激光熔覆工艺对镍基碳化钛熔覆层组织的影响

通过对激光熔覆镍基碳化钛熔覆层组织的微观形貌和成分分析,研究了激光功率和扫描速度对熔覆层的碳化钛和硬质相碳化物的溶解和析出后的形态的影响。结果表明,使用较低功率或较高的扫描速度时,熔覆层中出现了未熔化的碳化钛,功率较大和扫描速度较低时,碳化钛全部以树枝晶的形态从液态镍中析出来。达到一定的功率时,硬质相碳化物是从液态镍中析出的二次相,且当扫描速度较快时,熔覆层还会出现成分不均。     

压电材料中相共存态与其性能的关系

由于铅元素有毒,研究人员正努力寻找高性能无铅压电材料以便取代含铅压电材料,因此如何开发高性能压电材料的机制就变得极为重要。此文利用6阶朗道-德文希尔模型计算了不同相共存态的自由能表达（包括单相,两相,三相以及四相共存）。通过计算结果发现,不同的相共存态对应不同的自发极化伸缩或者偏转的能垒：铁电相共存越多,则极化偏转能垒越低,而与顺电相共存,则可以极大地降低极化伸缩能垒,不同的能垒也导致了对材料压电介电性能不同的增强能力。同时,不同相共存点的实验结果也证明了这一发现。研究澄清了相共存态与其对性能增强能力的关系,而且重新将极化伸缩和偏转机制（自由能观点）转变成了更简单的相共存态机理（材料结构观点）,从而为寻找和制备高性能压电材料提供了一种更快捷的方式。     

压铸态AZ91D镁合金热压缩变形流变应力研究

在应变速率为0.01～10 s1、变形温度250～50℃的条件下,采用Geeble-1500D热模拟机对压铸态AZ91D镁合金进行热压缩变形试验,得到并分析了该材料在不同变形条件下的流变曲线.采用数理统计的方法对实验数据进行处理,建立了用Zener-Hollomom参数描述的该材料的高温塑性变形本构方程为ε=1.41× 1012 [sinh(0.014σ)]5.295 exp (-159 449.509/RT),采用双曲正弦函数确定了该材料的变形激活能Q=159.45 kJ·mol1;与重力铸造态AZ91D镁合金比较显示,其流变应力和变形激活能更低.     

铜钢复合冷却壁传热及热应力分析

通过建立铜钢复合冷却壁传热及热应力分布数学模型,研究了铜钢复合冷却壁与铜冷却壁、铸钢冷却壁的传热性能差异及其铜钢界面热应力分布。结果表明:煤气温度为1200℃时,高炉内无渣皮覆盖铜钢复合冷却壁肋热面最高温度为180℃,较相同煤气温度下铜冷却壁的最高温度高约30℃,较铸钢冷却壁的最高温度低约520℃。铜钢复合冷却壁具备铜冷却壁的传热性能。铜钢界面边缘正应力σz大于0,表现为受拉状态;冷面增加加强筋后,铜钢界面边缘正应力σz小于0,表现为受压状态,且最大等效应力降低至114.45 MPa,低于铜钢复合板的高温强度。高炉内铜钢复合冷却壁不会发生铜钢界面分离破损。热态试验中铜钢复合冷却壁温度计算值与测量值吻合较好,验证了数学模型的准确性。     

球墨铸铁冷却壁热态实验与数值模拟

为测定消失模工艺生产的球墨铸铁冷却壁的实际冷却性能,进行1∶1热态实验。同时建立铸铁冷却壁三维稳态传热模型,模拟铸铁冷却壁的温度场分布。热态实验结果表明:该球墨铸铁冷却壁壁体与冷却水之间的综合换热系数为228 W/(m2·℃),与日本新日铁第四代冷却壁相近。炉温变化对冷却壁热面温度的影响大于其对冷却壁冷面温度的影响。提高冷却水速可以降低冷却壁壁体温度,但效果不明显。模型计算结果与热态实验的比较,验证了计算模型的有效性。     

