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关键词： Dy   铸造缺陷   锥形热顶   数值模拟  

摘要： 设计了一种锥形热顶,利用ProCAST软件对高纯镝(Dy)铸锭真空模铸过程进行数值模拟,探究了热顶锥段高度及锥度对Dy铸锭凝固时缺陷分布的影响。结果表明,锥形热顶能够明显改善铸锭内部缺陷。当锥段高度为130 mm,横截面尺寸为120 mm×126 mm时,铸锭液穴深度最浅,缩孔体积最小,为11.78 cm3。铸锭底部与边部组织为细小的等轴晶和发达的柱状晶,中心部位组织为等轴晶。

关键词： 40CrNi4MoV钢   保温时间   显微组织   塑性变形   晶粒细化  

摘要： 高强度大口径阶梯厚壁管是决定多种重要装备服役性能的关键部件,明确其显微组织特征与力学性能参数具有重要意义。利用光学显微镜、背散射电子衍射技术对比分析了阶梯厚壁钢管所需铸锭材料40CrNi4MoV钢的保温时间对晶粒尺寸变化和显微组织的影响。研究结果表明,在始锻温度为1200℃的条件下,保温时间较短时,镦粗过程中易引起内部开裂。在塑性变形条件下,保温时间对晶粒组织细化的影响效果不明显,通过EBSD方法研究发现不同晶粒方向的晶粒之间的微观组织发生了明显变化。高温塑性变形细化晶粒依然是最为有效的方法,后续进行生产工艺优化时可进行相应调整。

关键词： 二元合金   热物性   分子动力学  

摘要： 选用LAMMPS软件中的EAM势，对Mg-Al合金进行了分子动力学模拟。构建了不同原子数配比的Mg-Al合金模型，研究了不同含量的Al对Mg-Al合金热物性和原子结构的影响。基于能量-温度曲线与比热容-温度曲线，对升温过程中的合金熔点以及熔化焓进行了研究。结果表明，随着Al含量的增加，Mg-Al合金的熔点先减小后增大，当Al原子含量为50%时，熔点最低。合金的密度和比热容都是随着Al含量的增加而减小，热导率随着Al含量的增加先升高后降低。模拟表明，在升温过程中，Mg-Al中会可能产生α-Mg3Al2共晶体杂质，影响整个合金体系的比热容和熔化焓。

关键词： PMO   4Cr13模具钢   原位熔炼   中心缺陷   凝固组织   偏析  

摘要： 4Cr13模具钢铸锭凝固过程易形成缩孔、裂纹和宏观偏析等缺陷,严重影响产品品质和材料收得率。采用原位熔化冷却法研究了缓冷条件下脉冲磁致振荡(PMO)处理对4Cr13钢铸锭凝固组织和元素偏析的影响。结果发现,未经PMO处理的铸锭为全柱状晶组织,出现严重的中心缩孔和裂纹,且元素偏析严重。但PMO处理铸锭的中心缩孔和裂纹完全消失,且等轴晶区面积达到铸锭横截面积的50%以上;铸锭心部C含量得到有效控制,PMO处理后4Cr13的心部C含量降幅为12.94%,且C和Si、Cr元素含量波动明显减小。PMO处理显著细化4Cr13钢的枝晶组织,一次枝晶长度减小了约70%。

标准号: GB/T 18964.1-2025

摘要： 本文件规定了抗冲击聚苯乙烯(PS-I)热塑性塑料材料的命名系统，该系统作为分类基础。 不同类型的抗冲击聚苯乙烯塑料材料用下列指定的特征性能的值以及推荐用途和(或)加工方法、重要性能、添加剂、着色剂、填料和增强材料等为基础的一种分类系统加以区分： a)　维卡软化温度; b)　熔体质量流动速率; c)　简支梁缺口冲击强度; d)　弯曲模量。 本文件适用于所有以聚苯乙烯和(或)烷基取代苯乙烯与苯乙烯的共聚物为连续相、以丁二烯的橡胶相为分散相的两相聚合物体系的抗冲击聚苯乙烯塑料。 本文件适用于粉状、颗粒或碎粒状等常规形状的，未改性或经着色剂、添加剂、填料等改性的材料。 本文件不适用于可发性材料。 本文件不意味着命名相同的材料必定具有相同的性能。本文件不提供用于说明材料特殊用途和(或)加工方法所需的工程数据、性能数据或加工条件数据。如需，采用GB/T 18964.2中规定的试验方法确定这些附加性能。

