應(yīng)輻照損傷劑量分別為1和5 dpa）的Ar+輻照，然后將未輻照和輻照樣品置于360 ℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中腐蝕90 d，利用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡表征分析了輻照前后合金基體顯微組織和腐蝕后氧化膜截面顯微組織。結(jié)果表明，輻照前Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr合金為完全再結(jié)晶組織，晶粒呈等軸晶，第二相主要為fcc和hcp結(jié)構(gòu)的Zr(Fe,Cr,Nb)2，尺寸主要在50~100 nm范圍內(nèi)；輻照后，合金內(nèi)形成了型位錯(cuò)環(huán)，第二相發(fā)生了完全非晶化，但未發(fā)現(xiàn)第二相中元素向基體擴(kuò)散現(xiàn)象。腐蝕90 d后，輻照樣品的氧化膜厚度小于未輻照樣品，說(shuō)明Ar+輻照在一定程度上降低了合金腐蝕初期的腐蝕速率。分析認(rèn)為，Ar+輻照能延緩氧化膜顯微組織的演化，降低氧化膜中的等軸晶占比和裂紋數(shù)量，同時(shí)輻照誘導(dǎo)的非晶化第二相的氧化更慢，使氧化膜更具保護(hù)性，從而降低合金腐蝕速率。

摘要:失水事故(LOCA,Loss of coolant accident)下鋯合金中原β-Zr層的力學(xué)性能對(duì)核安全具有重大意義,Nb作為鋯合金中重要的合金元素對(duì)其有重要影響。本文運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了Zr-xNb(x=0, 0.5, 1, 2.5; wt.%)合金在淬火過(guò)程中的相變行為和淬火后的拉伸行為,分析了Nb對(duì)其力學(xué)性能的作用機(jī)制。結(jié)果表明Nb淬火相變模擬過(guò)程產(chǎn)生了類(lèi)似原β-Zr組織的層片狀多晶,這種層片狀多晶主要由fcc和hcp結(jié)構(gòu)原子組成；多晶的bcc→fcc相變路徑遵從Brain位相關(guān)系,bcc→hcp相變路徑遵從P-S位相關(guān)系；在降溫過(guò)程中,Nb的添加會(huì)降低bcc與hcp相的自由能之差,從而使得合金β→α+β相變溫度降低；Zr、Zr-0.5Nb和Zr-1Nb合金模型中Nb促進(jìn)了晶界處bcc相的生成,使得變形集中于晶界,導(dǎo)致晶界易發(fā)生斷裂；而Zr-2.5Nb中,晶粒內(nèi)部的Nb含量較高,易形成bcc相,從而協(xié)調(diào)變形,提高其塑性；此外Zr-2.5Nb中團(tuán)簇呈彌散分布,這使得其整體強(qiáng)度得到提高。

摘要:鋯合金在失水事故（Loss of Coolant Accident, LOCA）下的高溫蒸汽氧化行為是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。本文熔煉了Zr-xNb（x=0.5、1.0、1.5，wt.%）合金和Zr-1Nb-yCr（y=0.05、0.2）合金并制備成板狀樣品。采用同步熱分析儀研究了5種鋯合金在模擬LOCA工況下900~1200 ℃蒸汽中的氧化行為，利用金相顯微鏡觀察分析了氧化樣品橫截面的顯微組織，使用顯微硬度儀研究了氧化前后樣品的顯微硬度。結(jié)果顯示：在900~1100 ℃蒸汽中氧化時(shí)，Zr-xNb合金的抗高溫蒸汽氧化性能不隨Nb含量變化呈單一變化規(guī)律，且隨溫度升高發(fā)生變化，添加Cr使Zr-1Nb合金的抗高溫蒸汽氧化性能變差，且影響復(fù)雜，不隨Cr含量的增加呈單一變化規(guī)律；在1200 ℃蒸汽中氧化時(shí)，添加Nb和Cr對(duì)鋯合金的抗高溫蒸汽氧化性能影響不大；5種合金的氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律隨溫度升高發(fā)生變化，總體由拋物線(xiàn)→直線(xiàn)規(guī)律轉(zhuǎn)變，還會(huì)發(fā)生多次轉(zhuǎn)折。從O在Zr基體中的固溶含量以及Zr基體α?β和氧化膜單斜(m)?四方（t）相變的角度探討了Nb和Cr影響鋯合金高溫蒸汽氧化行為的機(jī)理。