电解剥离过程中热镀锌合金化镀层的阳极溶解机制

分析了电解剥离过程中热镀锌合金化镀层的阳极溶解机制。结果表明,在GA镀层电解剥离的初始阶段,主要发生Zn的氧化,电解剥离过程中存在Zn和Fe之间的电耦合反应。由于镀层中微裂纹的存在,阴极反应区和镀层裂纹缝隙中会同时发生析氢反应,从而导致电偶腐蚀发生并形成诱导电流。当电解质溶液中存在氯离子时,Zn和Fe之间也会发生电耦合反应,该反应可以在一个非常小的局部区域内进行,反应过程中,氢的形核析出既可以是氢离子的重组,也可以是少量Zn和Fe的溶解反应。GA镀层中Fe-Zn金属间化合物同时发生电化学反应而溶解的现象只能在缝隙中发生,由于细小缝隙表面形成的活化区非常小,因此,GA镀层中的Fe-Zn相将分别发生溶解,从而保证了GA镀层中不同相之间的电压跃迁。     

过渡元素改善B4C/Al材料界面润湿性的机理研究

B₄C/Al复合材料是目前最理想的中子吸收材料,但工业上常用的液态搅拌法制备过程中存在着界面润湿性差的问题。本文结合实验及第一性原理的方法,通过研究Al(111)/AlB₂(0001)和Al(111)/TiB₂(0001)界面的结构来分析工业上添加过渡元素Ti对B₄C/Al界面润湿性的改善机制。通过计算发现,Al(111)/TiB₂(0001)界面相对Al(111)/AlB₂(0001)界面具有更高的粘附功值,说明其界面结合更强。进一步对比Ti掺杂二硼化物和AlB₂的偏态密度结构,发现Ti掺杂体具有较低的反键态,表明Ti-3d和B-2p轨道电子杂化后,在B、Ti原子间形成了较强的化学键,从而促进了Al(111)/TiB₂(0001)界面处的强结合作用,提高了Al(111)/TiB₂(0001)界面粘附功,故而改善了B₄C/Al界面的润湿性。根据同样的理论依据,V掺杂体也具有较低的反键态,V和B之间的强结合效果或许能够改善B₄C/Al界面的润湿性,成为又一理想的溶体改性掺杂元素。     

铑粉粒度对其溶解的影响

铑是最难溶解的铂族金属之一,但在铑的提取和应用中铑的溶解又是必不可少的关键环节,研究发现铑粉粒度对铑的溶解有着直接的影响。考察了铑粉粒度和铑粉表面状态对铑溶解的影响。实验结果表明,铑的溶解率与其粒度呈现负相关的关系,粒度≥100μm的铑粉基本不溶解,粒度≤10μm级的铑粉有着很高溶解率。对王水溶解后的铑粉表面通过微区能谱分析表明,铑粉表面并没有氧化物形成,铑粉溶解过程中的微溶现象,是由于溶解时铑粉中的小颗粒铑粉首先溶解,当小颗粒铑粉溶解完,大颗粒铑粉不溶解所致。     

铸铁熔解扩散焊的研究与应用

论述了使用铸铁熔解扩散焊技术焊补各类铸件表面缺陷的工艺过程。通过实验证明了该技术具有界面结合良好、焊补强度高等一系列优于其它焊补修复技术的特点,并给出了应用实例。     

响应曲面法优化水溶液氯化溶解纯铑粉

利用响应曲面法中心组合设计(CCD)对水溶液氯化溶解纯铑粉的工艺参数进行优化,分别选取反应温度、酸度、时间、氧化剂用量四个主要影响因子,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型。结果表明,铑的溶解率影响因子的显著顺序为:温度>时间>酸度>氧化剂用量,优化后的工艺条件为:反应温度90 min,温度90℃,氧化剂/铑粉质量比6.25,酸度8.7 mol/L,铑粉溶解率的预测值为97.13%,实际值为96.58%,响应曲面法优化模型准确有效。