分子动力学方法在高熵合金研究中的应用现状与展望EI北大核心CSCD

高熵合金是一种由多种元素以等摩尔比或近等摩尔比组合形成的单相固溶体,其优异的综合性能(如高强度、高硬度、高耐磨、高韧性、耐腐蚀、耐磨损等)引起了研究工作者们的广泛关注。分子动力学通过研究高熵合金的晶体结构、缺陷生长和位错运动来解释其优异的性能,进而揭示高熵合金的变形和强韧化机制。本文综述了分子动力学方法在高熵合金力学行为、摩擦磨损、纳米压痕、辐照损伤、热稳定性、薄膜生长等方面的研究进展,然后对分子动力学指导合金设计、提高势函数的精度、扩大原子尺度规模、实现多尺度统一计算以及模拟结合实验等未来的发展方向进行了展望。     

纳米CoCrCuFeNi高熵合金原子尺度的实时变形行为（英文）

通过分子动力学方法分别在2×10⁸～1×10¹⁰s^-1的不同应变率和10～1200 K的不同温度下进行拉伸试验,并研究纳米CoCrCuFeNi高熵合金的实时变形行为。结果表明,在高温和低应变速率下的主要变形机制是晶界滑移。随着温度的降低和应变速率的增加,位错滑移取代晶界滑移来控制塑性变形,进而提高合金的强度。此外,为进一步研究晶界对力学行为的影响,对具有不同晶粒尺寸的合金进行模拟。结果发现,当晶粒尺寸过小时,纳米高熵合金的强度随着晶粒尺寸的增加而增加,表现出反Hall-Petch关系。     

低成本Fe60(CoCrNiMn)40富铁中熵合金的显微组织与性能

通过增加CoCrFeMnNi合金中的铁含量,制备了低成本富铁中熵合金Fe₆₀(CoCrNiMn)₄₀(原子分数/%),对其进行了1 200℃×3 h均匀化处理、轧制和900℃×1 h退火处理,研究了该合金的显微组织、拉伸性能及耐腐蚀性能等。结果表明：试验合金由面心立方结构的单一奥氏体相组成,再结晶晶粒大小均匀,平均晶粒尺寸约为17.8μm,再结晶晶粒内出现退火孪晶;试验合金在室温下表现出优异的拉伸性能和应变硬化能力以及在NaCl溶液中显著的自钝化行为和优异的耐腐蚀性能,其抗拉强度为603 MPa,屈服强度为226 MPa,断后伸长率为81.6%,在NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.461 6 V,自腐蚀电流密度为2.74×10^-6 A·cm^-2,电荷转移电阻为2.94×10⁵Ω·cm²;与其他富铁多组分合金相比,试验合金的抗拉强度和断后伸长率更大,塑性应变高出10%以上,自腐蚀电流密度更低。试验合金的拉伸断口由均匀分布的韧窝组成,拉伸断裂方式为韧性断裂;在...     

全液压钻机自移平台的研究与应用

随着矿井区域瓦斯治理工程量的增加,钻机在使用过程中需要频繁地移动,职工劳动强度大。针对这一问题,裴沟矿以ZDY3200/1200型钻机为例,设计制作了全液压钻机自移平台,利用钻机自身的液压系统,实现了钻机的自动前移后退。井下现场应用表明,该平台配置合理、结构紧凑,提高了整套钻机的整体移运性能,降低了钻机搬运工的劳动强度。     

基于RFID物品防盗系统的设计

如今贵重物品小型化导致丢失不易被找寻，以及物品功能的集成化导致丢失或忘带一件物品可能会耽误好多事情。本文采用RFID技术设计了一套随身物品防盗系统，可以实现电子标签的注册、注销、监视、搜索及物品失联的警告等功能，方便人们更好地管理随身必备物品。     

对实现巷道快速掘进的实践分析——以光面爆破技术为例

光面爆破技术直接影响着爆破效果,对实现巷道快速掘进影响重大。本文以光面爆破技术为例,分析光面爆破的作用原理、技术要点、存在的问题、及在实践中的具体方法进行详细的分析,推动巷道快速掘进的发展。     

页岩气体积压裂井筒组合体力学新模型研究

在四川威远-长宁国家级页岩气示范区,部分井次在储层改造过程中出现了井筒完整性失效问题,严重影响了页岩气的开发效果。准确分析页岩气井施工过程中井筒组合体的应力变化规律对提高页岩气井筒完整性具有重要意义。传统建模方法忽略了固井之前井筒组合体的应力变化。针对上述问题,根据分步有限元的模拟思想,通过相应推导,建立了考虑水泥环初始应力应变的井筒组合体数值模型,可以模拟钻井、固井以及压裂过程中井筒组合体应力分布;采用场变量、生死单元等数值模拟技术建立了页岩气井井筒组合体解析模型,模型同时考虑了页岩弹性模量各向异性特征、水泥环初始应力应变,比常规模型更符合现场实际。研究结果表明:解析模型与分步有限元数值模型的计算结果很接近;储层初始弹性模量各向异性对井筒组合体应力的影响较小,在研究过程中可以忽略。研究结果可为页岩气井体积压裂过程中井筒的完整性分析提供理论指导。     

不同钻井液作用下煤岩失效特征及声学规律试验研究

为了研究钻井液对煤岩破裂失效的影响规律,进行不同类型钻井液浸泡煤岩试验。结果表明:煤岩在可降解钻井液下吸水量小,失效周期长,明显优于清水及改性清水。煤岩的声波速度在清水及改性清水钻井液作用下与浸泡时间之间符合指数关系,而在可降解钻井液作用下呈二次函数关系。钻井液对煤岩层理面的支撑和润滑作用,降低煤岩层理面剪切强度,是煤岩失效的主要机制。     

清水钻井液作用下煤岩声学特性试验研究

为了研究钻井过程中煤岩性质变化,测量并分析了不同围压下煤岩浸泡前后纵波、横波速度与首波幅值特征。试验结果表明:煤岩的纵波速度及首波幅值随浸泡时间增长而增大,横波速度及首波幅值随浸泡时间增长而减小;煤岩浸泡清水钻井液后弹性模量变小、泊松比变大,且随浸泡时间增长而愈加明显;煤岩纵波、横波速度与首波幅值均随围压增大而增大;浸泡后纵波速度及首波幅值明显变大,浸泡前后的速度差值随围压的增大而减小,而首波幅值差值随围压的增大而增大;浸泡后横波速度及首波幅值均小于浸泡前,且二者的差值随围压的增大而增大。根据煤岩失效结构、吸水量及弹性参数变化特征,分析认为:钻井液渗入煤岩层理面,其润滑及支撑作用会降低层理面结构强度,导致煤岩沿层理弱面破裂失效。