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关键词： 团簇模型   径向分布函数   内聚能   杠杆定律   八隅律定律  

摘要： 团簇的结构特性对材料性能具有重要影响,特别是在催化、光电转换和生物医学领域.非晶团簇的研究应从合金相出发,对合金相中不同占位原子的径向分布函数进行计算和分析,利用内聚能密度法对不同结构的团簇稳定性进行计算,从而选取具有代表性的主团簇,结合价电子数和杠杆定律在Pt(Sb, Sn, Zr)二元材料中构建双团簇式.探讨了此方法在选取结构较为稳定的团簇中的可行性.研究显示:以不同原子为心的径向分布函数可以说明团簇的选择应满足第一近邻和三角密堆原则.在不同空间构型的团簇中通过能量与其空间体积之比的方法选取出稳定结构,在此基础上运用双团簇模型解析其成分,为金属玻璃的研究提供了一种新的思路与方法.

关键词： TiNb binary alloy   phase-field simulation   spinodal decomposition   core-shell structure   microstructure evolution  

摘要： The core-shell structure in bulk TiNb binary alloy was designed and studied by phase-field simulations,where various core-shell structures were obtained by precise control of the initial and boundary conditions of the TiNb binary alloy system during spinodal decomposition,and then the formation mechanism of core-shell structure was *** addition,the influences of initial temperature gradient,average temperature,and initial concentration distribution of the system on the core-shell structure were *** show that the initial concentration gradient is the key factor for forming the core-shell ***,larger initial temperature gradient and higher average temperature can promote the formation of core-shell structure,which can be stabilized by adjusting the initial concentration distribution of the Nb-rich region in TiNb binary *** a theoretical basis,this research provides a novel and simple strategy for the preparation of TiNb-based alloys and other materials with peculiar core-shell structures and desirable mechanical and physical properties.

关键词： 仿生海水淡化   光热转换   水传输   热管理   仿生结构  

摘要： 面对日益增长的水资源需求,高效、低碳、可持续的新一代海水脱盐技术成为研究热点,应用前景广阔。仿生海水淡化技术通过模拟生物光热转换、水传输与盐管理、热管理及凝结收集的天然高效机制,为突破传统技术瓶颈提供了全新技术路径。本文系统梳理了四类自然机制的生物学原型和工程应用案例,构建了功能机制为核心的仿生海水淡化分类范式。其次,通过分析仿生气凝胶、水凝胶、海绵/泡沫、膜材料及功能织物五大类仿生材料的性能特征,剖析多机制协同设计的技术优势与现存问题,明确结构、功能与机制的协同优化在提升系统整体脱盐性能中的核心作用。最后,阐述了仿生海水淡化技术面临的挑战,并展望了其未来发展方向。本研究为仿生海水淡化领域的基础研究提供系统性参考,也为全球淡水资源的可持续开发利用提供技术支撑。

关键词： PCK理论   熔化和凝固   教学路径   核心素养  

摘要： 学科教学知识(PCK)是教师专业能力的核心体现,它决定了教师将学科知识转化为学生易于理解形式的能力水平.本研究基于PCK理论,对苏科版初中物理“熔化和凝固”一课进行深度解析,并提出具身化的四维教学路径:情境层,以文化引趣激活前概念;建构层,以探究活动促思初建概念;实证层,以数字赋能精确探究规律;升华层,以迁移应用实现情感与价值的内化.不仅明晰了PCK理论驱动下教学设计的内在逻辑,为深化物理课堂教学改革提供了可借鉴的新范式,同时也为发展学生核心素养、促进教师专业成长指明了实践方向.

关键词： 2219铝合金铸锭   力学性能   超声处理   Al_(2)Cu相   异质形核  

摘要： 高能超声可有效改善工业化大型铝合金铸锭晶粒组织及元素分布均匀性。通过开展超声辅助铸造2219铝合金铸锭(Ф630 mm×4500 mm),对比两种铸锭微观组织差异。结果表明:传统铸锭心部以粗大枝晶为主,经超声处理后,铸锭α–Al晶粒得到细化,铸锭边部、R/2、心部3个位置处细化率分别为27.7%、31.4%、24.2%;粗大Al_(2)Cu共晶相面积分数分别为15.18%、8.42%、5.3%,相比于未施加超声铸锭,分别降低21.1%、31.6%、30.4%。超声铸锭抗拉强度、屈服强度及延伸率较未经超声处理铸锭均有显著提升,其中抗拉强度在心部、R/2以及边部位置处分别提升18.2%、24.2%、11.1%。本研究验证了超声空化与声流促进异质形核是铝合金熔体改性的主导机制,通过建立其与形核过冷度的定量关系,为该机制的工业化应用提供了精确的工艺调控依据。

关键词： 镍基合金   耐蚀合金   凝固组织   枝晶形貌   枝晶偏析  

摘要： 高端装备的大型化需求对镍基耐蚀合金大型铸锭的组织及偏析控制提出更为严苛的要求。本研究针对N08120合金20 t扁锭,利用金相显微镜、扫描电镜及电子探针等测试方法,开展了铸锭凝固组织及成分偏析倾向的分析,以期为工业生产评估大型镍基合金铸锭凝固质量,制定均匀化热处理工艺等提供指导。结果表明,铸锭细晶区和柱状晶区厚度分别约为5、116 mm,铸锭沿厚度方向无明显宏观成分偏析。从铸锭表层向铸锭中心过渡,枝晶形貌和二次枝晶臂间距(SDAS)均有显著变化,表层枝晶更为细小,柱状晶区枝晶干长度增加且有一定方向性,而中心等轴晶区枝晶粗大并失去方向性,SDAS从96μm单调增至383μm。枝晶间Cr、Nb、Mo为正偏析元素,C为负偏析元素,Ni和Fe无明显偏析倾向,偏析程度随位置从表层向铸锭心部逐渐增加,Nb的偏析会导致含Nb第二相析出。