摘要:通過(guò)準(zhǔn)原位EBSD和SEM觀察研究了純鈦、Ti-0.2% O和Ti-0.4% O（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）多晶體在高應(yīng)變速率下的變形行為。結(jié)果表明：在5%應(yīng)變的動(dòng)態(tài)壓縮變形下，純鈦中的孿生行為非?；钴S，多數(shù)晶粒內(nèi)的孿生系被激活，且半數(shù)晶粒中出現(xiàn)多種孿生變體；而滑移跡線(xiàn)分析表明，僅有50%的晶粒內(nèi)開(kāi)動(dòng)了滑移系。隨著氧含量的增加，孿生晶粒比例及孿晶面積占比均呈下降趨勢(shì)，同時(shí)發(fā)生多滑移與交滑移。XRD分析表明，溶質(zhì)氧原子導(dǎo)致晶格畸變，提高了α-Ti的c/a，有利于位錯(cuò)滑移?；钴S的位錯(cuò)滑移行為抑制了孿晶的形成，并且氧原子釘扎位錯(cuò)也會(huì)阻礙孿晶界的擴(kuò)展，導(dǎo)致孿生行為不再活躍。此外，氧含量每增加0.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），純鈦的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度就能增加約390 MPa。這種固溶強(qiáng)化現(xiàn)象主要源于晶格畸變，也受到被釘扎位錯(cuò)及多滑移和交滑移產(chǎn)生的割階影響。

摘要:以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni無(wú)鉛釬料合金為研究對(duì)象，基于石墨烯納米片（GNS）獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理性能和力學(xué)性能，以其為復(fù)合釬料的增強(qiáng)相，開(kāi)展基于Ni改性GNSs（Ni-GNSs）增強(qiáng)SnAgCuRE系復(fù)合釬料/Cu的釬焊和釬焊接頭熱老化試驗(yàn)，探討Ni-GNSs對(duì)復(fù)合釬料組織及釬焊接頭熱老化失效斷裂機(jī)制的影響。結(jié)果表明：Ni-GNSs的加入，抑制了復(fù)合釬料的線(xiàn)膨脹，產(chǎn)生晶格畸變，導(dǎo)致位錯(cuò)產(chǎn)生，金屬間化合物（IMC）顆粒分布在位錯(cuò)線(xiàn)附近，與位錯(cuò)發(fā)生交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化復(fù)合釬料，進(jìn)而強(qiáng)化復(fù)合釬料接頭。隨著熱老化時(shí)間延長(zhǎng)，釬焊接頭界面IMC層厚度增加，剪切強(qiáng)度降低；其中，添加0.05%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）GNSs的復(fù)合釬料接頭剪切強(qiáng)度降幅最小，為8.9%，且熱老化384 h后，其剪切強(qiáng)度仍高于Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu合金接頭熱老化前的剪切強(qiáng)度。Ni-GNSs的加入，使復(fù)合釬料釬焊接頭界面IMC的生長(zhǎng)系數(shù)明顯降低，有效緩解了復(fù)合釬料/Cu釬焊接頭熱老化過(guò)程中力學(xué)性能的降低，進(jìn)而改變復(fù)合釬料/Cu釬焊接頭的熱老化失效斷裂機(jī)制，最終影響接頭的可靠性。Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu釬焊接頭的斷裂位置由熱老化前的釬縫區(qū)向釬縫/界面IMC移動(dòng)，變?yōu)轫g脆混合斷裂；而添加0.05%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）GNSs復(fù)合釬料接頭的斷裂位置均在釬縫區(qū)，為韌性斷裂，釬焊接頭可靠性較高。

摘要:采用簡(jiǎn)單水熱法合成了一系列C₃N₄/CuGaO₂復(fù)合材料。采用XRD、SEM、TEM和XPS對(duì)制備的樣品進(jìn)行了表征。研究了一系列C₃N₄/CuGaO₂復(fù)合材料的氣敏性能。結(jié)果表明，基于C₃N₄/CuGaO₂-0.3復(fù)合材料（C₃N₄與CuGaO₂的摩爾比為0.3:1）的氣體傳感器對(duì)甲苯的傳感性能優(yōu)于CuGaO₂傳感器。相比較于CuGaO₂傳感器的工作溫度（140 ℃），C₃N₄/CuGaO₂-0.3復(fù)合材料傳感器的最佳工作溫度僅為25 ℃，對(duì)100 μL/L甲苯氣體的響應(yīng)達(dá)到28，檢出限低至0.01 μL/L。對(duì)100 μL/L甲苯氣體的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別為114.2和27.4 s。此外，用于檢測(cè)甲苯的C₃N₄/CuGaO₂-0.3復(fù)合材料傳感器還具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、良好的重復(fù)性和優(yōu)異的抗?jié)裥阅堋?/p>

摘要:利用等離子體區(qū)域熔煉提純金屬釔，獲得了區(qū)熔提純過(guò)程中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等雜質(zhì)的遷移規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，金屬釔中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等常見(jiàn)雜質(zhì)的平衡分配系數(shù)分別是0.2173、0.2201、0.5065、0.1586、0.1742和0.8576。由于上述雜質(zhì)平衡分配系數(shù)小于1，雜質(zhì)在液相中的溶解度大于固相溶解度，所以從理論上可判斷出Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等雜質(zhì)將隨著熔區(qū)移動(dòng)富集在金屬釔錠的尾端，也就是最后凝固區(qū)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該理論預(yù)判的準(zhǔn)確性。此外，探究了區(qū)熔次數(shù)與雜質(zhì)遷移的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)果表明：隨著區(qū)熔次數(shù)由5次增加至10次，雜質(zhì)在金屬釔錠尾端富集程度增加，即去除率升高。10次區(qū)熔后，Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等雜質(zhì)的去除率分別為45.71%、61.54%、33.98%、64.15%、52.14%和46.28%。由于上述雜質(zhì)飽和蒸氣壓與金屬釔接近，所以很難通過(guò)常規(guī)方法予以去除。等離子體區(qū)域熔煉提純金屬釔的研究為制備高純釔提供了一種新方向。

