Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金微观组织及性能的影响

采用铝热反应法制备了CoCrFeNiMnAlCux（x=0.2、0.4、0.6和0.8）高熵合金,研究了不同Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金的微观结构、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明: CoCrFeNiMnAlCux高熵合金结构由体心立方结构（BCC）和面心立方结构（FCC）组成,且FCC相随着Cu含量的增加而增加。在Cu0.2合金中Cu元素分布均匀且未发生偏析,组织分布较为均匀;随着Cu进一步增加,富Cu相逐渐在Cu0.4和Cu0.6合金中偏析。当x=0.8时,Cu由于与合金中其他元素之间的正混合焓,而大量在晶界处析出。当Cu含量从0.2增加至0.8时,硬度、耐磨性和耐蚀性先升高后下降,磨损机制由最开始的磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,最后又转变为磨粒磨损。其中CoCrFeNiMnAlCu0.6合金展示了最佳的性能,硬度、磨损率和腐蚀电流分别为564HV0.5、4.187×10-5 mm3/N·m和1.17×10-6A·cm2。     

多组元高熵合金制备方法的研究现状

综述了高熵合金制备方法的最新研究进展,并对成形方式按固、液、气三相进行分类,对比讨论了每种方法的制备过程、工艺特点以及所制备的高熵合金的特性,最后对高熵合金制备方法的发展趋势进行了展望。     

固溶和时效处理对铝热法制备Cu-Ti合金组织和性能的影响

Cu-Ti合金作为导电弹簧,互联接插件等重要元器件的制备材料,其大规模工业制备方法和热处理工艺仍是当前铜合金领域亟需开发和推进的重点。本文采用具有工艺简单、环保节能、成本低廉等优点的铝热法制备了Ti含量分别为1.0 wt.%、4.5 wt.%、10.0 wt.%,即成分区间较大的Cu-Ti合金,且进一步采用固溶和时效处理来调控合金的综合性能。结果表明时效态的Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金中Ti元素主要呈固溶状态,只有非常少量尺寸较小的析出相,而Cu-10.0 wt.%Ti合金中存在大量尺寸较大的Cu4Ti相析出。随着Ti含量的增加,合金的导电率有明显降低的趋势,而硬度和强度则呈现与之相反的趋势。对于成分相同的合金,相较于固溶状态,时效后导电率先略微下降然后上升,450 °C时效4 h后,三个成分合金的导电率均高于固溶态合金;450 °C时效2 h后,Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金均获得了硬度、强度和延伸率的最大值,Cu-10.0 wt.%Ti合金的硬度和延伸率也获得了极大值,其屈服强度和抗拉强度则是随着时效时间呈略微下降的趋势。     

锌铝铸造合金耐磨性的研究

进行了锌铝合金和锡青铜在连续和不连续润滑条件下的耐磨性对比试验，结果表明锌铝合金的耐磨性均比锡青铜优越。并结合锌铝合金的成份和组织结构特点，分析了具有良好耐磨性的主要原因。     

8090铝锂合金非扩展物理短裂纹的研究

采用CT试样,研究了8090铝锂合金二维穿适短裂纹的扩展行为,重点探索了物理短裂纹尺寸上界值、门槛值、裂纹闭合效应与其非扩展倾向的关系。研究结果表明,当该合金物理短裂纹在一定的恒载幅条件下扩展时,K_(op)的增大率超过K_(ma)的增大率,进而导致dα/dN因ΔK_(eff)下降而下降,由扩展短裂纹转变为非扩展短裂纹。合金的长裂纹门槛值ΔK_(th)和物理短裂纹尺寸上界值Δαr可作为衡量物理短裂纹非扩展倾向的尺度,ΔK_(th)愈高和Δαr愈低,其非扩展倾向愈强。     

电热还原高岭土制取铝硅合金的研究

介绍以高岭土，烟煤为主要原料，电热法制取铝硅合金的试验结果，试验采用的主要设备为１００ｋＷ直流矿热电弧炉，试验中研究了电炉参数，炉料配比，合金成发，金属收率等，试验结果表明，采用合适的炉料配碳量，以高岭土，烟煤为原料，电热法生产高品位铝硅合金是可行的，可以生产含铝６０％左右的合金，金属收率达到８０％，文中还讨论电参数，配碳量，生产操作等对炉底上涨的影响及抑制炉底上涨的措施。     

电热还原蓝晶石制取铝硅合金的研究

本文介绍以蓝晶石精矿为原料，电热法制取铝硅合金的试验结果。试验在１００Ｋ直流矿热电弧炉上进行。研究了电炉电参数、炉料的配碳量对还原反应的影响。试验结果表明，电热还原蓝晶石精矿制取含铝６０％左右的铝硅合金是可行的。采用直接硫热电弧炉有益于抑制炉底上涨。炉料的配碳量是影响还原反应和炉底上涨的重要因素，适宜的配碳量为９４％－９６％。配碳量过高容易引起炉底上涨。     

