基于分形理论的陶瓷材料显微组织模拟

利用VB开发工具,开发出基于二维和三维系统单相、复相陶瓷材料显微组织及其演变的仿真模拟软件,其主要包括三个模块:二维系统仿真模块、三维系统仿真模块和显微结构定量分析模块;可实现二维和三维的显微组织仿真图像输出,并且可方便地观察空间任意角度截面显微组织及其演变;应用分形理论、拓扑学等方法,对显微结构进行了定量分析,得到晶粒数及平均体积等参数与仿真时间MCS的变化关系。     

老化试验中PE-HD的结构与力学性能研究

研究了高密度聚乙烯在海南自然曝露和氙灯人工老化后的结构和力学性能变化。结果表明：相比于自然曝露，高密度聚乙烯主要力学性能的氙灯人工老化加速倍率大约为4；老化期间，高密度聚乙烯分子间存在着交联和降解二种竞争反应，老化早期以交联为主，后期以降解为主；氙灯老化试验相比于自然曝露，老化主要集中在材料表层。     

Pt-Sn工业重整催化剂失活过程金属分散性的原子尺度表征

重整催化剂活性铂原子的表面分散特性与催化剂的活性密切相关。借助球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-STEM),针对金属Pt、Sn质量分数均为0.3%左右的低负载量的工业Pt-Sn/γ-Al₂O₃重整催化剂,采用STEM方法研究了不同工业状态下Pt原子在催化剂载体表面的分散特性。结果表明：新鲜催化剂中活性元素Pt以单原子或小原子簇形式分散,催化剂失活的过程是活性Pt原子不断聚集的过程;当Pt-Sn金属聚集体尺寸大到不能再生分散时,则催化剂活性无法恢复。本研究从工业剂角度给出了金属原子分散性与催化剂性能的构效关系。     

考虑热不协调性的镍基单晶合金细观力学分析SCIEI

基于镍基单晶合金的细观结构特征，本文建立两个微胞模型对热不协调性作了系统的模型计算和分析．微胞模型１是以一个γ和γ’为考察对象，微胞模型２是以多个γ和γ’为考察对象，详细的分析表明，这两个模型有一定的等效性，但模型２可分析边界条件更宽的情况．基于微胞模型，对两相合金的临界分切应力进行了分析，结果表明，宏观临界分切应力可用考虑热不协调性的有限元法来处理，所得结果还可推广到较大的γ’相体积分数ｆ的情况．考察了热不协调性对回火状态时γ’形状变化的影响，初步的定量分析表明，热内应力是γ’粗化的一个主要驱动力．     

在裂纹尖端引入奇异单元的偶应力有限元法

针对在微观状态下结构力学行为会受尺度效应影响的问题,在偶应力理论中考虑微观结构的旋转梯度可以较好解释结构的尺度效应.建立基于一般偶应力理论的有限元法的基本方程,并在裂纹尖端引入奇异单元,计算受单向拉伸的中心斜裂纹板裂纹尖端场的应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF),分析特征长度变化对SIF的影响,对比偶应力理论下的结果与经典理论下的结果.结果表明：在裂纹尖端引入奇异单元可以提高计算精度和稳定性;偶应力使得裂纹尖端SIF比经典理论下的值小,并且SIF随着特征长度增大而减小.     

淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响

采用力学性能测试、电导率测试和透射电子显微镜研究了淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响。结果表明：淬火速率从960℃/s降低到1.8℃/s,电导率提高了5.7% IACS,硬度的下降率为40%,抗拉强度和屈服强度的下降率分别为24.2%和56.9%,硬度和强度与淬火速率的对数呈线性关系。随着淬火速率的降低,淬火析出相的尺寸和面积分数显著增大,导致性能下降。淬火速率为1.8℃/s时,淬火析出相的平均尺寸为465.6 nm×158.2 nm,析出相的面积分数为42.1%。     

