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关键词： Fe-Cr   合金   富   Cr   沉积   动力学   Monte-Carlo   模拟   粗粒化方法  

摘要： 本文建立了一种全新的将动力学Monte-Carlo粒子模拟与基于归一化Gauss函数基组的质量密度场空间粗粒化模型耦合的杂化模拟算法.采用该杂化模拟算法,系统对比研究了4种Cr原子含量分别为12.8%,20.0%,30.0%和40.0%的Fe-Cr合金中Cr相在温度为673 K下的时效析出动力学机制,及其时效不同阶段微观组织形貌的演变规律.研究得出Fe-Cr(12.8%)合金富Cr相时效组织形貌呈现孤立颗粒状空间分布形态,时效机制属于形核-长大(NG)机制;对于Fe-Cr(30.0%)和Fe-Cr(40.0%),富Cr相时效形貌在形核-生长及熟化阶段均呈现为三维蠕虫状空间分布特征,时效机制属于条幅分解(SD)机制;对于Fe-Cr(20.0%)合金,其富Cr相组织演化特征介于NG和SD机制之间.研究进一步发现Cr原子短程序参量可用来分析富Cr相形核-生长阶段Fe-Cr合金原子尺度结构的演变,但对于时效熟化阶段微观结构组织变化不敏感.基于空间粗粒化后Fe-Cr合金微观组织形貌,进一步分析了4种Cr原子含量下Fe-Cr合金相变动力学参数如富Cr相体积分数、平均粒径及相颗粒数密度随时效时间演变.本文建立的质量密度场耦合动力学Monte-Carlo模拟方法,为开发多尺度算法模拟合金时效动力学机制及微观组织形貌演变提供了新的思路和研究基础.

关键词： 晶粒细化   异质形核   晶粒萌生   晶体生长   铝合金  

摘要： 晶粒细化不仅能增强金属铸件的机械性能,还是控制铸造缺陷的有效机制。因此,了解晶粒细化具有重要的理论和实践意义。本文主要综述了铝合金凝固过程晶粒细化领域的最新理论进展,以及据此开发的新型细化剂和细化技术。根据凝固过程的发生顺序,依次介绍了异质形核、晶粒萌生及限制生长3个阶段的最新认识。同时,从影响这3个环节的主要因素入手,即界面结构、颗粒特征(形态、尺度和空间分布)和溶质元素组成,介绍了近十年来研究者们在新型细化剂设计及细化技术开发上做出的努力和取得的成效。

关键词： 中国   中新世   玛姆象类   轭齿象属   中新乳齿象属  

摘要： 中国中新世的轭型齿长鼻类化石虽然分布广泛,但材料稀少,分类上经历了从多个轭齿象(Zygolophodon)种到全部归为戈壁轭齿象(Zygolophodon gobiensis)一个种的状态。戈壁轭齿象既包含轭型化程度较高的纤细型也包含介于轭型齿和丘型齿中间的粗壮型。最近,随着粗壮型被归入中新乳齿象属(Miomastodon)以及新材料的发现,有必要对中国中新世的轭齿象类进行重新厘定。结合已知的纤细型轭齿象颊齿材料和新发现的玛姆象科(Mammutidae)材料,对中国中新世轭齿象类材料进行研究,认为轭型化程度较高的纤细型种类包括内蒙古轭齿象(Z. nemonguensis)、格氏轭齿象(Z. gromovae)、集宁轭齿象(Z. jiningensis)、庆义轭齿象(Z. chinjiensis)以及归入小龙潭嵌齿象(Gomphotherium xiaolongtanensis)的两件标本,都应该归入传统意义上的轭齿象属,因为它们臼齿齿脊尖锐,主齿柱前后新月嵴成细嵴状,中心小尖消失或发育很弱,副齿柱中附锥分裂,轭齿嵴发育,侧视齿柱呈?形,齿谷V形,这些零散的颊齿形态与欧洲苏黎世轭齿象(Z. turicensis)正型标本相似,由于材料比较缺乏,暂将其归为苏黎世轭齿象相似种(Zygolophodon cf. ***)。来自甘肃和政、内蒙古通古尔、宁夏同心和新疆准噶尔的新材料,轭型化程度较低,对应于介于轭型齿和丘型齿之间的粗壮型,将其分别归入中新乳齿象属的戈壁种(Miomastodon gobiensis)和同心种(M. tongxinensis)。与戈壁种相比,同心种的臼齿主齿柱前后新月嵴发育更弱,前后中心小尖更大。地质时代及地理分布表明,早中新世至中中新世中国北方的轭齿象类主要以Miomastodon为主。新材料的发现和对整个轭齿象类的重新厘定,为玛姆象类从欧亚大陆向北美的扩散以及在中国本土的演化提供了证据。