摘要:在760 ℃下采用稀土改性包埋滲鋁以及原位氧化方法制備Fe-Al/Al₂O₃復(fù)合涂層，研究了滲鋁層和氧化膜的微觀組織和相分布。結(jié)果表明，稀土改性滲鋁層可分為3層：外層滲鋁層、過(guò)渡層和內(nèi)擴(kuò)散層。滲鋁層主要由FeAl相和Fe₃Al相組成。FeAl相主要集中在滲鋁層的外層，為Al₂O₃氧化膜的選擇性氧化提供了有利條件。氧化膜表面呈α-Al₂O₃脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。此外，表面氧化鈰的存在是由于氧化初期Ce向外擴(kuò)散且與O₂的優(yōu)先反應(yīng)。氧化膜可分為2層，即純α-Al₂O₃層和主要由α-Fe(Al)和Al、Fe、Ce的混合氧化物組成的過(guò)渡層。

摘要:通過(guò)OM、EBSD和TEM等研究了Mn微合金化對(duì)新型近α Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：添加0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的Mn元素可以將合金的鑄態(tài)微觀組織從3.28 μm細(xì)化到2.65 μm，使其抗拉伸強(qiáng)度從882 MPa提高到966 MPa，但延伸率從7.8%下降到5.1%。鍛造后的2種合金的晶粒尺寸趨于一致，微觀組織趨于等軸化且Mn微合金化后的組織更加均勻。鍛造后，Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金的抗拉伸強(qiáng)度和延伸率增加到966 MPa和16.4%，而含有0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Mn元素的合金具有更高的抗拉伸強(qiáng)度，達(dá)到了1079 MPa，同時(shí)延伸率達(dá)到了15.8%。結(jié)論表明，強(qiáng)度的提高可以歸因于Mn元素的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，同時(shí)Mn微合金化處理使合金中的Al元素富集于α相，有利于提高合金的強(qiáng)度和塑性。

摘要:通過(guò)在1173 K的CaCl₂中對(duì)金屬氧化物和石墨進(jìn)行電脫氧，制備了具有面心立方結(jié)構(gòu)的納米級(jí)(VNbTaZrHf)C高熵碳化物（HEC）粉末。適當(dāng)?shù)臏囟葪l件有利于抑制HEC顆粒的原位燒結(jié)生長(zhǎng)。在1 mol/L KOH溶液中進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試，探索(VNbTaZrHf)C HEC的催化性能。通過(guò)極化曲線(xiàn)、Tafel斜率、電化學(xué)阻抗譜和雙層電容值CV測(cè)試評(píng)估了(VNbTaZrHf)C HEC的催化析氫反應(yīng)（HER）性能。結(jié)果表明，(VNbTaZrHf)C HEC的雙層電容值為40.6 mF/cm²。雙層電容值越大，表明電化學(xué)活性表面積越大。由于(VNbTaZrHf)C HEC的高熵效應(yīng)和納米級(jí)結(jié)構(gòu)，它表現(xiàn)出優(yōu)異的催化HER性能，并為通過(guò)熔鹽電脫氧制備HECs提供了新方法。

摘要:為了探索Ar/N₂-Ar共濺射Ti摻雜對(duì)Ta₂O₅涂層光學(xué)性能和力學(xué)性能的影響，采用射頻和直流磁控共濺射技術(shù)在玻璃基底表面制備了Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層。利用X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）表征了Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層的微觀結(jié)構(gòu)和表面形貌；通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試了涂層的光學(xué)參數(shù)；采用納米壓痕儀測(cè)試了涂層的硬度和楊氏模量。XRD測(cè)試結(jié)果表明，Ta₂O₅、N₂-Ta₂O₅、Ti-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層主要以Ta₂O₅為主體的非晶相結(jié)構(gòu)組成。SEM和AFM結(jié)果顯示，沉積在玻璃基底上的涂層未出現(xiàn)大面積空隙，濺射粒子在基底表面均勻堆積生長(zhǎng)，并且涂層沉積厚度基本一致，厚度誤差在5%以?xún)?nèi)。分別引入N₂和Ti及N₂-Ti共摻雜，均可降低Ta₂O₅涂層的粗糙度。光學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，分別引入N₂和Ti元素，可以提高Ta₂O₅涂層的平均透射率至81%以上，而N₂-Ti共摻雜制備的N₂-Ti-Ta₂O₅涂層平均透射率降低。力學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，與Ta₂O₅涂層對(duì)比，N₂-Ta₂O₅和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層的硬度顯著增大，Ti-Ta₂O₅涂層硬度基本一致。彈性指數(shù)（H/E）和塑性指數(shù)（H³/E²）表明，N₂-Ta₂O₅涂層和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層具備更好的斷裂韌性和抗塑性變形能力。在玻璃表面制備Ta₂O₅摻雜N₂和Ti元素的涂層，可以實(shí)現(xiàn)以N₂-Ta₂O₅涂層和N₂-Ti-Ta₂O₅涂層為代表的、同時(shí)具備優(yōu)異光學(xué)性能和力學(xué)性能的多功能涂層。