汽车轮辋用钢搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

目的 为搅拌摩擦焊在轮辋钢的应用提供理论数据。方法 选用厚度为4.5 mm的江铃汽车V362轮辋钢板B380CL,采用不同的焊接参数,获得搅拌摩擦焊接头,对焊缝宏观成形及微观组织进行分析,研究焊接参数对组织的影响;通过进行拉伸试验和硬度测试,分析焊接参数对焊接接头性能的影响;对接头焊缝进行X-Ray无损探伤。结果 当搅拌头旋转速度为950 r/min,焊接速度分别为37.5, 47.5, 60 mm/min时,均能形成焊接接头。焊接速度为47.5 mm/min时,焊缝宏观成形较好,微观组织无缺陷,微观组织为铁素体和珠光体,抗拉强度最高,超过母材;焊接接头各区域微观组织硬度较母材高,伸长率较焊接速度为37.5 mm/min时的接头高。结论 搅拌摩擦焊实现轮辋钢的对接,该研究中旋转速度950 r/min,焊接速度47.5 mm/min为最佳工艺参数,接头抗拉强度超过母材。     

Wear performance of Ni/ZrO<Subscript>2</Subscript> infiltrated composite layer

The Ni/ZrO2 was used as raw materials to fabricate the surface infiltrated composite layer with 1-4 mm thickness on cast steel substrate through vacuum infiltrated casting technology. The microstructure indicated that the infiltrated composite layer included surface composite layer and transition layer. Wear property was investigated under room temperature and 450 ℃. The results indicated that the abrasion volume of substrate was 8 times that of the infiltrated composite layer at room temperature. The friction coefficient of infiltrated composite layer decreased with the increasing load. The wear resistance of infiltrated composite layer with different ZrO2 contents had been improved obviously under high temperature. The friction coefficient of infiltrated composite layer was decreased comparing with that at room temperature. The oxidation, abrasive and fatigue abrasion was the main wear mechanism at room temperature. Oxidation abrasion, fatigue wear and adhesive wear dominated the wearing process under elevated temperature.     

四氢萘微观结构的量子化学研究

为了研究氢化芳烃的微观结构,进一步认识和理解氢化芳烃在催化裂化过程中的反应特性。以四氢萘为模型化合物,利用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法,对四氢萘的几何结构和电子结构进行了系统研究,得到了四氢萘不同位置C-H键和C-C键的键长、键级、键能以及电子云密度、前线轨道分布等微观结构信息。发现四氢萘结构具有轴对称特性,苯环上的C-C键和C-H键要远比环烷环的C-C键和C-H键稳定。由于受苯环的影响,会使得其环烷环上不同位置的C-C键的键长、键级和键能均具有明显差异,也导致环烷环上不同位置C-H键的键长、键级和键能有较明显的差异,具体表现为:对C-C键而言,与苯环相连的C-C键的键长较短,键级较高,键能也明显较高,而苯环β位C-C键的键能则明显较低;对C-H键而言,与苯环β位环烷碳原子上的C-H键相比,苯环α位环烷碳原子上的C-H键的键能明显较低。电子云分布计算结果能够较好地给出的这些C-C键和C-H键结构特征差异的原因。前线轨道计算结果表明,在催化裂化过程中,苯环α位环烷碳原子上的C-H键和β位C-C键较易受到催化剂酸性中心的进攻,是酸催化反应的位点。这些计算结果对于认识与理解氢化芳烃的反应特性具有一定的基础性理论意义。     

高铬砖显微结构分析

利用扫描电镜及能谱仪对国产和进口Cr2O3-90砖的显微结构进行了观测与分析,结果表明两种砖虽组成接近,但结构和工艺存在明显差异,进口砖采用烧结氧化铬为骨料,且基质结构十分均匀致密;国产砖则采用电熔氧化铬为骨料,基质与骨料之间虽烧结紧密,但结构的均匀性和致密性均略逊于进口砖,再加上基质中较高的Al2O3含量以及骨料颗粒中多而长的裂隙,这些都将对国产砖的使用性能与寿命产生一定的不利影响。