标准号: GB/T 6594.1-2025

摘要： 本文件规定了聚苯乙烯(PS)热塑性塑料材料的命名系统，该系统作为分类基础。 不同类型的聚苯乙烯(PS)热塑性塑料材料用下列指定的特征性能的值以及推荐用途和(或)加工方法、重要性能、添加剂、着色剂、填料和增强材料等为基础的一种分类系统加以区分： a) 维卡软化温度; b) 熔体质量流动速率。 本文件适用于所有无定型的聚苯乙烯均聚物。本文件适用于粉状、颗粒或碎粒状等常规形状的，未改性或经着色剂、添加剂、填料等改性的材料。 本文件不适用于可发性聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、苯乙烯衍生物的均聚物和用其他聚合物(如弹性体)改性的聚苯乙烯产物。 本文件不意味着命名相同的材料必定具有相同的性能。本文件不提供用于说明材料特殊用途和(或)加工方法所需的工程数据、性能数据或加工条件数据。如需，采用GB/T 6594.2中规定的试验方法确定这些附加性能。

关键词： 纤维素   能源材料   渗水预警   智能分类   传感  

摘要： 纤维素作为自然界中含量丰富的可再生生物基资源,具有来源广泛、可生物降解、力学性能优异等特点。随着科技的不断进步,基于纤维素材料的研究与开发逐渐成为材料科学与工业应用的热点领域。本论文以纤维素作为构筑单元,通过真空抽滤、原位聚合、定向冷冻、真空浸渍等方法将其他功能性有机和无机构建单元集成到纤维素框架中,获得独立的多维纤维素基导电材料。基于这些材料独特的优势,将其应用于绿色能源领域,包括蒸腾驱动发电机、生物基锌空气电池和摩擦纳米发电机,并开发这些能源器件在环境监测与智能传感领域的应用。主要研究内容及结果如下: （1）通过真空抽滤纳米纤维素制备纤维素膜,以此为基底原位聚合二硫化钼制备亲水性纤维素/二硫化钼导电膜,基于该材料构建了蒸腾驱动发电机,并应用于土壤环境的渗水监测系统,即电阻响应型渗水诱发地质灾害-早期预警系统（SIGH-EWS）,实现实时监测与早期预警。研究发现,二硫化钼以纳米花状结构均匀包覆在纤维素基底表面,提供了大的比表面积和更多的活性位点,同时纤维素/二硫化钼膜展现出强亲水性。基于伪流动和双电层机制,纤维素/二硫化钼蒸腾驱动发电机实现对极少量水（5μL）的电响应,并且在连续50次滴水循环中表现出优异的耐久性和电化学稳定性。纤维素/二硫化钼膜作为渗水传感器适用于不同类型的土壤,通过模拟土壤渗水实验,该装置能够监测土壤中水至上而下和至下而上方向的渗流情况,并且对油类物质具备抗干扰能力。基于纤维素/二硫化钼渗水传感器的电阻型SIGH-EWS系统,通过设定电阻差阈值,实现自动报警功能,确保在渗水发生时能够及时采取应对措施。 （2）基于亲水性纤维素/二硫化钼渗水传感器在高湿土壤环境中的应用局限性,通过调整纤维素的开纤化功率,增加了纳米纤维素膜的孔隙率,并对其进行硅烷化改性处理,赋予其疏水性,再经原位聚合二硫化钼制备了疏水性纤维素/二硫化钼膜。该膜的接触角为118.9°,且沿厚度方向,中间层的疏水性高于表层。在相同尺寸条件下,与亲水性纤维素/二硫化钼蒸腾驱动发电机相比,疏水性纤维素/二硫化钼蒸腾驱动发电机能够承受更多的水量,20μL的水即可产生0.6 V的输出电压和2.98×10-6 W cm-2的最大面积输出功率,在高湿环境下可持续发电约4.7 h。因其对水的高敏感性和在高湿度环境中具有更好的稳定性和抗干扰能力,疏水性纤维素/二硫化钼渗水传感器在不同土壤环境和气候条件下均展现出稳定性和可靠性,实现了对水和水位变化的快速响应（响应可达秒级）和准确检测。基于此,设计了可编程SIGH-EWS系统,该系统基于疏水性纤维素/二硫化钼渗水传感器,实现了远程监控与管理的便捷性。 （3）针对蒸腾驱动发电机在能源与传感集成方面存在的不足,借鉴仿生细胞骨架的设计理念,以定向结构的细菌纤维素气凝胶为骨架,通过真空浸渍丝素蛋白/钙离子溶液,构建了双网络纤维素离子水凝胶,将其作为固态电解质组装应用于锌空气电池。在双网络纤维素离子水凝胶结构中,细菌纤维素网络作为维持离子水凝胶结构完整性的支撑框架,丝素蛋白作为渗透相,其稀疏的微晶交联结构和延展性特征使离子水凝胶能够有效将局部产生的机械应力分散到更大的区域,从而在整个材料中耗散能量,钙离子赋予水凝胶离子导电能力。双网络纤维素离子水凝胶表现出优异的拉伸强度和断裂韧性(断裂能约为900 J m-2),在长期循环载荷下仍能保持稳定的电阻。组装的锌空气电池具有优异的电化学性能(1.31 V的稳定开路电压和0.4 m W cm-2的最大功率密度)和环境适应性,可作为SIGH-EWS系统中物联网芯片组的能源供应来源。纤维素离子水凝胶基锌空气电池对水位变化高度敏感,作为自供能智能传感器用于渗水预警。特别是在土壤环境中,渗水传感器能够灵敏地检测水位变化,并通过物联网平台实现远程预警信号的传输。 （4）基于双网络纤维素离子水凝胶的结构和力学性能,通过调节丝素蛋白/氯化钙的质量比,并采用结构重塑策略制备了抗疲劳纤维素离子水凝胶。研究表明,抗疲劳纤维素离子水凝胶在刚性细菌纤维素和粘弹性丝素蛋白双网络结构的协同作用下,呈现出典型的J形特征和韧性断裂行为,具有良好的抗裂纹扩展能力。通过高分辨率同步辐射小角X射线散射技术,进一步揭示了拉伸诱导的细菌纤维素网络结构重塑对断裂韧性的贡献。基于抗疲劳纤维素离子水凝胶的单电极摩擦纳米发电机在极端条件下表现出卓越的耐久性,适用于需要长期承受机械刺激的应用场景,如智能分拣和自动操作。将其集成到机械手,通过利用机器学习模型对不同介电球体的摩擦电信号进行深入训练和分类,实现了对不同材质球体的高精度识别,分类准确率达到97.2%,展示了其在触觉感知和智能分类中的应用潜力。

