12Cr1MoV钢的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚机制研究

根据实验获得的磷在12Cr1MoV钢中的非平衡晶界偏聚恒温动力学曲线,进行了12Cr1MoV钢的可逆回火脆性动力学研究.在P的偏聚过程、临界时间、反偏聚过程分别选取试样,对试样进行了系列示波冲击试验,测得了不同时效时间试样的DBTT值.实验发现该钢存在过时效现象,即钢材的脆性在开始时随时效时间的延长而逐渐增加,然后又逐渐下降。对材料的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚(NGS)机理进行了分析,建立了12CrlMoV钢的可逆回火脆性NGS机制,并依此给出了一种预报和控制钢材晶界脆性的方法.     

低拉应力下12Cr1MoV钢中P原子的晶界非平衡偏聚

对低应力作用下12Cr1MoV钢中磷原子的晶界偏聚现象进行了俄歇能谱实验研究和动力学分析．实验获得了在30MPa拉应力作用下，磷原子在晶界处发生的非平衡晶界偏聚，临界时间是1h．分析表明，低拉应力极大地提高了磷-空位复合体在钢中的扩散速率，低拉应力引起的晶界变形对磷-空位复合体具有强烈的吸引作用．通过动力学计算给出了磷-空位复合体偏聚阶段扩散系数Dc和磷原子反偏聚扩散系数Di随时间变化的表达式．     

非平衡晶界偏聚的临界时间问题研究

以近期建立起来的非平衡晶界偏聚模型为基础，介绍了非平衡晶界偏聚动力学理论。该理论引入了临界时间概念，将等温过程中溶质原子的非平衡晶界偏聚动力学过程分为偏聚过程与反偏聚过程。对等温过程中的临界时间公式进行了理论分析与实验验证，证实了临界时间公式用于预测溶质原子非平衡晶界偏聚量达到极大值的恒温时间的准确性。并且研究了等温过程中的临界时间与连续冷却过程中的有效时间之间的区别和联系，将连续冷却过程等效为恒温过程，利用恒温动力学方程计算连续冷却过程中溶质原子的偏聚量。     

等温保持状态下非平衡晶界偏聚动力学的研究

海军舰艇主机及核动力设备中，壁温在570－590℃以及壁温为540℃左右的蒸气道和集箱用钢，长期在回火脆性温度范围服役，会由于磷的晶界偏聚而导致沿晶间的脆性断裂。为此介绍了等温保持状态下磷的非平稳晶界偏聚动力学的研究进展，建立了非平衡偏聚过程和反偏聚过程动力学方程，依此可计算某一温度下任意时刻的晶界偏聚量，并求出对应最大偏聚量的临界时间，从而可以预报钢的晶界脆性，为钢的晶界生控制研究提供了依据。     

铈、磷晶界偏聚及其相互影响

本文通过改变10Mn2V钢中的铈、磷含量,研究了奥氏体状态下铈、磷在晶界的偏聚规律。研究发现:磷在奥氏体中的偏聚是一种平衡偏聚,随加热温度的升高,晶界的偏聚量下降,其偏聚自由能为-40～-44.5 kJ/mol;铈在奥氏体状态下也向晶界偏聚,但偏聚量随加热温度的升高而增加;当钢中铈、磷共存时,磷在晶界的偏聚量下降,而铈在晶界的偏聚量上升;钢中的铈、磷原子之间有较强的相互作用。     

微量硼在60Si2MnREB钢中的扩散与分布

采用平面接触型裂变径迹探测器研究了微量硼在60Si2MnREB钢中的分布,讨论了硼在60Si2MnREB晶界的非平衡偏聚机制及其对板材淬透性的影响.     

金竹山电厂12Cr1MoV钢的θ法寿命研究

通过化学成分分析、常温拉伸试验、高温持久强度试验对金竹山电厂4号机组的12Cr1MoV钢进行试验研究.利用修正的θ法和多元线性回归方法求得材料的相关参数,建立12Cr1MoV钢在任意温度和应力条件下的蠕变曲线方程,从而对材料的寿命进行预测,与持久强度外推法相比,θ法可合理地外推更长的寿命.     

硼向奥氏晶界的扩散机制

通过解变温扩散方程,导出了硼在非平衡晶界偏聚的理论公式,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系,理论预言与实验结果能较好地吻合.     

18Cr_2Ni_4WA钢中的C—Cr,C—Ni,C—W偏聚对固态相变的影响

从“余氏理论”出发.对18Cr_2Ni_4WA钢的价电子结构进行了计算,应用“固溶液微观不均匀性理论”,在构成材料原子的价电子结构的深度上,提出了C—Cr,C—Ni,C—W偏聚,并讨论了这种偏聚对18Cr_2Ni_4WA钢的相变动力学与组织的形态的影响。     

硼向晶界扩散机理的研究

通过解变温扩散方程,导出非平衡晶界偏聚的数学表达式,建立了晶界贫硼局域尺寸与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散系数之间的关系,所得结果与实验结果相一致.     