摘要:針對(duì)復(fù)雜盒形零件一次拉深成形不足的問(wèn)題，提出了一種拉深氣脹復(fù)合精確熱成形工藝，其成形零件的外形及壁厚均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。以TC2鈦合金復(fù)雜盒形件為研究對(duì)象，研究了TC2鈦合金在550~800 ℃和0.001~0.1 s^-1條件下的高溫成形性能。設(shè)計(jì)了一套可一次性完成拉深、氣脹的模具?；谟邢拊抡婺M軟件PAM-STAMP對(duì)零件成形過(guò)程進(jìn)行模擬，獲得了優(yōu)化工藝參數(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：PAM-STAMP仿真軟件可以預(yù)測(cè)零件拉深和氣脹缺陷，優(yōu)化了工藝參數(shù)和模具形狀并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)在800 ℃、氣體壓力2.5 MPa條件下獲得了壁厚、側(cè)邊高度均符合設(shè)計(jì)要求的零件，驗(yàn)證了該拉深氣脹復(fù)合工藝的可行性。

摘要:為降低使用成本，充分發(fā)揮鎳材優(yōu)異的耐腐蝕性能優(yōu)勢(shì)，選用厚度1 mm的純鎳N6作為復(fù)板、3 mm厚的中碳鋼45#作為基板進(jìn)行爆炸焊接試驗(yàn)。通過(guò)爆炸焊接窗口計(jì)算出了各動(dòng)態(tài)參數(shù)，采用金相光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對(duì)界面結(jié)合形貌和元素進(jìn)行分析，通過(guò)拉剪試驗(yàn)測(cè)試復(fù)合板力學(xué)性能，并借助AUTODYN模擬了爆炸焊接過(guò)程。結(jié)果表明，爆炸點(diǎn)附近存在邊界效應(yīng)，沿著爆炸焊接方向結(jié)合界面由平直狀轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的波狀界面，界面附近元素?cái)U(kuò)散層厚度為20 μm，波狀的擴(kuò)散層增大了結(jié)合面積，有利于冶金結(jié)合，復(fù)合板剪切強(qiáng)度達(dá)到325.5 MPa。數(shù)值模擬結(jié)果表明，界面形貌與試驗(yàn)得到的界面形貌具有一致性。模擬結(jié)果表明特征點(diǎn)的速度和塑性變形程度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。

摘要:采用定向凝固技術(shù)研究了Al7(CoCrFeMnNi)93高熵合金微觀組織的演化規(guī)律，以自然競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)法制備出胞狀和樹(shù)枝狀亞結(jié)構(gòu)單晶體，并研究了亞結(jié)構(gòu)和取向?qū)Ω哽睾辖饐尉w納米力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，Al7(CoCrFeMnNi)93高熵合金在定向凝固過(guò)程中界面更容易失穩(wěn)，其平-胞界面轉(zhuǎn)變速率小于1 μm/s，胞-枝界面轉(zhuǎn)變速率范圍約為2 ~ 5 μm/s。合金的一次、二次枝晶間距均隨著定向凝固速率增加而逐漸減小，并分別與抽拉速率滿(mǎn)足指數(shù)關(guān)系。定向凝固后，該合金枝晶干區(qū)域富集Co、Cr和Fe元素，而熔點(diǎn)較低的Mn、Ni和Al元素傾向于富集枝晶間區(qū)域。以自然競(jìng)爭(zhēng)法獲得的胞狀、樹(shù)枝狀亞結(jié)構(gòu)單晶的取向分別為[2 1 4]和[2 1 3]。納米力學(xué)性能數(shù)據(jù)表明偏析行為造成的亞結(jié)構(gòu)對(duì)單晶體的彈性模量和硬度影響較小，而晶體取向?qū)尉w的彈性模量影響較大，對(duì)硬度值影響較小。