关键词： 超大型高温合金涡轮盘   再结晶限度   微观组织交互作用   组织演变模型   工艺优化方法  

摘要： 重型燃气轮机是高效的热-功转换类发电设备,具有保障国防安全与国家能源安全的关键战略价值。重型燃机中的涡轮盘是承受高温大应力的核心热端部件,为实现H级重型燃机的自主化研制,急需掌握Φ1000mm级超大型高温合金棒材锻坯以及Φ2000mm以上超大型高温合金涡轮盘制备技术。GH4169合金是新型重型燃气轮机超大型涡轮盘的首选材料,因此需要探明合金的热加工特性,并统筹考虑国内设备及工艺等各方面的因素,提出适用于超大型涡轮盘热加工制备过程的集成工艺设计方法。 本文以超大型GH4169合金铸锭开坯和涡轮盘锻造过程中的关键工艺为研究对象,对镦拔开坯和模锻加热及成形过程中的组织演变规律进行理论研究,并对实际生产中涉及的温度监测、载荷预测、组织调控、开裂控制等问题提出综合解决方案,旨在实现超大型高温合金涡轮盘制备过程中的组织调控与工艺优化。本文主要内容包括: (1)针对GH4169合金不同热加工工艺阶段的工艺设计需求,分析铸态、均匀化态和不同晶粒尺寸锻态合金的热变形行为,研究合金对应于整个热加工过程中的流变应力变化和组织演变机理。研究发现合金经均匀化热处理后热变形性能提升但不易实现组织细化,晶粒尺寸较小的合金更容易再结晶且具有更优良的热加工性能。同时,本研究扩展了指数应变硬化模型并构建合金微观组织与流变应力的联系,从位错理论角度实现对不同微观组织合金的流变应力预测,提出合金微观组织特征量以评价合金的再结晶能力。通过深入研究合金的再结晶限度与变形参数和微观组织的关联性,获得制备过程中工艺参数设计的定量准则。 (2)针对GH4169合金热加工过程中晶粒组织调控的需求,分析合金在不同加热温度下的晶粒长大和经历不同热变形历史后的晶粒长大,明晰了晶粒长大行为之间的差异取决于析出相、孪晶界与晶粒组织的交互作用。所构建的δ相演变动力学模型对相分数和粒子尺寸实现精准预测,提出δ相钉扎效应影响因子以表征δ相对于晶粒长大行为的影响。系统分析合金的孪晶界演变行为并构建孪晶界密度的表达式,提出了界面联结点钉扎效应影响因子,以表征受孪晶界演变控制的界面联结点对于晶粒长大行为的影响。 (3)提出了 GH4169合金热加工制备的集成式控制模型的构建理论和实验方法,完善合金热加工过程传热模型的边界条件,分析并选用不同热加工阶段的本构模型与开裂判据模型,构建了完整的合金微观组织演变模型以适用于从加热至变形后冷却的全部热加工场景以及每个场景所有具体时刻下的微观组织预测,并解决多道次计算中的各道次数据衔接问题。将合金的传热行为、本构关系、组织演变和开裂预测等方面与有限元计算耦合,为开展超大型涡轮盘制备过程中的组织调控与工艺优化研究提供综合解决方案。 (4)提出适用于GH4169合金热加工过程中的组织调控与工艺优化方法,并以超大型合金铸锭开坯和涡轮盘锻造过程为例,对合金部件的全程热加工制备提供针对性预案或解决方案。精准预测铸锭开坯和涡轮盘锻造全过程微观组织演变,在此基础上通过调整热加工参数实现对微观组织的精确调控。对热加工工艺及模具结构进行协调优化设计,在满足设备载荷极限的情况下满足合金棒材坯料和涡轮盘锻件的组织要求与成形要求。 综上,通过对GH4169合金热加工各工艺阶段微观组织演变的研究和超大型涡轮盘制备过程数值模拟模型的构建,统筹考虑国内设备及工艺等各方面的因素,解决微观“尺寸效应”(均匀化热处理后铸锭晶粒组织粗大)引发的组织细化难题和宏观“尺寸效应”(超大型涡轮盘的实际尺寸过大)引发的区域性组织演变差异,形成超大型GH4169合金涡轮盘制备的组织调控与工艺优化方法,并为其他高温合金产品的制备提供理论依据与技术借鉴。