非平衡态势力学与动力学

综述了平衡态热力学、线性非平衡热力学和非线性非平衡热力学与动力学,指出了非平均态热力学并未抛弃经典热力学的基本结论,而是给以新的解释和重要的补充,它不仅为弄清物理学和化学中的各种有序现象的起因指明了方向,更有助于人们对宏观过程不可逆性的本质及其作用的认识。     

单晶硅氮化动力学

在1200°、1250°、及1300℃恒温氮化2小时热重分析基础上,根据气固相反应动力学原理,分析了单晶硅高温氮化动力学,提出了三段论的氮化动力学模型即化学反应控速—混合控速—扩散控速。用该模型处理实验数据,得到了令人满意的相关系数,并求出了P型(111)单晶硅氮化表观活化能及1200℃～1300℃单晶硅氮化时各阶段速度常数k与温度T的经验关系式。     

纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究

尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究已开展得比较广泛 ,但其表观动力学的确定仍是一具有争论性的问题 ,从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同 .本文试图通过纤维素的热裂解动力学研究 ,对此种现象作出合理的解释 ,并给出相应的机理描述 .纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段 ,其中第三阶段是整个过程的主要部分 ,期间大量挥发分析出并造成明显失重 .试验发现随着升温速率的增加 ,热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动 ;同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用 ,但有利于挥发分的生成 .通过对热裂解主反应区的热重分析 ,采用微商法求得对应的反应动力学参数 ,以 6 0 0 K作为分界点 ,低温段的活化能约在2 6 7k J/ m ol,较高温度段则体现为 174 k J/ mol左右的低活化能 .纤维素热裂解是一传热传质现象 ,与化学动力学机制相互影响、控制的过程 ,试验条件、传热传质过程的影响是造成结论存在差异的内在原因     

光合细菌生长的动力学研究

报道了光合细菌在醋酸溶液中的生长动力学,并用monod模型描述了光合细菌生长情况,模型能够较好地描述光合细菌生长情况。     

过滤动力学浅析

通过对过滤机理的理论分析，尤其是迁移机理中公认的五大作用：拦截作用，沉淀作用，惯性作用，扩散作用，水运输,并通过合理假设，得出过滤动力学的模型及方程。     

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应动力学

研究了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热分析动力学参数.采用热重差热分析法,分别测定了在氮气气氛中5、10、15、20℃/min 4种不同升温速率下的的热降解过程,得到了4条热重和差热曲线,并用Kissinger法对其热降解过程进行了动力学分析.结果表明:提高升温速率,热重曲线向高温方向移动,温度滞后越严重.初始分解温度及终止分解温度更高,温度区间也变宽.升温速率的不同对最终失重率影响不大,最终失重率都在90%以上.随着升温速率的增加,差热曲线峰变高且峰顶温度向高温方向移动.通过Kissinger法分析在不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应的热重差热数据得出反应的活化能为160.9kJ/mol、表观指前因子为27.61、热降解反应级数为0.965 4等动力学参数.     

变压器油劣化动力学分析

采用热重分析法对变压器油样品的热解行为进行研究,分析变压器油在不同升温速率时的热解特性,根据Coats-Redfern法描述热解过程,计算变压器油在不同升温速率下的热解动力学参数。结果表明：变压器油的热解过程可以分为3个阶段,热解的主要区域的反应级数为1,活化能和频率因子随加热速率的提高而轻微上升.采用DSC法在150℃恒温得到变压器油的氧化诱导期是25 min.     

絮凝动力学模型研究

水力条件在混凝过程中起决定性作用,应用流体动力学原理,研究絮凝颗粒接触碰撞动力致因及能量耗散,导出有效能耗的量级及絮凝动力学模型。     

Thermodynamics and kinetics of calcium sulphoaluminate

The formation process of calcium suphoaluminate(C4A3S) was investigated by the X-ray diffraction technique and then the thermodynamics was analyzed, finally the kinetics of which was studied by SC-132. XRD results show that the formation of C4A3S is accomplished in three different kinds of ways: one is by solid reaction of Ca (OH)2/ CaO, Al2O3 and CaSO4, other two ways are through such interstitial products as CaO·Al2O3 and CaO·2Al2O3. The formation thermodynamics shows that C4A3S begins to form at 900 ℃-1 000 ℃ and increases as temperature rising; the quantity of reaches the highest at 1 300 ℃-1 350 ℃ and then falls at >1350℃. Kinetics study shows that the formation rate of C4A3S can be described as first-order kinetics at high temperature, and it belongs to the random nucleation growth mechanism. The apparent activation energy is 456.37 kJ·mol-1 and pre-exponential factor is 1.545×1012.     

Pozzolanic reaction kinetics of coal ashes

The pozzolanic reactivity was determined by the hydration kinetics of pozzolanic reaction based on the fact that the hydration products of active SiO₂ and Al₂O₃ with lime were soluble in dilute hydrochloric acid. The results show that the pozzolanic reaction of active SiO₂ and Al₂O₃ of coal ashes follows apparent first-order kinetics. The reaction rate constant of FBC ashes is greater than that of PC ashes, while the activation energy of the former is lower than that of the latter. It is confirmed that the pozzolanic activity of fluidized bed combustion(FBC) ashes is significantly higher than that of PC ashes, and the reaction barrier of the former is lower than that of the latter, because the microstructures of FBC ashes, such as mineralogical composition, morphology and polymerization degree of [SiO₄] and [AlO₆] are more favorable to the pozzolanic activity development than those of PC ashes. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50802080) and Shandong Provincial Scientific Research Foundation for Excellent Young Scientists (No.2008BS09005)