摘要:為探究摻雜組元類(lèi)型及含量對(duì)多元復(fù)合改性Ag/SnO2In2O3觸點(diǎn)材料的內(nèi)氧化法制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)、顯微硬度、溫升、電壽命等電氣性能的影響規(guī)律，采用中頻熔煉-鑄造工藝制備了改性AgSnIn合金，通過(guò)內(nèi)氧化法制備了多元復(fù)合改性Ag/SnO2In2O3觸點(diǎn)材料。利用AC-4電壽命型式試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)觸點(diǎn)材料進(jìn)行溫升、電壽命性能評(píng)價(jià)。研究表明，改性Ag/SnO2In2O3材料的內(nèi)氧化工藝優(yōu)選參數(shù)為700 ℃，5 MPa，48 h。相比于Ni、Cu或Zn二元改性而言，Ni-Cu-Zn三元改性AgSn合金內(nèi)部存在較大的微應(yīng)變，相應(yīng)的改性Ag/SnO2In2O3材料的顯微硬度隨著In元素含量的降低呈先上升后急劇下降。由0.47 wt.%鎳，0.4 wt.%銅，0.43 wt.%鋅和2.1 wt.%銦元素組成的改性AgSnIn合金可實(shí)現(xiàn)完全內(nèi)氧化，相應(yīng)的改性Ag/SnO2In2O3材料表現(xiàn)為最佳的顯微硬度（1382.49 MPa）、最長(zhǎng)服役壽命（28989次）和合適的溫升（43.69 K），這歸因于顯微結(jié)構(gòu)中存在較大的微應(yīng)變（19×10-3）和起到強(qiáng)化效應(yīng)的晶界組織。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，在特定的In含量比例范圍2.1~3.1 wt.%，改性Ag/SnO2觸點(diǎn)材料的電壽命循環(huán)周期與顯微硬度大小之間呈正相關(guān)性，這一結(jié)果將為Ag/SnO2觸點(diǎn)材料的配方設(shè)計(jì)與電壽命性能預(yù)測(cè)提供新思路。

摘要:Ta/Ta0.5Hf0.5C層狀復(fù)合材料是一種極具潛力的耐超高溫結(jié)構(gòu)材料,但抗熱沖擊性能鮮有報(bào)道。本文設(shè)計(jì)以超高溫等離子火焰對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了脈沖考核,測(cè)試了材料考核過(guò)程中的溫升數(shù)據(jù)及考核前后的微觀組織和宏觀形貌變化。在此基礎(chǔ)上,利用有限元軟件模擬了材料考核過(guò)程中的熱應(yīng)力分布,并指導(dǎo)開(kāi)展了應(yīng)力循環(huán)加載試驗(yàn),分析了材料的抗熱沖擊機(jī)制。結(jié)果表明,復(fù)合材料經(jīng)等離子火焰脈沖考核120次無(wú)裂紋生成。考核過(guò)程中,復(fù)合材料內(nèi)部最大熱應(yīng)力數(shù)值約為207 MPa。復(fù)合材料自身的高強(qiáng)度和優(yōu)異的抵御裂紋擴(kuò)展能力是其優(yōu)異抗熱沖擊性能的主要原因,其經(jīng)210 MPa應(yīng)力循環(huán)加載120次后,強(qiáng)度和韌性保留率分別高達(dá)70.1%和73.9%。

摘要:本文通過(guò)循環(huán)伏安(CV)和計(jì)時(shí)電流(CA)實(shí)驗(yàn)研究了電解液溫度和pH值對(duì)銅電結(jié)晶行為的影響，并采用X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、三維超景深顯微鏡和顯微硬度計(jì)分析了電解液溫度和pH值對(duì)銅電沉積層的相成分、擇優(yōu)取向、微觀結(jié)構(gòu)、粗糙度和硬度的影響。結(jié)果表明，銅電結(jié)晶過(guò)程均為受擴(kuò)散控制的三維形核生長(zhǎng)模式。當(dāng)電解液溫度為35 ℃時(shí)，銅的電沉積效率最高；電解液pH值為9時(shí)，對(duì)銅的電沉積促進(jìn)作用最優(yōu)。不同電解液溫度和pH值最終的成核機(jī)制均為三維瞬時(shí)成核生長(zhǎng)。隨著電解液溫度的降低和pH值的增加，擇優(yōu)取向由（111）晶面轉(zhuǎn)變?yōu)椋?20）晶面。當(dāng)電解液溫度為35 ℃，pH為9時(shí)，可獲得具有平整致密、粗糙度和硬度良好的銅電沉積層。

摘要:為實(shí)現(xiàn)鈦鋁異溫軋制鈦板電磁感應(yīng)加熱時(shí)溫度分布更均勻,設(shè)計(jì)不同的感應(yīng)加熱線(xiàn)圈組對(duì)鈦板進(jìn)行加熱,使用有限元模擬了電磁感應(yīng)加熱中感應(yīng)線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響,通過(guò)調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱參數(shù)將鈦板寬度方向溫差控制在50℃以?xún)?nèi),形成較均勻的鈦板溫度。對(duì)鈦板進(jìn)行感應(yīng)加熱和測(cè)溫實(shí)驗(yàn),在較短時(shí)間的加熱時(shí)長(zhǎng)下形成了平均溫度635℃,溫差45℃以?xún)?nèi)的鈦板溫度,驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。對(duì)均勻性較好的高溫鈦板與室溫鋁合金板進(jìn)行異溫軋制,制備出界面剪切強(qiáng)度為63.3MPa的鈦/鋁復(fù)合板,并對(duì)制備出的鈦/鋁復(fù)合板結(jié)合性能的分布受溫度均勻性的影響做了分析。

