2195铝锂合金电子束焊接头的焊后热处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等微观分析手段,研究不同热处理工艺条件下2195铝锂合金电子束焊接头焊缝区的显微组织演变,探讨接头的焊后热处理强化机制。结果表明,焊后热处理可显著改善接头区域的显微组织,促进强化相的析出,有利于提高接头的力学性能。经过焊后固溶+双级时效热处理,焊态下接头熔合线附近存在的等轴细晶区消失,β′、θ′和T₁等强化相在接头焊缝区析出,与单级时效处理工艺相比,双级时效处理的析出强化效果更为显著。力学性能测试表明,经过双级时效热处理后,接头的抗拉强度达到492.5 MPa,为母材强度的90.4%。接头拉伸断口表面存在许多小韧窝,并伴随出现解理面,接头呈韧-脆混合型断裂特征。     

熔盐冷却空间堆的初步中子学设计

空间核反应堆(Space Nuclear Reactor,SNR)电源在深空探索中具有重要优势而受到国内外的广泛关注。与传统液态金属、气体和热管冷却方式不同,熔盐冷却剂可溶解裂变材料并具有良好的传热性质,因此可作为SNR方案中的冷却剂。基于国内外SNR设计方案,利用SERPENT蒙特卡罗程序和ENDF/B-Ⅶ.1数据库进行了基于熔盐冷却的空间堆方案的初步中子学设计,研究了不同燃料、包壳材料以及棒间距对燃料棒k_(inf)的影响,以及不同熔盐冷却剂组成、反射层材料对SNR堆芯k_(eff)的影响,最终给出一种基于氟化盐~7LiF-BeF_2-UF_4(66.4-32.7-0.9 mol%)冷却UC燃料(质量分数为80%的~(235)U)的SNR初步堆芯方案。结果表明:燃料棒k_(inf)与燃料棒材料密切相关,且随燃料中235U富集度的增大、棒间距的减小而增大,不同的熔盐冷却剂、反射层材料对堆芯k_(eff)有较大影响,但冷却剂中UF_4的~(235)U富集度对堆芯k_(eff)不敏感。     

一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs+的吸附

含137Cs的放射性废水处理在核能及核技术应用中具有重要意义。以表面活性剂十六烷基三甲基溴化钾和十二烷基磺酸钠为模版，合成了一维结构的普鲁士蓝并将其附着在硅藻土表面，制备成一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料；在不同的温度、吸附时间、pH值下，分别探究了一维普鲁士蓝/硅藻土复合材料对Cs⁺的吸附性能，并研究了溶液中其他阳离子对吸附的影响。结果表明：一维普鲁士蓝/硅藻土对Cs⁺的吸附能力随温度（293～318 K）的升高而增加（从42.4 mg/L到61.6 mg/L），其吸附行为符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。     

模拟绿色植物光谱的填料设计与涂层制备研究

用高吸水材料、干叶粉、铬绿为原料,以新鲜植物叶片的反射光谱特征为模拟参照依据,设计了一种类植物光谱特征的填料,并将其加入到聚氨酯基体中制备成涂层。在较宽波长范围内对该涂层的反射光谱进行了研究,并用SEM对涂层的微观形貌进行了表征。实验结果表明,该涂层在400~2500 nm波段与植物叶片的反射光谱特征相一致,其相关系数达到0.9601,实现了对植物叶片反射光谱的高相似度模拟。     

水下湿法多层焊接头显微组织和应力分析

采用美国BROCO水下焊条对16mm厚的Q345钢板分别进行陆上和水下湿法焊接试验,分析陆上和水下焊接接头的显微组织和接头硬度分布,计算焊接过程的温度场分布和残余应力场分布,并研究焊接电流对温度场和残余应力场的影响。结果表明,相同的电流条件下,水下焊接接头的显微组织类型和构成与陆上焊接接头不同,焊缝可以获得更细的侧板条铁素体组织和针状铁素体,粗晶区组织主要为高硬度的马氏体;增加水下焊接电流,焊缝中侧板条铁素体增加。计算结果表明,170 A电流的水下焊接相比陆上焊接可获得较低的焊接温度、更快的焊后冷却速度和更高的等效残余应力峰值水平;水下焊接电流增加到190A时,焊接最高温度有所升高,焊后冷却速度略有降低,等效残余应力峰值水平下降。     

无压浸渗法制备高体积含量的铝基复合材料

试验采用对SiCp表面预氧化后镀镍处理,将颗粒大小为28、43、74μm,质量之比为2∶3∶5的SiCp和有机胶PVA混合后,用液压机制成Φ(100±1)mm、厚10mm、相对密度为68%的预制件,将预制件置于N2气氛的箱式电阻炉中850℃浸渗2h制成SiCp增强的铝基复合材料。试验结果表明,SiCp表面镀镍后明显地改善了铝合金对其的润湿性能,促使浸渗过程快速进行。显微组织观察表明,复合材料中SiC颗粒在基体合金中分布均匀,并与基体合金界面结合良好,无孔洞。     

钒基负极材料在锂离子电容器中的应用

锂离子电容器一个电极采用电池型负极,一个采用电容型正极,因而兼具高能量密度、高功率密度的优点,有望成下一代新型储能器件。基于Faraday反应的电池型电极与电容型电极动力学不匹配是锂离子电容器的一个巨大挑战,因此研究者们发展了多种倍率性锂离子电池材料。在这些材料中,钒基材料以其成本低、比容量大、倍率性能优异等优点被认为是锂离子电容器的理想负极材料。综述了包括Li₃VO₄、VN、Li₃V₂O₅在内的多种不同类型钒基锂离子电池材料的储锂机理与性能优化的研究进展,并展望了锂离子电容器中钒基负极材料的发展方向。     

NbCr_2/Nb合金高温蠕变行为

采用机械合金化+热压制备了成分为Nb-22.5at.%Cr的细晶NbCr_2/Nb合金。通过Gleeble 3500型热模拟机上的恒应力压缩试验,研究了合金的高温蠕变行为,并采用透射电子显微镜观察了合金变形前后的组织。结果表明:NbCr_2/Nb合金的稳态蠕变速率随应力的增加和变形温度的升高而加快,1000℃和200 MPa条件下,NbCr_2/Nb合金的稳态蠕变速率为9.0×10-5s-1,1000℃下的应力指数为4.36,而200 MPa下的蠕变激活能为510.7 kJ·mol-1。蠕变变形过程中,Nb基体中位错的滑移、攀移和Laves相NbCr_2中的同步剪切是蠕变变形的主要方式;随着变形温度升高,Nb基体颗粒有形成亚晶的趋势,且两相颗粒界面处应力增大,Laves相NbCr_2颗粒中层错/孪晶密度增加。