关键词： 纳米金属   极小晶粒尺寸二元合金   热稳定性   晶粒长大   力学性能   电输运性能  

摘要： 纳米金属材料因其具有晶粒尺寸较小、晶界含量较高的特点在很多领域得到广泛应用。晶粒细化后材料内部存在的高密度的缺陷导致其结构具有本征的不稳定性。一方面,晶粒细化后材料的某些热力学性质会发生变化;另一方面,对于合金体系而言,缺陷会成为溶质原子快速扩散的通道加速原子的扩散,纳米材料中大量的三叉线和四极点会充当形核的位点,降低形核能垒。纳米结构中晶粒长大与析出行为存在共生的现象导致单独研究纳米晶粒尺寸中沉淀物形核与晶粒长大异常困难。 在纯金属Cu、Ni及低合金含量的二元合金中,当晶粒尺寸细化至某一临界尺寸时,会诱发晶界弛豫机制,高能态晶界自发转变为低能态,提高稳定性。这一突破性进展为研究纳米金属材料中晶粒尺寸对第二相沉淀行为的影响提供了可能。同时,晶界驰豫为纳米金属材料引入了新的结构特征。材料结构的变化将引起性能的改变。纳米合金材料在诱发晶界弛豫后其输运性能是否会发生变化同样是一个亟待探究的方向。 本工作中通过高压扭转技术在两种典型的合金体系中(溶质原子部分固溶的Ni-Cr合金和完全不固溶的Cu-Co合金)制备极小晶粒尺寸纳米晶,并成功将晶界弛豫引入合金中。系统研究了极小晶粒尺寸纳米合金的微观组织、退火行为、力学性能、以及探索塑性变形制备极小晶粒尺寸纳米合金的电输运性能。主要研究结果如下: 利用高压扭转技术在溶质原子部分固溶Ni-Cr合金和完全不固溶Cu-Co合金中制备出元素分布均匀的具有极小晶粒尺寸的过饱和固溶体。极小晶粒尺寸二元合金具有典型的晶界弛豫特征。 Ni-48 at.%Cr合金的晶粒长大和析出行为均存在明显的尺寸效应,即晶粒尺寸越小,晶粒长大和第二相长大速度越慢。微观结构表征结合动力学分析表明,极小晶粒尺寸纳米晶第二相粗化的控制因素由晶格扩散转变为晶界扩散。同样,极小晶粒尺寸Cu-Co样品的晶粒粗化长大温度显著提升。从扩散系数的角度分析,晶界弛豫效应可以提高纳米合金的稳定性。 塑性变形制备的过饱和固溶体Cu-Co合金的电阻率在外磁场的作用下降低,并且晶粒尺寸会影响塑性变形合金的磁电阻。两种合金成分的极小晶粒尺寸Cu-Co合金表现出反常的温度依赖性,呈现出温度越高、磁电阻越大的趋势。反常的温度依赖性与晶界处的无序自旋钉扎有关。 对不同晶粒尺寸的Cu-30 at.%Co合金进行反常霍尔效应测试的结果表明反常霍尔效应呈现随晶粒尺寸减小而增加的趋势。当晶粒尺寸细化至14 nm时,Cu-30 at.%Co合金的反常霍尔电导率能够到达1300Ω-1×cm-1。使用Tian-Ye-Jin关系进行标度分析发现变形样品的反常霍尔效应由本征机制主导,不同晶粒尺寸样品的本征机制变化导致反常霍尔效应的变化,意味着Cu-Co合金中极小晶粒尺寸结构会对反常霍尔效应产生影响。这一研究表明极小晶粒尺寸弛豫纳米晶结构除了具有优异的结构稳定性外,还可以调控材料的功能性。