金刚线切割废料制备铝硅合金的研究

在晶体硅片生产过程中会产生大量的切割废料,不仅造成资源浪费,而且带来环境污染,有效回收该废料已成为亟待解决的问题。以晶体硅金刚线切割废料为硅源制备铝硅合金,引入冰晶石作为熔剂来促进硅的溶解。研究了冰晶石分子比对合金硅含量、切割废料利用率以及铝损失率的影响,得到较优的冰晶石分子比为1.6,此时得到的合金硅含量为11.74%,切割废料利用率为64.75%,铝损失率为4.78%。合金产物的XRD分析及金相表征结果表明制得的铝硅合金组织较为均匀。此外,对熔炼过程的机理也进行了系统的研究,结果表明,熔炼过程可分为两步:第一步,切割废料表面的SiO_2被熔解,使得颗粒内部的硅暴露出来;第二步,熔盐中的Si与Al液在界面处接触,生成Al-Si进入铝液。     

铝锂合金原位拉伸断裂行为研究

采用OM,SEM,TEM及拉伸试验机等测试分析手段对T3和T6两种状态的铝锂合金的组织特征及拉伸行为进行研究,同时通过原位观察试验方法对拉伸试样的组织演变规律进行了研究.组织分析表明,T3态铝锂合金主要强化相是弥散细小的δ''相,T6态铝锂合金主要析出相是δ''相、θ''相以及部分小尺寸T1相.原位拉伸结果表明:T3铝锂合金晶内出现大量滑移带,随拉伸应变的增大,滑移带越来越粗大,并出现交叉滑移,裂纹在粗大第二相及滑移带交叉位置萌生并沿滑移带扩展;T6态铝锂合金晶内滑移带相对较少,裂纹主要形成于粗大第二相及晶界位置并沿晶界及第二相扩展;T3态铝锂合金中δ''相与基体共格,易被位错切过,因此断口主要为滑移剪切穿晶断裂形貌;T6态铝锂合金中部分T1相在位错作用下发生变形,对位错阻碍作用较强,断口分层严重,存在大量沿晶二次裂纹,以沿晶断裂为主.     

基于主成分分析法和熵值法的煤层气开采剩余资源量评价

为了对晋城寺河矿西二盘区煤层气井开采剩余资源量进行评价,以14口井为研究对象,选取原始含气量、煤厚、埋深、抽采时间、累计产水量和累计产气量6个评价指标,利用主成分分析法,在6个评价指标中提取2个主成分(煤层气资源因素、煤层气工程排采因素)并得到其分值,再通过熵值法赋权和主成分分析法特征值赋权方法求取14口井综合得分,印证了2种赋权方法的可靠性。研究表明:单井累计抽采量、原始含气量与综合评分值分别呈正相关和负相关,即综合评分值越高单井影响范围内的剩余煤层气资源量越小,表明预测结论与原始数据存在较好的拟合,证明主成分分析法和熵权值结合法在煤层气开采剩余资源量评价中具有可靠性和适用性。     

真空熔炼AlxNixTixCoCrCu0.5FeMo双相高熵合金的研究

使用真空熔炼炉炼制了AlxNixTixCoCrCu0.5FeMo（x=10-13）高熵合金,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,随着x值的增加,合金由双FCC相逐渐过渡到FCC相+BCC相,再转向FCC+BCC+σ相,最后为BCC相+σ相。x=10和11时,合金具有明显的树枝状晶;而x=12时,FCC相不连续,而x=13时,σ相为网状结构。合金的硬度随x的增大,先减小,再增大。Al10Ni10Ti10CoCrCu0.5FeMo的硬度最大,为790HV。Al对BCC的促进作用比Ni对FCC的促进作用强。随着Al、Ni和Ti添加量的增加,BCC相含量越多,FCC相的晶格常数减小,并且随着σ相的析出,BCC相的晶格常数变化不大。Al、Ni和Ti的增加促进σ相析出。σ相对合金硬度有促进使用。     

-OCH3氧化反应机理的研究

以甲氧基侧链为研究对象,模拟其低温氧化时与氧气的反应过程。利用密度泛函(DFT)的方法,分别计算了模拟甲氧基侧链与氧气反应三重态和单重态氧的反应过程。从优化的各步反应的生成物、过渡态和产物的几何构型,得出了各步化学反应的热力学参数,从而模拟出链有甲氧基侧链的煤分子在常温下氧化反应的活性及热效应,为煤氧复合微观反应机理的研究提供理论依据。     

