金属材料非平衡相变的热/动力学协同

金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随非平衡技术快速发展,热加工工艺趋于极端化和多样化,控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热/动力学独立处理的传统理论已无法应对上述相变涉及的机理描述、组织预测和过程控制。这已然成为高端制造业迫切需要解决的关键问题,也给金属材料非平衡相变研究带来了挑战和机遇。针对纯Fe沿Bain路径的马氏体切变、低合金钢组织调控中的马氏体相变、晶界迁移及晶粒长大热稳定性,整理出热力学驱动力和动力学能垒的定量关联,进而演绎并提出热/动力学相关性。旨在探讨相变热力学和动力学间的固有规律,以指导典型工业用合金的微观组织设计。     

集成材料和工艺模拟与仿真平台

学数据库．通过选择合适的数据库，就可以计算得到需要的材料设计信息。在集成材料和工艺仿真中．仅有热力学信息是不够的．体系的动力学信息也非常的重要。常见的典型问题包括相变、固化、界面反应以及微结构演化等复杂物理过程．这些物理问题都涉及到复杂的热力学和动力学过程。     

计算热力学及其在材料科学中的应用(英文)

简要综述了材料科学领域中计算热力学与动力学的模型、数据库、软件及应用。介绍了当前最常用的软件。详细解释了用于描述不同相热力学性质的重要模型,以及获取热力学数据库中模型参数的优化过程。此外,还阐述了平衡计算中最常用的一种算法。最后本文给出了一些使用软件和数据库计算相平衡和相图,以及结合动力学数据用于相变及其过程模拟的示例。     

高性能钛合金的关键“基因”及高通量实验与计算技术的应用

加快高性能钛合金的研发速度、降低研发成本对我国高端装备制造至关重要。作为关键结构材料,强度、塑性与韧性是保障钛合金构件安全运行的关键力学性能指标。通过高通量计算可预测合金的模量、比热、热膨胀系数等多种物理性能指标,但是对于强度、塑性与韧性等力学性能指标尚缺少预测模型和公式,原因是力学性能间接依赖合金的化学成分,直接影响力学性能的因素是合金的微观组织。高性能钛合金的关键"基因"是成分、相/组织结构与晶体缺陷。高通量计算和扩散多元节建立合金成分与相的对应关系,相场动力学计算与模拟实现对相与微观组织演化的预测,通过微纳尺度力学性能测试技术获得微观组织结构的力学性能数据。期望通过以上各环节研究结果与数据的有机整合,建立钛合金成分、相与微观组织、力学性能数据库,有助于提升高性能钛合金的研发速度,满足我国关键技术领域对先进钛合金的需求。     

硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用

硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。     

基于Pandat的Ti-Al系相图计算及热力学评估

基于相图计算理论,用Pandat 2016热力学计算软件、最新的钛合金数据库和热力学模型,计算研究了Ti-Al二元系相图。从相律、相图的特殊点、各相存在的范围、相变点等方面对其进行了详细的热力学评估。计算结果表明:计算相图和实验相图吻合得较好,其相对误差基本都在5%以内,为推广到三元或更高元体系相图奠定了基础。随后提出了一个新的计算Ti-Al二元系中(α+β)/β相变点的公式,其置信度为99.982%,与经验计算公式相比,计算更为准确,具有一定的参考价值和学术交流意义。     

基于相场模拟对镍基高温合金制备工艺优化及设计

材料制备过程中微结构演变的定量描述是材料设计的核心。近年来基于精准热力学和扩散动力学数据库的相场模拟是对微结构演变进行定量描述一种行之有效的方法。作为航空发动机和燃气涡轮叶片等高温零部件的主要用材,高性能镍基高温合金制备工艺的优化及设计一直是各国材料学者研究的热点和难点。首先概述了相场方法及其最新研究进展,以及相场法与CALPHAD(CALculation of PHAse Diagram)数据库耦合技术的发展,随后详细介绍了国内外有关镍基高温合金凝固、固溶及时效过程微结构演变定量相场模拟的报道,以及当前用于建立镍基高温合金微结构与力学性能关系的可行方法。之后给出了两个基于定量相场模拟对镍基高温合金固溶及时效热处理机制进行优化及设计的实例,进一步证明了相场模拟在高性能镍基高温合金设计中的重要作用。最后,指出了对镍基高温合金制备过程微结构演变进行定量相场模拟以及后续工艺优化和设计中存在的主要问题及发展趋势。     

