微合金钢价电子结构与力学性能关联的计算分析

基于EET理论(固体与分子经验电子理论),以经淬火-分配-回火(Q-P-T)工艺热处理的微合金钢为研究对象,计算了其主要组成晶胞的价电子结构,提出表征微合金钢宏观力学性能的新参量:等效共价电子密度和键能统计值,并给出了准确定义及实验验证,从原子成键角度建立微合金钢各组成晶胞价电子结构相关参数与其强塑性的本质关联.研究表明:微合金钢中马氏体组元为硬脆相,对微合金钢力学性能主要起强化作用;奥氏体组元为塑软相,对微合金钢力学性能主要起韧化作用,而微合金钢表现出的宏观力学性能是其各组元晶胞的价电子结构参数与晶胞含量共同决定的结果.等效共价电子密度是其强度的表征,等效共价电子密度越大,微合金钢强度越大;而键能统计值是其塑性的表征,键能统计值越大,微合金钢塑性越大.     

合金元素强化23MnCrNiMo54钢淬火组织的电子层次分析

利用固体与分子经验电子理论(EET),分析了23MnNiMoCr54钢淬火组织特征相,计算了特征相及相面的电子结构参数.最后用电子结构参数的统计值讨论了合金元素对固溶强化系数、界面强化系数、淬火组织的权重以及各结构单元强度增量的影响,分析了合金元素强化作用的微观机理.     

α2合金含V、Nb、Mo相界面价电子结构计算及β相增韧机制分析

计算了含V、Nb、Mo的α2合金相界面的价电子结构.利用合金相界面价电子结构信息-界面结合因子,即异相界面共价电子密度ρ、共价电子密度差Δρ,使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ,分析了单相α2合金与多相α2合金相界面的价电子结构.发现α2合金相界面价电子结构与合金强韧性有密切关系;延性β相的引入,不仅引进了塑性相,而且改善了α2合金薄弱的相界面电子结构与键结合,增加了界面稳定性,进而钝化了裂纹源,阻碍了裂纹扩展,提高了合金的强韧性.     

Zr元素对纯铝细化机理的电子理论研究

基于固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-Zr合金熔体中相及相界面的价电子结构,获得了表征合金性能关系的价电子结构参数统计值,并利用这些参数讨论了Zr对纯铝晶粒细化的机理。结果表明:Zr对纯铝的细化机理可以追溯到熔体中Al3Zr与α-Al相晶面间的界面共价电子密度差的统计值Δρ′,即Δρ′10%且Δρ′值越小,合金中的异质形核效应越好,晶粒细化效果越好。Δρ′值小(2.789 04%)的Al-Al原子团簇能较容易地被异质形核核心(Al_3Zr晶体)吸附,促进异质形核及晶粒细化作用;而Δρ′值大(15.698 70%)的Al-Zr原子团簇容易从异质晶核上脱离,削弱异质形核及晶粒细化效应。     

CdS晶体的价电子结构分析和结合能、熔点计算

应用固体与分子经验电子理论(EET)分析了半导体化合物硫化镉(CdS)的价电子结构,并计算了化合物的键能、熔点,计算值与实验值一致。CdS的闪锌矿和纤锌矿两种结构的价电子计算结果表明,两种结构的价电子分布非常相似,其键能主要分布在最近的4条Cd-S键上。闪锌矿和纤锌矿结构的CdS中的Cd原子和S原子都应处于第四杂阶。键能分布计算结果表明,常温下,六角结构的CdS要比立方结构的CdS更加稳定,但两种结构的结合能差值相对于键能非常小,晶体结构的各向异性也在减弱,但总体来说其结构稳定性差别不大,很容易受到环境影响而发生相互转化。对熔点的计算结果表明,CdS的固相稳定性与其共价电子结构密切相关,对熔点起主要作用的是最强键的共价电子对数,其对纤锌矿和闪锌矿两种结构熔点的影响率分别为93.4%和99.2%。     

TiC-Mo-Fe体系价电子结构的模拟计算

以EET理论为基础,通过建立TiC-Mo-Fe体系金属陶瓷结构模型,分别计算了陶瓷相TiC、环形相(Ti1-xMox)C和金属相Fe的价电子结构,并在此基础上计算了各相间界面原子状态的变化和界面结合情况,以及环形相理论晶格常数值.结果表明:环形相的存在能使金属/陶瓷两相原子状态的突变差异形成渐变过渡;计算获得的环形相的晶格常数对Mo的掺入量不敏感,在x取不同值时仅有很小的变化,相对误差不超过1.2%,环形相与TiC间的原子状态差异非常小,二者界面结合良好;环形相与Fe界面结合明显强于TiC与Fe的界面结合,并且当x=0.5时,这种界面结合最强.     