CoCrFeNiMn系高熵合金热力学研究

热力学性质在高熵合金设计中起着重要作用,利用可靠的热力学模型进行理论计算来获取合金关键热力学数据已成为一种重要而有效的途径。利用现有二元热力学数据和改进的分子相互作用模型(M-MIVM)对CoCrFeNiMn系高熵合金固溶体的混合吉布斯自由能、混合焓、混合熵、过量吉布斯自由能、过量熵进行预测,同时考虑原子尺寸差异,从热力学角度评估该高熵合金形成的可能性、相稳定性和结构稳定成分。研究结果表明：CoCrFeNiMn体系满足高熵合金的热力学判据,易于形成五元高熵合金;在低Fe、高Ni和高Mn的条件下,该合金体系的混合自由能更负,结构越稳定,Co_0.15Cr_0.15Fe_0.1Ni_0.3Mn_0.3是一个较优的合金成分设计方案;在高温条件下,该合金体系的混合自由能显著下降,合金稳定性增强。研究可为CoCrFeNiMn系高熵合金设计提供较为可靠的热力学数据和理论指导。     

磷石膏、钾长石与焦炭热反应试验及机理研究

利用磷石膏、钾长石与焦炭在高温条件下焙烧生产SO_2制酸并联产硅钙钾镁肥。以磷石膏与钾长石配比、焦炭用量、焙烧温度、焙烧时间为主要因素进行单因素试验,以枸溶性钾的溶出率为主要考察指标,分析各因素对焙烧反应的影响,在最优条件下,枸溶性钾的溶出率为95%。对钾长石与CaO、钾长石与CaSO_4高温焙烧过程进行研究,结果表明CaO与CaSO_4均可单独与钾长石发生反应,CaO与钾长石反应比较彻底,能置换出钾长石中的钾元素,但部分K2_O以气体形式逸出;CaSO_4与钾长石反应程度低,但SO_4~(2-)能固定钾长石分解的钾元素。     

煤中灰成分对CO还原NO反应影响的动力学研究

循环流化床锅炉内以CO为主的还原性气体,在大量灰的催化下对NO具有显著的还原作用。针对NO-CO反应动力学进行实验研究,重点考察了灰的存在及其成分对该反应速率的影响。实验中选取5个典型煤种制取灰样,通过X射线荧光光谱技术分析灰成分,并利用小型固定床实验测量不同温度、不同反应物浓度下的NO还原比例,进而拟合反应动力学参数。结果表明,灰中各主要成分对NO-CO反应的催化活性排序为Fe_2O_3CaO/MgOAl_2O_3SiO_2,且Fe_2O_3的作用显著偏高,而SiO_2和Al_2O_3可以视作惰性成分。利用最小二乘法计算灰中各主要成分影响权重,引入基于灰成分质量份额加权和的指数γash,以修正Arrhenius形式的NO-CO反应动力学公式。该公式的计算结果较好地预测了人为配制灰催化条件下的NO-CO反应动力学参数。     

NiTi形状记忆合金抗磨损性能的研究

为了弄清NiTi形状记忆合金的相与磨损性能之间的关系以及合金的磨损特征，研究了六种NiTi合金在相同条件下Ms转变温度对磨损量的影响．研究结果表明，Ni原子分数越高，合金硬度越高，口相含量越高，NiTi合金的抗磨损性能越好．     

MgAlLiZnTi轻质高熵合金的热变形行为与热加工图研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机,在变形温度为250—350℃、应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^-1、真应变量分别为0.3、0.45、0.6的条件下,对Mg₅₄Al₂₂Li₁₁Zn₁₁Ti₂轻质高熵合金进行热压缩实验。基于Arrhennius模型对热压缩实验数据进行拟合,建立合金的本构方程,并绘制该合金在不同真应变下的热加工图。结果表明:在实验条件下,合金的热变形过程为加工硬化和动态再结晶为主的动态软化,且该合金的流变应力值与应变速率呈正相关,与变形温度呈负相关;该合金的热加工图表明,最佳的热加工工艺参数为变形温度335—350℃、应变速率1×10^-3—1 s^-1。     

煤层吸附气的全解吸过程及组分与碳同位素变化:基于热模拟实验结果

解吸法是测试煤层含气量、评价煤层气地球化学特征的常用方法,但由于存在一定数量的损失气,使得对煤层气的全解吸过程了解甚少,也难以评估损失气拟合计算的可靠性。利用自主研发的煤层气/页岩气生成与解吸实验装置,对一块煤岩样品(Ro=0. 84%)进行了模拟(模拟后样品Ro=1. 80%),精确测定了在设定条件下的损失气、解吸气与残留气的数量、成分与甲烷碳同位素,对比研究了USBM直线法和多项式回归法对损失气拟合计算的制约条件与可靠性,探讨了煤层气解吸过程中成分与甲烷碳同位素分馏的机理。结果表明:损失时间是影响损失气量估算结果可靠性的关键,当损失时间较短(0. 25 h),USBM直线法与多项式法估算的均损失气量较接近真实值;相比之下,多项式法的结果更为可靠。样品气体解吸过程存在成分与甲烷碳同位素分馏,表现为:气体干燥系数(C_1/C_(1-3))总体降低,甲烷碳同位素(δ~(13)C_1)逐渐变重。样品广泛发育纳米孔隙结构,在气体解吸过程中存在的解吸-扩散-运移分馏是导致气体组分和甲烷碳同位素分馏的重要原因。