计算材料热力学与镁合金设计

计算材料学经过近30年的发展,已形成针对材料不同层次和尺度的理论模型,包括第一性原理计算、分子动力学、蒙特卡洛模拟、相场理论、CALPHAD技术及有限元分析等。其中计算材料热力学在多层次跨尺度材料设计中占据重要的地位。通过计算材料热力学获得的多元合金体系的相关系、相组成和相对量、相转变驱动力及其它热化学数据等基础性研究成果,将直接服务于相关材料的设计与研发。简要介绍了计算材料热力学的发展历程及其基本原理,结合Mg基合金设计过程,基于建立的部分Mg合金体系的热力学数据库,从固溶强化、时效强化、析出强化、晶粒细化、非晶形成能力等方面,对Mg合金体系的热力学评估方法和研究现状进行了概述,并根据Mg合金热力学数据库中关于Mg-Zn-Zr/Ca体系的热力学特征函数,计算相平衡关系,示例分析了Mg-Zn合金中Zr和Ca的合金化作用。     

β钛合金的强化机理

β钛合金是超高强钛合金的理想选择,其强化取决于该合金具有的晶粒和亚晶粒尺寸以及第二相的性质、体积比、分布特征等微观组织结构因素.其具体的强化机制包括位错强化、固溶强化、细晶强化及第二相强化,综述了这4种强化机制及其相互之间的影响.     

聚乙二醇/聚丙烯酰胺相变材料非等温固-固相变动力学

通过在丙烯酰胺聚合反应中加入聚乙二醇的方法制得的聚乙二醇(PEG)/聚丙烯酰胺(PAAm)相变材料具有固-固相转变的性质。对聚乙二醇及五种相变材料分别进行不同速率的非等温DSC测试,采用K iss inger和O zaw a两种动力学模型研究了非等温固-固相变动力学,计算了固-固相变过程的活化能和反应级数,两种方法求得的表观活化能Ea值相一致。     

随机相位抖动测量

无线电信号的重要特性之一是相位,为了澄清信号的相位特性的概念,提出了在工程系统里信号的相位特性,尤其是随机相位抖动的概念和表征。本文论述有随机相位抖动的测量方法,着重介绍一种为连续波雷达测试相位特性的相位抖动测试仪。详细分析该测试仪的设计细节和有关电路,该测试仪,经使用和系统自检,对5MHz～80MHz 信号测试,系统的相位漂移小于0.2°/小时,随机相位误差优于0.2°/10ms 和0.2°/1s。     

锰掺杂对PZN－PFN－PFW系陶瓷相组成的影响

本文研究了锰掺杂对ＰＺＮ－ＰＦＮ－ＰＦＷ系陶瓷相组成的影响，用ＸＲＤ和ＳＥＭ法探讨了ＰＺＮ－ＰＦＮ－ＰＦＷ系中ＰＺＮ含量与焦录石相形成间的关系。结果表明，在该三元系中添加０．１５ｗｔ％ＭｎＣＯ＿３就能获得完全无焦录石的钙钛矿型结构的陶瓷。     

聚醚砜四元制膜液体系的相图计算

以Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ理论为基础，对ＰＥＳ－ＰＧ－ＮＭＰ＿Ｈ２Ｏ＿）聚醚砜丙二醇－Ｎ－甲基－２－哟咯烷酮水）四元制液体系的相图进行了计算，利用三元相图考察Ｈ２Ｏ和ＰＧ对液－液相分离的影响，在三元的理论的基础上提出了低分子量添加剂的卤元改性Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ理论，并提出了一种获得四元相图的方法，利用四元相图能较争地描述四元体系，利用改性的四元理论，能了地理解该种体系的液－液相分离行为。     

高精度数字检相电路设计

文章提出一种高精度数字检相电路 ,适合应用于相位法激光测距等要求精密测相的场合 .该电路采用脉冲填充法和单片机相结合 ,采取具体措施解决了零点漂移、幅值变化、频率变化等原因引起的测相误差 ,获得了高的相位测量精度和稳定性 ,文中给出了测试方法和测试结果     

