增材制造设计(DfAM)下的金刚石晶格结构研究

基于机械零件的增材制造设计,用仿自然式方法设计了一种金刚石晶格结构,对晶胞相对密度和等效弹性模量建立了数学模型,并拟合得到二者关系式,一系列的仿真验证结果显示理论研究所得关系式具有一定的正确性;对金刚石晶格填充结构提出变密度假设,并用仿真和压缩试验的方法进行了验证,结果显示,填充单元密度以受力点为中心渐渐减小的变密度结构拥有更好的抗压性能,同时验证了本文得出的等效弹性模量数学模型具有一定的正确性和适用性.本研究结果可应用于承压机械零件的实体夹层填充,对机械零件进行应力匹配变密度设计,以达到机械结构轻量化的目标.     

镁钛复合处理对不锈钢凝固组织的影响及机制

摘要：TiN是铁素体不锈钢有效的异质形核剂，但钢中大尺寸的TiN颗粒会对不锈钢板材表面质量带来不利影响。为此，提出依靠镁钛复合处理来细化TiN颗粒及控制宏观晶粒的方法。通过良好气氛保护的电阻炉试验，研究了添加Mg和Ti元素对于铁素体不锈钢宏观铸态组织和TiN颗粒细化效果的影响规律，并对其细化机理进行了详细分析。经研究得知，向铁素体不锈钢中添加了微量Mg和Ti元素后试样宏观等轴晶比例由37%提高至50%，TiN颗粒平均尺寸由处理前的5μm细化至2μm。镁钛复合处理后，钢液中形成的MgO和MgAl2O4与TiN之间的晶格错配度很低，分别为1.14和5.29，均属于有效形核范围，可以成为TiN异质形核核心，促进在晶内均匀析出更多的TiN。同时基于TiN与铁素体相之间的良好的晶格匹配关系，其进一步促进了δ-Fe形核，从而有效细化了铁素体宏观组织，这将有利于提高铁素体不锈钢力学性能和表面质量。     

二氧化碳逆水煤气变换催化剂制备与性能

CO_2由于热力学稳定性和动力学惰性,难以高效活化。采用并流沉淀法制备锆酸钡(BaZrO_3)催化剂并用于逆水煤气变换反应,结合物化表征和性能评价考察离子掺杂对催化活性、催化剂结构和还原性能的影响以及水热处理对催化剂结构和性能的影响。结果表明,过渡金属离子掺杂BaZrO_3催化剂产生晶格氧空位,提高CO_2转化率,以Mn离子掺杂的催化剂性能最好。晶格掺杂不会改变催化剂晶相结构,但增强晶格氧迁移能力,促进催化剂容易还原,进而显著提高逆变换催化活性。催化剂经水热处理可消除游离杂相,产物选择性提高至99.4%。优化条件下,Mn掺杂BaZrO_3催化剂上CO_2转化率大于48%,CO选择性大于99%,催化剂稳定性好,具有良好的应用前景。     

镀覆工艺对功率外壳金锡/金硅焊接的可靠性研究

通过功率外壳金硅(AuSi)焊接失效案例,研究了铜-钼铜-铜(CPC)、铜-钼-铜(CMC)为热沉材料的功率外壳镀覆工艺,包括在CPC(或CMC)材料无氧铜表面高温重新形成晶格,采用外延生长型NiCo/Au替代Ni/Au镀层。镀覆工艺优化后,功率外壳金锡(AuSn)或AuSi芯片焊接可靠性得到了显著改善。     

TiNi合金B2奥氏体中Ti位Ni诱导的晶格失稳

提出了点缺陷扰动策略,并利用此策略证实Ti位Ni实际上引起了B2奥氏体局域晶格失稳。失稳终态相的结构特征是从扰动位出发的一维方向上的100B2原子列收缩和111B2原子列膨胀。失稳终态相的能量低于B2相,最低能量比B2相低20 meV/atom,在Ti位Ni浓度达到2%～4%时出现。与奥氏体情况相反,Ti位Ni无法令B19′马氏体失稳。Ti位Ni显著降低TiNi合金相变温度的现象一定程度上来源于此。     

烃类晶格氧选择性氧化催化剂研究进展

用晶格氧代替气相氧,是烃类选择性氧化一种新工艺,该工艺可以避免烃类的深度氧化,提高选择性,不受爆炸极限的限制,可以提高生产能力,降低成本。本文介绍了晶格氧氧化的反应机理,综述了不同烃类选择性氧化中的晶格氧催化剂的制备及应用现状,提出未来烃类选择性氧化的晶格氧催化剂的主要发展方向。     

高能球磨Al2O3-Y2O3粉体混合物的研究

为了合成Y3Al5O12(YAG),对Al2O3-Y2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。研究表明球磨后的粉体XRD衍射峰明显,并非无定形态,球磨后粉体中的Al2O3、Y2O3达到纳米级别尺寸后,随着晶粒尺寸的减少而晶格畸变增加,且烧结成的YAG粉体与Al2O3、Y2O3粉体有相似的晶格变化趋势。     

Ti_(0.67)Mo_(0.33)H_2晶格动力学第一原理研究

基于第一原理方法对Ti0.67Mo0.33H2体系的体弹性模量、声子谱、Debye温度和热容量进行了计算,算得体系体弹性模量为165 GPa,高于Ti H2的计算值128.9 GPa;体系Ti/Mo原子和H原子的声子态密度峰值分别在4.0和38.0 THz,Mo元素的添加降低了Ti/Mo原子热振动频率和增高了H原子的热振动频率;体系Debye温度高于Zr H2体系揭示了其脱氢能力较Zr H2强;声子谱虚频现象揭示了体系潜在的δ-ε相变趋势;热容量计算结果表明较高温度下体系吸收的热量主要转化为H原子的热振动能量。     

In Situ X-ray Diffraction Study of the Tensile Deformation of U-5.8Nb Alloy

为了探明a2相U-5.8wt%Nb合金的晶格响应和变形特性,对力学拉伸加载下的合金变形行为进行了原位的X射线衍射（XRD）研究,获得了合金从弹性变形直至断裂的过程中晶格对外加应力的响应特征。实验中,每增加一定变形量就对试样进行原位的XRD分析,用单峰拟合法和Rietveld全谱精修方法处理数据,分析了合金变形过程中的晶格演化行为。结果显示,拉伸过程中,试样的晶胞参数、衍射峰强度和晶面间距都随外加应变有规律地变化。晶格响应分析结果表明,合金晶胞各方向弹性极限的显著差异是第一屈服平台形成的内在原因,该屈服平台的变形过程包括了孪生变形和弹性变形2种机制。利用研究结果能够很好地解释合金的形状记忆效应。     

混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.