固溶体的价电子结构与固溶强化

为在价电子结构层次研究代位固溶体与间隙固溶体强化差异的本质,建立了代位固溶体含溶质晶胞点阵常数的计算公式,以余(瑞璜)氏固体与分子经验电子理论为基础,按BLD(键距差分析方法)分析方法计算了代位固溶体含溶质晶胞的价电子结构.结果表明:代位固溶体中含溶质原子晶胞的nA值与不含溶质原子晶胞的nA值相差无几,而间隙固溶体中含溶质原子晶胞的nA值远高于不含溶质原子晶胞的nA值.这-信息从价电子结构的角度深刻揭示了两种固溶体强化程度存有严重差异的本质,从而把固溶体强化的机制追溯到固溶体的价电子结构.     

高强韧钢淬火-配分工艺中碳配分计算模型的研究进展

淬火-配分(QP)钢作为第三代先进高强钢,为汽车轻量化、能源使用效率提升及更早地实现“碳达峰、碳中和”的目标提供了重要保障。在淬火-配分(QP)工艺中,淬火过程形成初始组织(残余奥氏体+马氏体),配分过程则是保留和稳定残余奥氏体的关键环节。QP钢配分时除了会发生碳配分,还常常伴有置换原子短程扩散、奥氏体/马氏体界面迁移、奥氏体/马氏体间相变、奥氏体/贝氏体间相变及碳化物析出等现象,使得对配分过程组织演化和碳浓度分布的研究变得十分困难。国内外学者以相关实验为基础,针对具体配分过程提出了许多计算模型,以达到对最终组织相组成的准确预测,并揭示配分过程中多现象同时发生的潜在机制。本文从以下两方面对QP钢碳配分过程的计算模型进行了综述：(1)基于热力学和动力学建立的计算模型,主要包括理想化的CCE模型、考虑界面移动性的QP-PE模型和QP-LE模型、考虑碳化物析出的CCEθ模型和QPT-LE模型、考虑贝氏体相变的耦合模型以及考虑多现象同时发生的耦合模型;(2)利用相场手段进行的相关计算模拟。最后,对今后碳配分过程的模拟计算研究前景做出展望。     

热处理工艺对中碳低合金钢力学性能的影响

用水冷+盐浴等温淬火、空冷+盐浴等温淬火和直接盐浴等温淬火等方式对中碳低合金钢进行热处理,借助彩色金相技术和XRD分析方法研究了热处理方式对合金钢组织、力学性能的影响,并探索了性能与组织的关联性。结果表明,对中碳低合金钢进行空冷+盐浴等温淬火和水冷+盐浴等温淬火热处理,可得到不同下贝氏体含量的贝氏体/马氏体复相组织,材料的性能比铸态有大幅度地提高,冲击韧性提高92%-183%、硬度提高31%-55%。对材料进行空冷+盐浴等温淬火热处理,随着空冷时间的增加复相组织中下贝氏体含量逐渐降低、马氏体含量逐渐升高,而硬度和冲击韧性分别呈增加和降低趋势。中碳低合金钢的性能与各组织的含量密切相关,当下贝氏体含量为30%-40%、马氏体含量50%-60%时,贝氏体/马氏体复相组织强韧性匹配较好,材料具有较高的综合性能。     

马氏体的价电子结构与马氏体的弹性、红硬性、热强性以及碳的偏聚

建立了常用合金元素在马氏体中的价电子结构,利用 C-Me 偏聚结构单元的 nA 值及其共价键络上的电子对分布讨论了马氏体的弹性、红硬性、热强性和碳的偏聚。从而在固溶态价电子理论的深度揭示了合金元素在马氏体中的力学行为。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。