关键词： 战国策   史记   纵横家书   苏秦   刘向   故事拆分  

摘要： 本文对《战国策》所见苏秦材料进行了整理与分析。在搜集与整理《史记》和《战国纵横家书》所见苏秦材料的基础上,以文本对勘与史实梳理为主要研究手段,对《战国策》所见苏秦材料进行合理的分类,并厘清刘向在集录《战国策》的过程中,对苏秦相关材料的搜集与处理手法。文章共分为五部分内容。 第一章,《战国策》苏秦材料的来源及分类。首先,简要介绍《战国策》所见苏秦材料在各国《策》的分布与基本来源情况,厘清这部分材料的主要性质。其次,由于《战国策》中的苏秦材料带有浓厚的“纵横色彩”,通过分析苏秦游说辞、往来书信等相关材料的形成可以洞悉刘向与司马迁分别对这类材料的整合与处理,明晰苏秦材料真假混乱的原因。 第二章,《战国策》苏秦合纵五国游说辞类材料。首先,分析以赵、齐为核心合纵的历史背景,《史》《策》对苏秦合纵的记载围绕他事赵行合纵展开,既是为了对抗秦国东进扩张,又是为了间齐工作的开展。其次,《战国策》是对纵横者言的系统汇编,正是这一性质决定了这类材料的系统化与模式化,具有明显的特点,明晰苏秦合纵游说辞的分类依据与特点有利于更好地识别与把握这部分材料。最后,通过分别梳理以苏秦事赵、入秦两部分游说辞的内容可以发现,《战国策》所见苏秦合纵游说辞类材料原本出于一个完整的故事体系,而刘向在处理材料的过程中对核心故事进行了拆分。 第三章,《战国策》苏秦事燕间齐游说辞类材料。首先,阐释苏秦事燕间齐的历史背景,燕、齐矛盾由来已久,苏秦为报燕昭王的知遇之恩,因此甘愿入齐行间。其次,苏秦为燕间齐的事迹广见于传世文献,《战国纵横家书》的出土更进一步地印证了苏秦间齐的史实,而入齐为间也决定了这部分材料势必围绕“间”的内容展开,孤齐、弱齐是苏秦间齐的工作着力点,明晰这些特点有利于更好地研究这部分材料。最后,苏秦事燕间齐游说辞类材料依据其故事类别可分为苏秦弃赵事燕与诱齐攻宋两类,二者的节点为苏秦入燕前后。 第四章,《战国策》苏秦间齐攻宋往来书信类材料。苏秦往来的书信类材料主要见于《战国纵横家书》,也有部分见于《战国策》。这类史料以齐在五国合纵攻秦期间趁机伐宋,导致合纵攻秦失败为背景,全部是苏秦与燕王、齐王的通信。因书信类材料具有公信性质,符合上行文书的定义规范,故具有格式化、文书化等特点。总体而言,苏秦往来书信类材料的可信度与文本的原始性在苏秦的各类材料中居首位。 第五章,《战国策》苏秦材料编纂的基本手法。刘向集录《战国策》时,依据国别进行材料分类,故苏秦材料在《战国策》中的分类也因受到国别体例的限制而导致其核心故事被拆分以及三苏事迹混乱。刘向善于对文本进行“事语体”改造,处理苏秦的书信类材料时也往往交代背景与结果,将书信转换成对话的形式,并按国别散于各国《策》。司马迁则受制于书信的篇幅体例和文本性质,不能在《苏秦列传》中对其有充分的体现,因此只吸收了书信类材料的主干内容,而不能体现其格式。