关键词： 老旧小区   垃圾分类   配套设施   耐久性材料  

摘要： 文章以老旧小区为研究对象,分析了现有垃圾分类设施存在的不足及其成因,从功能优化、空间布局、智能管理和耐久性材料选择等方面提出了综合解决方案研究结果表明,采取合理布局、材料优化和智能管理的综合措施,能够显著提高居民分类参与率和正确率,延长设施使用寿命,降低维护成本。

关键词： Al-Mg合金   铸锭   显微组织   第二相   热加工图  

摘要： 采用金相显微镜、扫描电子显微镜和Gleeble-3500热模拟试验机,研究了500 mm厚、1 800 mm宽的Al-Mg合金铸锭的显微组织、第二相析出及热变形工艺。结果表明:Al-Mg合金铸锭厚度方向表层存在约400 μm的偏析壳层,该壳层二次枝晶数量较少、晶粒细小,且含较多金属间化合物;从表层至心部第二相析出与晶粒尺寸存在明显差异,表层平均晶粒尺寸为235 μm,1/4厚度处为370 μm,心部为612 μm;铸锭心部第二相的面积分数、平均尺寸及最大尺寸较铸锭表层分别高33.76%、136.81%和107.34%,且1/4厚度处和心部的第二相尺寸大多为 5~15 μm。试验合金的热变形激活能为195.704 kJ/mol,在应变为0.2、0.4、0.6和0.8时均存在流变失稳区,且随着应变量的增大,失稳区扩大,应变为0.8时出现2个失稳区。试验合金最佳的热加工工艺区间为变形温度430~450 ℃、应变速率0.1~0.19 s-1。

关键词： Fe-7Cr-C-Nb-Ti合金   等离子堆焊   Nb/Ti   (Nb,Ti)C   组织演变   耐磨性  

摘要： 目的探究不同Nb/Ti对Fe-7Cr-C-Nb-Ti系堆焊合金组织与耐磨性能的影响。方法采用等离子堆焊技术在20钢板上制备5组Nb/Ti原子比分别为0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1及2.4∶1的Fe-7Cr-C-Nb-Ti系堆焊合金,借助热力学分析、XRD及SEM等手段分析堆焊层的物相和组织结构;利用硬度及磨粒磨损试验手段测试堆焊层的显微硬度和耐磨性能。结果随着Nb/Ti增大,堆焊层组织逐渐从亚共晶结构(α-(Fe-Cr)+网状共晶M_(7)C_(3)+(Nb,Ti)C)转变为近共晶结构(M+A'+(Nb,Ti)C+M_(7)C_(3)+NbC(script)),最后转变为过共晶结构(马氏体、奥氏体基体、大量初生(Nb,Ti)C和少量二次NbC、M23C6)。堆焊层组织中初生(Nb,Ti)C数量逐渐增多,其形态在Nb/Ti=0.5∶1~2∶1范围内呈颗粒状,当Nb/Ti增大到2.4:1时转变为枝晶状和团簇状;共晶M_(7)C_(3)数量逐渐减少,当Nb/Ti=2.4∶1时,M_(7)C_(3)相消失,同时堆焊层中形成少量的M23C6。堆焊层的硬度和耐磨性先增加后又降低,这与基体、初生(Nb,Ti)C及共晶M_(7)C_(3)的体积分数和形态变化密切相关。结论Nb/Ti为2∶1的堆焊合金表现出最高的硬度(728.4HV0.5)和最低的磨损质量(仅为0.2091 g),磨损表面更光滑,未出现明显的沟槽,磨粒侵入量最小。其原因是低碳马氏体基体和大量尺寸适中的颗粒状初生(Nb,Ti)C硬质颗粒的强化,以及合金组织中总碳化物和共晶碳化物数量之间具有良好的平衡,合金的耐磨性能比Nb/Ti=2.4∶1时提高了约3.1倍。

关键词： Ag-Cu binary alloy   Ag-Sb binary alloy   modified molecular interaction volume model(M-MIVM)   vapor-liquid phase equilibrium   activity  

摘要： The modified molecular interaction volume model(M-MIVM)was used to calculate the activity values and their deviations from experimental data for Ag-Cu and Ag-Sb binary ***,theoretical vapor-liquid equilibrium phase diagrams(T-x-y and p-x-y)were plotted via combining M-MIVM and vacuum *** vapor-liquid phase equilibrium(VLE)experiments were conducted on the Ag-Cu alloy at 1500-1560 K and 10-15 Pa and Ag-Sb alloys at 950-1350 K and 10 *** results showed that the average relative deviation and average standard deviation of activity were lower than 5%and 0.02,respectively.A comparison of theoretical and experiment results for VLE revealed that the simulated data on the T-x-y diagram were well consistent with experimental ***,the VLE phase diagrams can serve as a guide in vacuum separation experiments and industrial production for Ag-Cu and Ag-Sb binary alloys.