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关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金   铸锭   第二相   显微硬度   电导率  

摘要： 通过组织表征及性能检测实验对企业大生产半连续铸造技术制备的480mm厚度高合金元素含量Al-Zn-Mg-Cu合金扁锭组织及性能均匀性进行了研究。采用ICP-OES对铸锭不同厚度位置处元素含量变化情况进行了检测，采用OM、SEM等对铸锭不同厚度位置处组织晶粒形貌、第二相种类及含量等进行了表征，采用显微硬度计、电导率测定仪等检测铸锭不同厚度位置处的性能差异。结果表明：铸锭在厚度方向距近表层100～150 mm范围内存在Zn、Mg、Cu合金元素的偏析，且由铸锭壳层表层至心部8 mm范围内分别存在壳层细晶区、不均匀柱状晶区、枝晶和化合物较少的等轴晶区以及局部枝晶和化合物密集分布区四种不同的晶粒组成形貌。铸锭厚度方向近表层位置处二次枝晶数量较少，但随厚向延伸枝晶越来越明显、晶粒尺寸越来越大。除此之外，铸锭厚度方向四分之一位置处存在数量较多的大尺寸非平衡第二相，且该处由于粗大非平衡析出相的存在，显微硬度值最低、电导率值最大，分别为135.6 HV、41.2%IACS。

关键词： 激光定向能量沉积   Fe-Cr-C-Al硬质合金   元素分布   微观组织   耐磨性  

摘要： 采用激光定向能量沉积的方式在316L不锈钢基体上制备Fe-Cr-C-Al硬质合金沉积层。基于实验观测、有限元仿真以及性能试验,系统地研究沉积层元素分布、物相组成和机械性能。结果表明,沉积层中元素分布均匀,Fe、Cr元素沿线扫的波动较大,而C、Al元素较小。沉积层微观组织主要由铁素体基体、晶界残留奥氏体、(Fe,Cr)_(7)C_(3)和(Fe,Cr)_(3)C型碳化物构成。沉积层顶部较高的冷却速率导致晶粒尺寸较小。而底部过渡区由于基体元素的稀释,(Fe,Cr)_(7)C_(3)和碳化物总量减少导致硬度降低。性能测试发现Fe-Cr-C-Al沉积层具有较高的硬度和优异的耐磨性能。

关键词： 药品包装材料   X射线荧光光谱仪   机器学习   KNN   BPNN   RF  

摘要： 目的 构建一种常见纸质药品包装材料的分类预测模型。方法 采用高灵敏度X射线荧光光谱技术对150个纸质药品包装材料样本进行检测,根据超轻元素和金属元素含量差异进行人工分组。数据标准化处理后进行K均值聚类确定最佳聚类数量,主成分分析降维后分别构建K-最近邻算法、反向传播神经网络和随机森林三个机器学习模型,探究不同模型对于分类结果预测判别的准确性。结果“K-最近邻算法”(K-nearest neighbors algorithm,KNN)综合准确率为97.78%,BPNN综合准确率为95.46%,RF综合准确率为96.16%。结论 构建的数据处理和分类预测模型(K-means-PCA-KNN)可以实现对于案件现场未知类别的纸质药品包装材料作出快速准确的倾向性认定。

关键词： 磁随机存储器   磁性隧道结   Mn基二元合金   自旋轨道力矩   垂直磁各向异性  

摘要： Mn基二元合金MnxGa和MnxAl等因其超大的垂直磁各向异性能、较高的自旋极化度和较小的磁阻尼因子等特点,成为制备高密度磁随机存储器（Magnetic Random Access Memory,MRAM）的理想电极材料,在过去十多年中受到了特别关注.本文概述了垂直磁化Mn基二元合金薄膜的晶格结构、磁学性质及其在磁性隧道结和自旋轨道力矩效应器件中应用的研究进展.首先,详细讨论了L10-MnxGa,D022-MnxGa和L10-MnxAl薄膜的晶格结构、外延生长方法、磁学特性以及交换耦合行为,着重分析了生长条件对材料垂直磁各向异性、磁阻尼因子和自旋极化率等关键参数的影响.然后,总结了基于MnxGa和MnxAl的磁性隧道结相关研究,包括隧穿磁电阻效应的实验与理论分析,探讨了通过引入Heusler合金缓冲层或金属插层等界面工程提升隧穿磁电阻效应的技术方案,并分析了晶格失配和界面缺陷对器件性能的制约.阐述了Mn基二元合金中自旋轨道力矩驱动的磁化翻转现象,特别是在D022-Mn3Ga/Pt,L10-MnGa/FeMn等相关双层膜中观察到的无场磁化翻转行为,揭示了界面耦合和材料设计对降低临界翻转电流密度和提高翻转效率的关键作用.最后,对垂直磁化的MnxGa,MnxAl材料在MRAM中的应用前景进行了展望.