关键词： 流变凝固   流变形核   流变长大   随流半固态成形  

摘要： 基于半固态流变铸造过程中流变与凝固强耦合的特点,提出了流变碰撞形核和流变合并长大的流变凝固理论。理论认为,在强烈流动条件下,经典的结构起伏形核理论不再适用,液态金属中原子团簇(晶胚)间的碰撞合并形核成为主要形核机制,流变形核率是经典结构起伏形核率和流变碰撞形核率之和;在强烈流变条件下,初生固相之间接触碰撞,进而合并粗化长大是流变成形过程初生相长大与演变的主要机制。基于该流变凝固理论,提出了随流半固态铸造技术(SSMF)。该技术包括半固态熔体的流变制备、流变充型和流变凝固成形3个基本步骤。液态金属在流变充型的过程中随流形核和长大,并在随后的半固态成形过程发生演变和剩余液相的凝固。实现了浆料制备与工件的半固态成形制造无缝连接,能够从根本上解决半固态浆料制备、输送与充型过程的氧化、吸气等问题,是材料制备与成形一体化的零件成形新技术。

关键词： Al⁃2%Mg铝合金   热处理温度   阳极氧化处理   铸锭组织   表面性能  

摘要： 为构建铝材金属组织与阳极氧化表面性能的关联性,以工业化半连续铸造工艺制备的Al⁃2%Mg高纯度扁锭为对象,在300~550℃温度范围内进行热处理,再进行常规参数阳极氧化处理,通过光谱仪、扫描电镜、光学显微镜、分光测色仪、雾影仪等研究了热处理温度对金属组织和阳极氧化表面性能(粗糙度、光泽度和雾影值)的影响。结果表明:随着热处理温度升高,阳极氧化后表面粗糙度逐渐降低,光泽度和成像清晰度升高,雾影值降低。这些表面性能的变化与第二相的析出及回溶密切相关。

关键词： 含镍合金   电催化析氢   材料制备  

摘要： 能源危机和环境污染引起了人们的广泛关注,因此促进了清洁、可持续的氢能资源的研究。在高活性、稳定的含镍合金催化剂的帮助下,电解水制氢有望成为一种廉价、高效的氢能生产策略。近年来,金属合金化被发现是提高镍基催化剂在酸性、中性和碱性介质中电催化析氢反应(HER)性能的有效策略。此综述将重点总结近期含镍二元合金电催化剂的制备及其在析氢应用方面的进展,并简要介绍了电催化析氢的原理。旨在为含镍合金电催化剂的制备,构筑以及应用方面提供一些新的思路。