Devitrification of rapidly quenched Al-Cu-Ti amorphous alloys

X-ray diffraction, transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry were carried out to study the transformation from amorphous to icosahedral/crystalline phases in the rapidly quenched Al₅₀Cu₄₅Ti₅ and Al₄₅Cu₄₅Ti₁₀ alloys. In the present investigation, we have studied the formation and stability of amorphous phase in Al₅₀Cu₄₅Ti₅and Al₄₅Cu₄₅Ti₁₀ rapidly quenched alloys. The DSC curve shows a broad complex type of exothermic overlapping peaks (288- 550†C) for Al₅₀Cu₄₅Ti₅ and a well defined peak around 373†C for Al₄₅Cu₄₅Ti₁₀ alloy. In the case of Al₅₀Cu₄₅Ti₅ alloy amorphous to icosahedral phase transformation has been observed after annealing at 280†C for 73 h. Large dendritic growth of icosahedral phase along with α-Al phase has been found. Annealing of Al₅₀Cu₄₅Ti₅ alloy at 400†C for 8 h results in formation of Al₃Ti type phase. Al₄₅Cu₄₅Ti₁₀ amorphous alloy is more stable in comparison to Al₅₀Cu₄₅Ti₅ alloy and after annealing at 400†C for 8 h it also transforms to Al₃Ti type phase. However, this alloy does not show amorphous to icosahedral phase transformation.     

嵌入式相电检测及相序调整系统设计

针对许多行业有三相电相序与安全生产的要求,设计了基于32位ARM9处理器芯片S3C2410X的嵌入式系统,并移植了Linux操作系统来提高系统多任务与实时响应能力.介绍了该系统各硬件模块设计和软件设计流程,硬件模块由相电检测、相序调整、人机交互及TC35i报警等模块构成.该系统可对"三相四线制"供电端口进行相电检测与相序调整,在出现异常时执行报警操作并短信或者电话通知到负责人员,可应用于压缩机、风机和三相电机等装置的供电,特别适用于大型的移动供配电设备.     

外差干涉定位系统中的锁相跟踪方法

以外差干涉定位系统为研究对象,提出一种基于锁相跟踪的定位方法,简化了传统定位系统结构;就整个定位系统的工作过程及原理进行了说明,证明了锁相跟踪方法的可行性;讨论了系统工作过程中的核心功能环节的实现方法,分别对高频信号的发生、移相脉冲抑制以及鉴相过程进行详细说明。本文就鉴相电路功能和干涉锁相跟踪定位系统的输出进行了测试实验,实验结果证明高频鉴相电路输出准确度达到0.07o,锁相跟踪系统定位输出的合成不确定度为10.1 nm。     

新型相变储能材料研究进展

介绍了相变材料的种类、特点以及储能机理,重点论述了新型相变材料的研究发展,对于复合相变材料和胶囊化相变材料做了较为详细的说明,概括了相变材料的主要研究方向.     

加强高校专项支出项目管理

针对高校目前专项支出项目管理的现状,提出了加强高校专项支出项目管理必须从"事前准备阶段、事中实施阶段、事后审计阶段"进行监督管理.     

Microwave ferrites for phase shifters

The electronically steerable phased array radars (PARs) are finding extensive use in military, communication and civilian applications. A PAR system typically comprises a regular arrangement of a large number of phase controlled radiating elements. Ferrite-based phase shifters in various designs are employed in these systems operating at frequencies above 5 GHz due to their superior power rating and insertion loss characteristics. Under DRDO’s integrated missile programme considerable success has been achieved in the country on the development of ferrite materials, phase shifters and array system. The work done at SSPL on the development of ferrite materials for both X- and C-band phase shifters is described. The effect of various substituents in the chemical composition of the lithium-titanium ferrites and of the process parameters to evolve the grades with required magnetic, electrical and microstructural properties are discussed. The investigations carried out to enhance optimally the r.f. power handling capability of the material for meeting the desired specifications of the C-band phase shifter are also given.