关键词： Fe-Cr-Mo-C堆焊合金   M_(7)C_(3)碳化物   磨粒磨损   焊后热处理  

摘要： 单齿辊在工作过程中面临着严重的高温磨粒磨损问题。为了提高其服役寿命,采用药芯焊丝电弧焊制备Fe-Cr-Mo-C耐磨堆焊合金,并分析不同Cr含量(14wt.%、18wt.%、23wt.%)和焊后热处理对Fe-Cr-Mo-C耐磨堆焊合金微观组织和磨粒磨损性能的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo-C耐磨堆焊合金主要由马氏体、残余奥氏体和M_(7)C_(3)碳化物组成。随着Cr含量从14wt.%增加到23wt.%,M_(7)C_(3)碳化物面积分数从48.9%增加到57.2%,而其尺寸则从27.9μm减小至23.7μm;随着Cr含量的增加,堆焊合金的耐磨性提升,这是因为随着Cr含量的增加,堆焊合金中碳化物硬质相的含量增加,并且硬质相组织细化,提高了合金抵抗磨粒的切削能力,从而提高了合金的磨损性能。然而,900℃下进行焊后热处理使三种堆焊合金中M_(7)C_(3)碳化物的面积分数分别降低至41.4%、48.9%、50.8%,而碳化物尺寸分别增加至32.1μm、27.3μm、26.4μm,使得堆焊合金的硬度和耐磨性下降。研究焊后热处理对Fe-Cr-Mo-C耐磨堆焊合金组织和磨损性能的影响为单齿辊修复方面的研究和应用提供了参考。

关键词： 纳米材料   医疗器械   分类  

摘要： 纳米材料的快速发展为医疗器械的高质量创新带来了突破性机遇,同时也成为监管部门面临的新挑战。如何科学、合理地评估应用纳米材料的医疗器械产品的风险并确定其管理类别成为急需研究的重要课题。为解决好此问题,该研究以应用纳米材料的医疗器械产品为对象,对比分析国内外相关分类监管政策要求,梳理相关产品的注册现状,并就应用纳米材料的医疗器械产品分类监管应考虑的关键问题给出建议,以促进我国医疗器械监管的高质量发展。

关键词： 稀土   均匀化   Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金   搅拌摩擦焊接   显微组织   腐蚀  

摘要： 稀土Sc和Zr微合金化的Al-Mg-Mn合金铸锭分别在300、350、440℃均匀化退火8 h,再经热轧、冷轧和稳定化退火获得Al-5.5Mg-0.4Mn-0.23Sc-0.08Zr合金板材,对板材进行搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计等仪器和设备以及耐蚀性检测方法,研究铸锭均匀化退火温度对FSW接头组织性能的影响。结果表明,随铸锭均匀化退火温度的降低,共格的Al_(3)(Sc_(1-x)Zr_(x))稀土粒子在焊核区内尺寸从35 nm减小至10 nm,且粒子的密度提高,对位错和晶界的钉扎力增强,提高了FSW接头整体硬度和强度。此外,焊前均匀化退火温度的降低促进了Al_(3)(Sc_(1-x)Zr_(x))稀土粒子与晶体缺陷的交互作用,增加了FSW接头整体晶体缺陷密度,降低了接头腐蚀电位,其中对基材区和热影响区影响最为明显。基材区和热影响区的剥落腐蚀评级均从PA级降低至EC级,48 h析氢密度分别从1.989 mL/cm^(2)、1.583 mL/cm^(2)上升至93.80 mL/cm^(2)、77.05 mL/cm^(2),腐蚀电流密度从17.53μA·cm^(-2)、2.999μA·cm^(-2)分别增至95.50μA·cm^(-2)、89.13μA·cm^(-2)。

关键词： 铁路工程   土工合成材料   高分子   材料分类   材料选取   应用场景  

摘要： 基于相关规范和实际工程经验,调研总结土工合成材料应用成果,优化土工合成材料分类方法,系统分析各应用场景下土工合成材料选取原则和工程经验,为土工合成材料的工程应用提供参考。

关键词： Fe-1.5%C合金   枝晶生长   高温激光共聚焦   二元合金  

摘要： 运用KKS模型构建二维及三维相场模型,探究Fe-1.5%C合金在凝固阶段的三维微观组织生长机制。通过高温激光共聚焦技术,实现二元合金结构的原位观测,并将观测结果与模拟数据进行对比,以此验证相场模拟的准确性。研究结果表明,不同冷却速率下,枝晶生长的长度存在明显差异。进一步分析发现,三维相场模拟在预测合金凝固过程中枝晶生长情况的准确性高于二维模拟。当冷却速率为2000℃/min时,三维模拟中主枝晶生长长度达到0.6μm,与实验值0.5μm相近;而当冷却速率提升至3000℃/min时,三维模拟结果为1.4μm,与实验观测值1.45μm高度一致。此外,各向异性强度对枝晶生长具有决定性作用,其值在0.045临界点时,决定了二维和三维空间中枝晶生长的稳定性,一旦超过此临界值,会导致枝晶发生失稳现象。

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M7C3+(Nb,Ti)C)转变为近共晶结构(M+A'+(Nb,Ti)C+M7C3+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M7C3数量逐渐减少,当Nb/Ti=2.4∶1时,M7C3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M7C3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0.209 1 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。