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关键词： 体心立方铁   二元合金   原子行位移能   堆垛层错能   固溶软化  

摘要： 采用第一性原理计算研究了体心立方(bcc)Fe的4种二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)低温低浓度下固溶软化行为的机制,发现低温低浓度下的固溶软化行为由双扭结形核控制,由溶质原子直接引起双扭结形核势垒降低为固溶软化的本征机制,而由溶质原子对间隙原子清除减少双扭结形核为固溶软化的外部机制.分别计算了bcc Fe的4种二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)中反映双扭结形核势垒的原子行位移(ARD)能和堆垛层错(GSF)能.计算结果表明,仅Cr可微弱降低ARD和GSF能,而Co,Mo,W均引起ARD和GSF能升高,因此,依据固溶软化的本征机制,仅Cr引起固溶软化,而Co,Mo,W均引起固溶强化.Cr,Mo,W与周围Fe原子均为反铁磁相互作用,Co与Fe为铁磁相互作用.尽管铁磁/反铁磁相互作用与价电子数(电子构型)具有一定相关性,双扭结形核势垒并不与价电子数(电子构型)明显相关.进一步的计算表明,双扭结形核势垒与其结合能呈现正相关关系,Cr与Fe结合能减弱,因此双扭结形核势垒降低,而Co,Mo,W与Fe结合能增强,因此双扭结形核势垒升高.而结合能并未表现出与原子半径、电子数(电子构型)的明显相关性,因此,双扭结形核势垒并不与原子半径、电子数(电子构型)明显相关.依据本征机制,Co,Mo,W与Fe的结合能增强引起双扭结形核势垒升高,因此为固溶强化,其二元合金低温低浓度下的固溶软化行为无法用本征机制解释,需要考虑外部机制(如间隙C原子的作用),而Cr二元合金的固溶软化行为可能为本征机制.

关键词： 水下目标   回波   特征提取   材料分类  

摘要： 针对水下目标材料的分类问题,提出了一种基于多域特征提取的水下目标材料分类方法.将目标回波信号的时域自回归(AR)系数、倒谱域特征、时频联合域的谱峰及谱峰频率相结合,实现了对金属、岩石、塑料、橡胶4类水下目标材料的分类,并利用消声水池的实测数据来验证该方法的有效性.结果表明,对于4类材料的仿真数据,所提方法的分类正确率均高于80%,且利用多域特征的效果明显优于利用单一特征.对于塑料和金属的实测数据,在信混比不小于0 dB时,所提方法的分类正确率可达80%以上.该方法对目标大小或形状等几何特征的差异具有较好的鲁棒性.

关键词： 迁移规律   等离子体区域熔炼   分配系数   钇   去除效率  

摘要： 利用等离子体区域熔炼提纯金属钇,获得了区熔提纯过程中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的迁移规律。计算结果表明,金属钇中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等常见杂质的平衡分配系数分别是0.2173、0.2201、0.5065、0.1586、0.1742和0.8576。由于上述杂质平衡分配系数小于1,杂质在液相中的溶解度大于固相溶解度,所以从理论上可判断出Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质将随着熔区移动富集在金属钇锭的尾端,也就是最后凝固区。实验结果证明了该理论预判的准确性。此外,探究了区熔次数与杂质迁移的内在联系,结果表明:随着区熔次数由5次增加至10次,杂质在金属钇锭尾端富集程度增加,即去除率升高。10次区熔后,Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的去除率分别为45.71%、61.54%、33.98%、64.15%、52.14%和46.28%。由于上述杂质饱和蒸气压与金属钇接近,所以很难通过常规方法予以去除。等离子体区域熔炼提纯金属钇的研究为制备高纯钇提供了一种新方向。

关键词： 高光谱成像   极限学习机   伪装目标   图像分类  

摘要： 高光谱成像技术能够综合利用光谱信息与空间信息,为目标精确识别提供了一种可行方案,广泛应用于军事目标特性分析与伪装目标分类等方面。针对伪装物与真实目标光谱相似度高、分类与探测精度低的问题,提出了一种基于高光谱成像与极限学习机(extreme learning machine,ELM)的伪装目标分类方法。该方法通过研究伪装物与真实目标之间的光谱特性,寻找识别伪装的“窗口波段”。利用光谱降维方法找出最适合伪装目标分类的特征,进而将提取的特征作为ELM多分类模型的输入,完成分类任务。以草地背景中伪装材料的分类为例,利用野外拍摄的高光谱图像进行实验。结果表明,所提方法的分类精度达到了97.27%,其分类效果优于其他对比分类算法,为伪装目标分类提供了一种有效的方法。