摘要:本研究基于分子動(dòng)力學(xué)研究了Ti2AlNb合金中不同數(shù)密度的O相對(duì)基體B2相力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：B2相中含有O相時(shí)材料的屈服強(qiáng)度和塑性均得到了提升。這是因?yàn)樵诶熳冃芜^(guò)程中析出相阻礙了基體中滑移系的開(kāi)動(dòng)，從而提高了基體B2相的塑性變形抗力。研究發(fā)現(xiàn)材料塑性的提升主要與內(nèi)應(yīng)力的釋放有關(guān)，其中B2相通過(guò)馬氏體相變釋放內(nèi)應(yīng)力占主導(dǎo)作用，位錯(cuò)釋放內(nèi)應(yīng)力為次要作用。當(dāng)基體B2相中含有O相時(shí)，O相對(duì)位錯(cuò)阻礙作用會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而誘導(dǎo)大量BCC結(jié)構(gòu)發(fā)生馬氏體相變，在此過(guò)程中應(yīng)力集中的程度降低，延緩了孔洞形核長(zhǎng)大；另一方面由于O相為韌性相，因此孔洞在O相和B2相邊界生長(zhǎng)受到抑制，從而使Ti2AlNb合金的塑性和韌性大大提高。并且隨著析出相數(shù)密度的增加，材料的屈服強(qiáng)度和屈服應(yīng)變下降，但其強(qiáng)度和塑性相比不含O相時(shí)仍有提升。這是因?yàn)殡S著O相數(shù)密度的增加，導(dǎo)致變形過(guò)程中基體原子發(fā)生馬氏體相變的比例降低，因此相變對(duì)應(yīng)力集中的釋放程度降低，孔洞的產(chǎn)生與擴(kuò)大速度提高，從而使材料更容易發(fā)生斷裂失效。

摘要:基于復(fù)合材料真實(shí)微觀結(jié)構(gòu),在顆粒與基體界面引入內(nèi)聚力單元,建立了4種不同顆粒團(tuán)聚分布的有限元模型(均勻分布、三處團(tuán)聚、兩處團(tuán)聚和一處團(tuán)聚),研究了顆粒團(tuán)聚對(duì)SiC/AZ91D復(fù)合材料裂紋萌生和擴(kuò)展機(jī)制的影響。結(jié)果表明:當(dāng)裂紋萌芽時(shí),應(yīng)力在基體中分布很不均勻,最大應(yīng)力值出現(xiàn)在顆粒群尖角處,顆粒團(tuán)聚程度越嚴(yán)重,裂紋萌生最大應(yīng)力值越大；當(dāng)裂紋擴(kuò)展時(shí),顆粒團(tuán)聚程度越嚴(yán)重,基體內(nèi)最大應(yīng)力值越大,裂紋擴(kuò)展程度越高；當(dāng)裂紋完全斷裂時(shí),隨著顆粒團(tuán)聚程度的加劇,顆粒應(yīng)力最大值逐漸增加,而基體應(yīng)力最大值變化不大。顆粒團(tuán)聚加速裂紋萌生擴(kuò)展過(guò)程,顆粒應(yīng)均勻分布于基體中。復(fù)合材料裂紋萌生擴(kuò)展機(jī)制是由于SiC顆粒群邊界和尖角處應(yīng)力集中嚴(yán)重,導(dǎo)致基體損傷,萌生微裂紋,微裂紋沿著切應(yīng)力最大方向擴(kuò)展匯集成主裂紋。

摘要:本文采用固液混合法制備出了錸鎢核殼粉體,然后加入鋨粉經(jīng)預(yù)處理后制備出具有特殊包覆結(jié)構(gòu)的三元混合粉體。粉體經(jīng)過(guò)壓制、燒結(jié)、浸漬、洗鹽和退火等工藝制備出鎢錸鋨三元混合基陰極,經(jīng)過(guò)浸漬411鹽后,脈沖發(fā)射測(cè)試發(fā)現(xiàn)三元混合基陰極中成分為W2Re1Os1陰極的電子發(fā)射性能最好,在1050℃電流發(fā)射密度能夠達(dá)到35 A/cm2,電流發(fā)射密度略高于同類(lèi)型的二元混合基陰極,達(dá)到覆鎢錸鋨三元膜陰極的水平。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在鎢錸鋨三元混合基陰極浸漬過(guò)程中,Re和Os與活性鹽均不發(fā)生反應(yīng),活性物質(zhì)是由W和活性鹽反應(yīng)產(chǎn)生的。