关键词： Al-8Si合金   润湿性   2520不锈钢   TiO_(2)   MgO  

摘要： 采用改良座滴法对Al-8Si/不锈钢、Al-8Si/MgO和Al-8Si/TiO_(2)体系的润湿性和界面组织进行了研究。从热力学角度讨论了3个体系界面反应产物的形成。结果表明,Al-8Si/不锈钢的界面组织由Fe(Al,Si)_(3)、Al_(7.2)Fe_(1.8)Si和Fe_(2)Al_(5)相组成,而Al-8Si/MgO和Al-8Si/TiO_(2)体系的界面组织主要由不同形貌Al_(2)O_(3)相组成。3种体系的润湿性测试结果表明,Al-8Si熔体在MgO上具有较好的非润湿性能,其平衡润湿角为124°。3种体系润湿性的差异主要与界面产物的性质和粗糙度有关。界面粗糙度测试结果表明,Al-8Si/MgO体系界面粗糙度最大,为1.46μm,主要原因是界面反应过程中Mg的蒸发破坏了界面反应层的形貌,此外Ti的存在促进了Al-8Si/TiO_(2)体系的界面反应,增加了界面反应层的厚度,降低了平衡润湿角。

关键词： In-Bi合金   In-Bi分离   IBO废靶   真空蒸馏   气-液平衡相图   MIVM   活度预测  

摘要： 新型高性能透明导电氧化物薄膜(简称IBO)在加工过程中会产生大量的废料,另外,随着IBO的广泛应用,IBO废靶量也将与日俱增。采用真空蒸馏工艺分离提纯时,In与Bi的饱和蒸气压相近,较难获得满意的工艺参数。气-液平衡(VLE)相图可用于指导真空蒸馏实践,本文以配置的In-Bi合金为原料进行真空蒸馏实验,以获得In-Bi合金的VLE值,并采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度及气液平衡数据,获得以下结论:在压力5~10 Pa、温度1183 K、平衡时间3.17 h条件下,当残留物中In含量为80.80%时,挥发物中铋含量达到97.17%,表明采用真空蒸馏可分离In-Bi合金中的In和Bi;采用分子相互作用体积模型(MIVM)预测了In-Bi合金组元的活度,平均标准偏差分别为±0.0139、±0.007,平均相对偏差分别为±11.216%、±11.4521%,表明采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度是可靠的;采用MIVM预测了In-Bi合金体系的VLE值,与实验值吻合,表明采用MIVM预测铟基合金体系的VLE值是可靠的,且适用于不同摩尔比下的铟基合金,可用于指导真空蒸馏分离铟基合金。本研究为真空蒸馏分离提纯铟基合金或处理含铟复杂物料提供了理论参考。

关键词： 金属增材制造   相场法-有限元法   温度梯度   扫描速率   一次枝晶臂间距  

摘要： 基于开源相场法代码PRISMS-PF所提供的相场法-有限元法计算架构,开展了A356铝合金MAM过程的模拟仿真研究。计算分析了工艺参数(温度梯度与扫描速率)以及初始固相形貌对溶质浓度、一次枝晶臂间距和晶粒形貌的影响,再现了微观偏析、晶粒竞争生长以及二次枝晶臂等现象,并与实验结果进行了对比验证。对比不同工艺参数(温度梯度与扫描速率)情形下的预测结果,发现一次枝晶臂间距随温度梯度与扫描速率乘积的减小而增大,而随着温度梯度与扫描速率的比值逐渐减小,晶粒形貌由平面晶逐渐向胞状晶、柱状晶以及树枝晶转变。对比不同初始固相形貌情形下的预测结果,发现当温度梯度与扫描速率的比值较小时,即液-固界面前沿的成分过冷区越大时,非平整的初始固相形貌对晶粒生长过程造成的影响越明显。

关键词： 自然断点法   材料设备管理   分类分级   评价体系  

摘要： 材料设备管理对工程项目投资管理、质量管控具有至关重要的意义,为此,我们通过课题研究的方式对建筑工程所涉及的材料设备进行研究,逐步形成了一套开放、客观、动态的分类分级管理体系。本文通过建立数学模型,将自然断点法应用于材料设备分级管理中,通过自然断点法聚类的特性避免了分级结果受申报数量的影响,保证了分级结果的客观性。