电解液温度对直流电解沉积纳米孪晶Cu微观结构的影响

通过控制直流电解沉积电解液温度制备出不同微观结构的块体纳米孪晶Cu样品。结果表明,当电解液温度由313 K降低至293 K,纳米孪晶Cu的平均晶粒尺寸由27.6 mm减小至2.8 mm,平均孪晶片层厚度由111 nm减小至28 nm。电化学测试表明,降低温度减缓了纳米孪晶Cu沉积的电化学过程,使阴极过电位增大,引起晶粒和孪晶的形核率增加,从而使晶粒尺寸和孪晶片层厚度同时减小。     

高温堆芯熔融物池瞬态反应机理研究

为模拟核电厂高温堆芯熔融物堆内滞留的瞬态现象,采用冷坩埚电磁感应加热熔炼50kg级ZrO₂-Fe-Zr体系的混合物,通过XRD、SEM、EDS等检测手段分析了凝固后的熔融物铸锭的氧化层、金属层和氧化结壳的物相和元素分布情况。结果表明：50kg级初始熔池形成过程中,高温熔融物由于重力作用和不相容性分离成金属层和氧化层的两层结构,在熔池顶部及周围形成氧化结壳。之后,由于二次加料形成顶部液态金属三层熔池,顶部金属熔池可穿过氧化物硬壳以液滴状逐渐沉降到熔池底部。     

反向电渗析在新能源及环境保护应用中的研究进展

反向电渗析作为一种利用盐差产能工艺,具有清洁、可持续、无污染、能量密度高等优点。以反向电渗析的结构组成、产能机理及影响因素为出发点,结合全球所面临的能源短缺和环境污染的重大问题,介绍了反向电渗析工艺在能源和环境保护领域的新应用和新进展;针对反向电渗析的单一操作、与其他技术的内集成和外集成操作进行了介绍与总结,并对其进行了初步分析和评述,以期为以后的研究工作提供参考。     

新型无机复配缓蚀剂对钠基膨润土中Q235钢的缓蚀作用

钠基膨润土是电网工程上常用的降阻剂,可以保证接地网良好的接地导通性,向其中加入缓蚀剂是降低接地网材料腐蚀的有效方法。本文采用动电位极化和电化学阻抗谱（EIS）研究了新型复配缓蚀剂（Na₂B₄O₇、Na₂MoO₄、NaNO₂）和各单组分缓蚀剂在0.75%、1.50%和3.00%质量分数下对接地网常用的Q235钢在钠基膨润土降阻剂中的缓蚀行为。用埋片失重法、SEM、XPS分析了腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物。结果显示Q235钢在钠基膨润土降阻剂中会产生较严重的腐蚀,主要腐蚀产物为Fe₂O₃以及少量FeOOH。Q235钢在高含水钠基膨润土中的腐蚀受电荷转移控制,复配缓蚀剂可大幅提高电荷转移电阻和电化学阻抗。该无机复配缓蚀剂在保证降阻剂体系较低电阻率的同时具有优良缓蚀效果。在1.5%和3.0%质量分数下,短时和较长期埋放缓蚀效率均可达99%以上。在相同浓度情况对比下,复配缓蚀剂体系中Q235钢的年腐蚀速率比单组分缓蚀剂体系中更低,并且复配体系的电化学阻抗和电荷转移电阻更高,有着明显的协同效应,具有工程推广价值。     

SUS301L不锈钢激光搭接焊工艺参数对焊缝形貌的影响

采用光纤激光器在3 mm厚不锈钢薄板上进行非熔透型激光焊试验研究。获得了不锈钢光纤激光深熔焊功率密度阈值所在区间,通过测量表征焊缝横截面尺寸的三参数:表面缝宽、中间熔宽和熔深,分析了激光功率P和焊接速度v在不同改变模式下对焊缝横截面尺寸的影响规律。结果表明,焊接速度为5 cm/s时,功率密度阈值位于3.19~3.61 k W/mm~2区间。相同程度地增大P/v,通过增大功率或降低焊速模式,表面缝宽和熔深均会随之变大,但增加功率更为有效,而对中间熔宽的影响略有不同。当保持P/v不变时,同比例增加功率和焊度,表面缝宽基本不变,中间熔宽增大,而熔深先增加后趋于稳定。采用降低焊速方式可更有效地提高搭接接头拉剪强度。     

控温策略优化对电子束选区熔化成形TC4钛合金力学性能的影响

电子束选区熔化是一种真空条件下高温成形的粉床式增材制造技术,高温度场的控温策略对成形性能与制件组织力学性能均具有决定性影响。采用电子束选区熔化成形TC4钛合金试样,开发了以平均束流为判据的综合控温策略,实现了适应填充截面积变化的自主控温策略,并基于过程预热方法,开展了热量分配策略研究,分析其对力学性能的的影响。结果表明：无过程预热且平均束流较低时,TC4钛合金的抗拉强度为979—995 MPa,并且随平均束流增加呈先上升后下降的趋势;加入过程预热并和填充多重耦合后,提高了温度场的精确控制能力,从而提高了电子束3D打印产品的力学性能。     

700℃时效对9Cr ODS钢微观组织和力学性能的影响

为探究近服役温度时效行为对ODS钢微观组织和力学性能的影响,通过SEM、TEM和拉伸性能测试等方法,研究了9Cr ODS钢在700℃时效不同时间后的碳化物(M₂₃C₆)、纳米氧化物演变和力学性能变化。结果表明：在时效初期(≤200 h),M₂₃C₆在晶界处呈条带状快速析出并聚集长大,纳米氧化物无明显变化;在时效中期(200和1000 h),M₂₃C₆和纳米氧化物稳定长大;在时效后期(2000和3000 h),M₂₃C₆达到亚微米级,纳米氧化物的平均尺寸和数密度趋于稳定,与初始态相比,其平均尺寸的增长率为19.7%,数密度的下降率为27.1%。因纳米氧化物对不断增殖位错的钉扎,在部分晶粒内出现了位错胞和回复亚晶。9Cr ODS钢的拉伸强度在时效初期快速下降。在时效中后期,虽然纳米氧化物平均尺寸增加、数密度降低,但其钉扎作用仍然显著,以及基体中不断增殖的位错使得材料的拉伸强度维持稳定,延伸率在时效1000和2000 ...     

颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形有限元模拟

目的 建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法 以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果 通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论 为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

无序β-Ti1-xNbx合金自由能及弹性性质的第一性原理计算:特殊准无序结构和相干势近似的比较

采用第一性原理方法(VASP及EMTO)结合特殊准无序结构(SQS)和相干势近似(CPA)的方法,对比研究了bcc结构β-Ti_(1-x)Nb_x无序合金的晶格参数、自由能及弹性常数随成分x的变化。结果表明,VASP-SQS及EMTO-CPA计算得到的晶格参数符合良好,均随Nb含量增加而增加,局域晶格弛豫对晶格参数的影响可以忽略;EMTO-CPA自由能计算预测β-Ti_(1-x)Nb_x中存在相分解,但VASP-SQS计算因依赖于具体SQS结构,难以合理地描述合金的相分解。EMTO-CPA及无弛豫VASP-SQS计算得到的弹性常数C_(11)和C_(12)随Nb含量增加而增大,C_(44)减小,但EMTO-CPA高估了合金的弹性稳定性;低Nb含量时,由于β-Ti_(1-x)Nb_x的bcc结构不稳定,导致VASPSQS计算得到的局域晶格畸变显著增加,使得考虑原子弛豫的VASP-SQS计算得到的自由能及弹性常数随Nb含量的变化偏离正常趋势。