摘要:采用S110鑄鋼丸和Z300陶瓷丸對(duì)GH4096合金開(kāi)展了噴丸強(qiáng)化試驗(yàn)，利用掃描電鏡和三維輪廓儀分析了噴丸表面形貌，采用X射線(xiàn)衍射法分析了噴丸表面殘余應(yīng)力，采用金相顯微鏡和掃描電鏡分析了噴丸試樣的截面顯微組織，并對(duì)噴丸試樣進(jìn)行了650℃低周疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明：隨著噴丸強(qiáng)度的增大噴丸表面的粗糙度升高，相同噴丸強(qiáng)度下陶瓷丸噴丸表面的粗糙度低于鑄鋼丸噴丸強(qiáng)化的表面粗糙度。鑄鋼丸噴丸表面的殘余壓應(yīng)力在-860MPa～-1000MPa之間，隨著噴丸強(qiáng)度的增加殘余壓應(yīng)力略有降低；陶瓷丸噴丸表面的殘余壓應(yīng)力在-1000MPa～-1100MPa之間，隨著噴丸強(qiáng)度的增加殘余壓應(yīng)力略有增加。GH4096合金噴丸后表面發(fā)生塑性形變，形成彈丸坑形貌，出現(xiàn)晶界彎曲，產(chǎn)生晶格畸變，造成大量位錯(cuò)塞集，形成密集分布的小角度晶界，晶粒取向也隨之改變。噴丸強(qiáng)化可提高GH4096合金650℃高溫下的低周疲勞壽命，復(fù)合噴丸對(duì)疲勞壽命的提升效果最明顯，相同噴丸強(qiáng)度下陶瓷丸的強(qiáng)化效果優(yōu)于鑄鋼丸。噴丸強(qiáng)化后試樣的疲勞裂紋多萌生于強(qiáng)化層之下的亞表面，噴丸強(qiáng)化的效果受表面粗糙度、殘余應(yīng)力及強(qiáng)化層深度等共同影響。

摘要:本文使用金相、EBSD等手段研究了等通道擠壓對(duì)Mg-1Gd、Mg-2Zn兩種二元合金組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在相同擠壓條件下，Mg-2Zn合金發(fā)生完全再結(jié)晶，晶粒長(zhǎng)大粗化，且強(qiáng)度塑性不隨著擠壓道次變化；Mg-1Gd合金則只發(fā)生了部分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，組織為細(xì)小的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒和變形晶粒，伴隨擠壓道次的增加，再結(jié)晶程度提升，合金的抗拉強(qiáng)度與塑性增加了一倍。這與溶質(zhì)原子Gd比Zn更能抑制再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大有關(guān)。Mg-1Gd合金的再結(jié)晶晶粒的取向分散，而未再結(jié)晶的晶粒c軸取向由ED向TD偏轉(zhuǎn)45°，這與宏觀織構(gòu)的檢測(cè)相互印證，晶粒內(nèi)部產(chǎn)生大量的小角度晶界，小角度晶界兩側(cè)發(fā)生圍繞c軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并逐漸演化為大角度晶界。

摘要:以陽(yáng)極氧化鋁(AAO)膜為模板,采用真空機(jī)械壓注法制備銦錫(InSn)合金納米線(xiàn)(NWs),然后采用“原位放電還原”方法在InSn NWs表面包覆Ru顆粒。隨后,將復(fù)合材料在空氣中進(jìn)行熱處理,合成RuO₂/ITO NWs。最后,在H₂氣氛下還原RuO₂/ITO NWs獲得Ru/ITO NWs。結(jié)果表明,InSn納米線(xiàn)直徑約為40 nm,2 ~ 5 nm的Ru納米顆粒均勻地包覆在ITO NWs的表面。此外,檢測(cè)了所得Ru/ITO NWs對(duì)纖維素的催化熱解性能,所得產(chǎn)物為1,6-脫水吡喃葡萄糖、乙醇醛和羥基丙酮,對(duì)比無(wú)催化劑、ITO NWs,Ru/ITO NWs所得產(chǎn)物,可以發(fā)現(xiàn)Ru/ITO NWs催化劑減少了1,6-脫水吡喃葡萄糖的產(chǎn)生,表明Ru納米顆粒加劇了熱解過(guò)程中的氧橋的斷裂,加速生成乙醇醛和羥基丙酮,提高纖維素?zé)峤庑?。同時(shí)對(duì)存在醚鍵的壬基酚聚氧乙烯醚也進(jìn)行了熱解分析,結(jié)果表明Ru/ITO NWs對(duì)醚鍵的斷裂起明顯的催化作用。

摘要:以梯形連鑄坯Al-5Ti-1B-0.2Cu中間合金為研究對(duì)象,不同固溶溫度下進(jìn)行固溶處理,然后不同變形溫度、不同變形速率、不同變形方向進(jìn)行橫向及縱向熱壓縮變形。研究Cu元素加入、固溶處理、熱壓縮對(duì)第二相粒子微觀組織及尺寸不均勻變形的影響。結(jié)果表明：固溶處理600 ℃/4h后第二相粒子共有四類(lèi)(Ti_1-X,Al_X)B₂、Al₇Cu₂Fe、TiB₂和TiAl₃。當(dāng)Cu存在時(shí), Al-Cu-Fe相生成有利于增多第二相粒子數(shù)目。在相同變形程度和變形溫度下隨變形速率(0.01、0.1、1s_-1⁾增大,TiAl₃平均粒子尺寸逐漸減小而TiB₂粒子更趨于彌散分布。橫向壓縮變形后第二相粒子TiAl₃更加均勻,但縱向壓縮變形后TiAl₃粒子更細(xì)小,橫向壓縮與縱向壓縮后TiB₂粒子尺寸、分布情況則基本相同,梯形連鑄坯的尺寸不均勻塑性變形更有利于第二相粒子TiAl₃和TiB₂的尺寸與分布。