关键词： Cu-3Ni-0.96Si-0.15Mg合金   凝固组织   数值模拟   CAFE模型  

摘要： 采用ProCast软件中CAFE(元胞自动机有限元法)模型模拟计算了Cu-3Ni-0.96Si-0.15Mg铸锭凝固过程中枝晶生长组织演变过程,并将预测的凝固组织与实验微观组织进行了对比,验证了模型的准确性。结果表明,模拟预测的凝固组织与实验基本一致,说明该模型可以很好地模拟实际凝固组织。然后,利用此模型模拟研究了过热度以及形核密度对铸锭凝固组织的影响。结果表明:增大形核率以及适当降低浇注温度可以明显细化晶粒,提高等轴晶区的占比,当过热度为20℃,最大形核密度为1×10^(9)m^(-3)时,铸锭凝固组织几乎为等轴晶组织,其等轴晶区占比达到92.34%。

关键词： 真空熔炼   定向凝固   金属镥   蒸发   分凝  

摘要： 高纯镥作为稀土金属,有着重要研究价值。文章通过理论计算分析了真空电子束熔炼和定向凝固下镥锭中杂质Fe和Al的分布,研究了蒸发和分凝效应耦合作用下金属镥的提纯效果以及影响机制。结果表明,电子束定向凝固金属镥过程中,虽然杂质Al的饱和蒸气压大于Fe杂质的饱和蒸气压,但Fe杂质蒸发传质系数大于杂质Al。金属镥中杂质Fe和Al分布不仅受固液界面分凝的控制,还受气液界面蒸发的控制,金属镥锭高度60%以下区域的Fe含量由4.836×10^(−3)降低到了6.2×10^(−5),Al含量由7.75×10^(−4)降低到了3.3×10^(−8),有着较好的提纯效果。熔炼温度和凝固速率是影响电子束定向凝固镥金属过程中杂质分布的两个重要参数。一个纯度较高且分布均匀的镥金属锭可以通过合理控制熔体温度和凝固速率来获得。

关键词： 实践教学   教学效果评价   产出导向   材料成型及控制工程专业  

摘要： 在高校顺应时代要求确立创新型、应用型人才培养目标的情况下,实践教学已成为高校教育教学研究的热点之一,准确评价实践教学效果就成了必然且重要的内容。郑州航空工业管理学院材料成型及控制工程专业在培养方案修订工作中,通过对实践类课程进行分类,重构各类实践课程对毕业要求指标点的支撑关系矩阵,调整课程目标、教学内容、教学手段,强化教学过程对教学目标的支撑,以确保学生达成毕业要求。

关键词： 钼   强塑积   变形孪晶   TWIP效应  

摘要： 采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)C_(2)Mo_(1)合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°<111>变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08 MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23 GPa·%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。

关键词： 镍基高温合金   复合型碳化物   冷却速率   凝固偏析   有限元模拟  

摘要： 由于高温合金铸锭由外向内凝固的原因,铸锭不同部位的冷却条件存在差异。当铸锭尺寸增大时,铸锭内部元素偏析情况加剧并产生粗大的析出相。为合理控制GH3536合金电渣重熔(ESR)铸锭内碳化物分布,为铸锭大型化发展提供理论基础,研究了铸锭不同部位元素偏析及碳化物的演变过程。结合实际工业生产情况,在实验室条件下采取定向凝固试验和MeltFlow-ESR有限元数值模拟等方法,研究了冷却速率和碳化物形貌及二次枝晶间距之间的关系。结果表明,凝固过程中Mo、W、Cr元素的偏析是碳化物形成的重要原因;随着冷却速率的提高,二次枝晶间距与碳化物面积分数均降低,较低的冷却速率使枝晶间距增大,易于形成M6C/M23C6复合型碳化物;其中一次枝晶间距λ1与冷却速率R_(c)呈λ_(1)=396.78G^(-0.5)Rc^(-0.25)的正比例关系(G为凝固界面前沿的温度梯度),二次枝晶间距λ_(2)与冷却速率呈λ_(2)=102.74Rc^(-0.36)的指数关系。对比工业铸锭生产情况与实际模拟结果发现,所得试验结果与数值模拟结果对应良好;进一步研究发现,熔化速率为230 kg/h时有利于获得均匀致密的凝固组织。

关键词： 伪蛋白   合成   聚合物   载体   组织工程  

摘要： 伪蛋白是一种新型合成生物可降解材料,以氨基酸为基本结构单元,它与蛋白质不同的是除了含有肽键外,还含有其他连接基团,这种结构使其既具有蛋白质的优良特性,又具有良好的力学性能、热性能、可调节的物理化学性能以及优异的细胞相容性和3D微孔结构等性质,因此伪蛋白能够有效应用于载体、伤口愈合、组织工程等生物医药领域。本文首先综述了目前所研究的伪蛋白的类型,包括非功能性和功能性伪蛋白两类;之后详细阐述了缩聚合成伪蛋白的方法,包括溶液缩聚、界面聚合、熔融缩聚、开环聚合四种方法;接着归纳了伪蛋白生物材料在药物载体、基因载体、组织工程、创面敷料等方面的应用;最后,对伪蛋白生物材料在合成路线及应用方面未来的发展进行了探讨和展望。