摘要:為了研究空位缺陷對(duì)γ-TiAl涂層阻尼性能的影響，采用分子動(dòng)力學(xué)方法(MD)對(duì)不同空位濃度的γ-TiAl涂層模型進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)模擬計(jì)算。比較分析了應(yīng)力-應(yīng)變、儲(chǔ)存勢(shì)能、位錯(cuò)線(xiàn)密度、缺陷面積的變化及微觀結(jié)構(gòu)的變化機(jī)理。結(jié)果表明：隨著空位濃度的升高，γ-TiAl涂層能耗逐漸增加，彈性模量逐漸減小，涂層提前發(fā)生疲勞破壞；不同空位濃度γ-TiAl涂層的儲(chǔ)存勢(shì)能均呈周期性變化，變化幅度隨空位濃度的升高而逐漸減小；在振動(dòng)模擬過(guò)程中，空位缺陷會(huì)演化為位錯(cuò)線(xiàn)及其它缺陷，導(dǎo)致位錯(cuò)密度和缺陷面積升高，不同缺陷的運(yùn)動(dòng)、演化及湮滅是γ-TiAl涂層產(chǎn)生能耗的主要來(lái)源；另外，高空位濃度的γ-TiAl涂層內(nèi)部產(chǎn)生較多的塑性變形，出現(xiàn)頸縮和孔洞等缺陷，使阻尼發(fā)生失效。

摘要:熱障涂層（TBCs）是提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件工作溫度上限的有效途徑之一。稀土鋯酸鹽（RE2-xZr2+xO7+x/2）因其低熱導(dǎo)率和良好的高溫相穩(wěn)定性被視為新一代熱障涂層候選材料。鑒于稀土鋯酸鹽性能具有強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，本文從合金化設(shè)計(jì)思路出發(fā)，圍繞力學(xué)、熱物理和抗腐蝕性能綜述了稀土鋯酸鹽涂層常規(guī)合金化和高熵化改性的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，并基于當(dāng)前研究不足對(duì)后續(xù)工作提出展望。

摘要:碳納米管是由高度石墨化碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu),它的sp2軌道雜化結(jié)構(gòu)使其具有獨(dú)特的物理及化學(xué)性能,如機(jī)械強(qiáng)度高、吸附性能好、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電性好,在力學(xué)、電學(xué)和能源存儲(chǔ)等方面都具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,碳納米管生長(zhǎng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,原料組成、制備方法和環(huán)境條件都會(huì)對(duì)碳納米管的生長(zhǎng)速度、形貌和性能產(chǎn)生重要影響。通過(guò)調(diào)控碳納米管生長(zhǎng)過(guò)程可以獲得形狀不一、性能不同的碳納米管。本文綜述了制備方法、襯底材料、催化劑、生長(zhǎng)氣氛對(duì)碳納米管形貌和性能的影響,討論了碳納米管的生長(zhǎng)機(jī)理,總結(jié)了碳納米管在能源存儲(chǔ)、材料增韌、催化產(chǎn)氫等領(lǐng)域的應(yīng)用,分析了碳納米管的制備和可控生長(zhǎng)面臨的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向,以期為碳納米管的可控生長(zhǎng)、大規(guī)模制備提供參考。

摘要:通過(guò)Ti和Al制備的Ti-Al系金屬間化合物及復(fù)合材料，由于具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，在航空航天、汽車(chē)以及其它領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。這些材料包括TiAl3、γ-TiAl和α2-Ti3Al等金屬間化合物，以及Ti/Al、Ti/α2-Ti3Al、Ti/γ-TiAl、Ti/TiAl3和Al/TiAl3等金屬-金屬或金屬-金屬間化合物復(fù)合材料。在上述材料的制備過(guò)程中，會(huì)涉及到各種Ti-Al反應(yīng)擴(kuò)散過(guò)程。因此，對(duì)Ti-Al反應(yīng)擴(kuò)散機(jī)理及動(dòng)力學(xué)的深入理解，有助于合理高效的制備Ti-Al系金屬間化合物及復(fù)合材料。目前對(duì)Ti-Al反應(yīng)擴(kuò)散機(jī)理及動(dòng)力學(xué)的研究非常廣泛，但很多結(jié)論仍存在爭(zhēng)議。本文系統(tǒng)綜述了Ti-Al反應(yīng)擴(kuò)散機(jī)理及動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望。