过电流故障演化过程及熔痕特征研究

针对穿管铜导线过电流故障熔化痕迹难以识别的问题,利用电气故障模拟及痕迹制备实验装置,实验模拟了4～7倍额定电流I_e下穿管铜导线过电流故障,划分了过电流故障传热特征阶段,分析了电流对碳烟析出、熔断时间、熔痕体积和熔痕数量的影响,探究了过电流故障熔痕金相组织特征。研究发现:"累积期"电流增大碳烟析出增加,熔断时间减小。穿管铜导线发生熔断电流至少5.5I_e,在5.5～7I_e时产生了电弧熔痕、迸溅熔珠及结痂痕;随着电流增大,电弧熔痕和迸溅熔珠的体积逐渐增大,结痂痕的体积逐渐减小;迸溅熔珠和结痂痕数量逐渐增加。电弧熔痕的金相组织为树枝晶和胞状晶,迸溅熔珠和结痂痕金相组织只有胞状晶,熔痕与本体之间无明显过渡区,熔痕内部存在孔洞。实验结果表明穿管铜导线过电流故障与未穿管铜导线过电流故障痕迹特征存在差别。研究结论为火灾事故调查中识别与鉴定穿管铜导线过电流故障痕迹提供参考依据。     

铜导线短路熔痕内部气孔分布规律研究

为探究铜导线短路熔痕内部气孔的分布规律对火灾原因的认定的可行性,采用模拟实验的方法,通过大量实验制作同种条件下铜导线一次、二次短路熔痕,利用KYKY22800B型扫描电子显微镜（SEM）对实验条件下制作的铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕根部断面的微观形貌进行了观察和拍照,运用Photoshop对所得照片进行处理,并运用SPSS对内部气孔的数量、大小、分布等进行了统计分析,总结出铜导线一次短路熔痕和二次短路熔痕的微观形貌特征。最后通过对数据的分析,得出一次短路气孔的分布特点与二次短路之间的差别。本文为鉴别一次短路熔珠与二次短路熔珠提供新的认定依据,对线路火灾调查工作的顺利开展具有一定的现实意义。     

火烧熔痕与短路熔痕形态特征差异研究

电气火灾中火烧熔痕与短路熔痕特征差异是:火烧熔痕线径是短路熔痕线径的2倍;火烧熔痕与导线连接处有明显的温度过度区而短路熔痕没有;多股导线火烧熔痕铜丝呈粘连态,多股导线短路熔痕铜丝呈分散态;火烧熔痕表面和内部均没有孔洞,短路熔痕表面和内部分布着大量的气孔和缩孔.这些特征差异为火灾的鉴定工作提供科学依据.     

铜导线接触不良熔痕形貌分析

文章通过模拟铜导线接触不良,制备在不同实验条件下的接触不良样品,然后通过体视显微镜观察导线接触不良熔痕的宏观形貌特征,用扫描电子显微镜观察接触不良熔痕的微观形貌特征,并进行对比、分析.结果表明:在不同实验条件下,铜导线接触不良熔痕的形貌特征不同.在室温条件下冷却的熔痕,表面有明显的凹坑状熔痕,熔痕上布满气孔.在高温条件下冷却的熔痕,表面凹凸不平,被一层氧化层所覆盖,氧化层在扫描电子显微镜下观察呈细密的颗粒状.因此,利用扫描电子显微镜对铜导线表面微观形貌进行观察、分析,可以鉴别其在火灾前是否处于接触不良状态.这就为公安消防机构准确认定起火原因提供了一种新的鉴定依据和方法.     

铝导线短路熔痕的微观形貌实验分析

用KYKY—2800B型扫描电子显微镜,对铝导线熔痕的微观形貌进行观察和分析,研究一次短路、二次短路和火烧热作用形成熔痕的微观形貌特征和规律,以此鉴别铝导线熔痕的形成原因.     

电气火灾中的电弧熔痕特征与外热关系

为建立电气火灾物证鉴定关于一次短路熔痕和二次短路熔痕的量化分析,研究外热条件对短路熔痕的影响,借助X射线衍射仪和扫描电镜及能谱仪,分析短路熔痕的微观结构和成份信息。实验结果显示:在特定的热处理时间变化趋势下,一次短路熔痕晶粒大小的发展趋势与热处理时间趋势一致,二次短路熔痕晶粒大小的发展方向与热处理时间的变化趋势相反,而且,一次短路熔痕织构系数的平均值随外热温度的上升,先增大后减小,二次短路熔痕织构系数的平均值只在较小数值范围内波动。进一步分析短路熔痕不同区域的化学成份发现,一次短路熔痕和二次短路熔痕主要含有C、O和Cu三种元素,在熔痕的沉积层,一次短路熔痕的氧含量约为6%,二次短路熔痕的氧含量约为3%,但在熔痕基体区,一次短路熔痕和二次短路熔痕的氧含量基本无变化,均在3%左右,不随外热温度和热处理时间变化。从研究结果可知,在600℃内的电气火灾中,短路熔痕随外热温度和热处理时间变化的相关数据可以成为短路熔痕量化分析的基础。     

短路铜熔珠形态特征分析与定量研究

通过模拟实验制作电气火灾中短路铜熔珠实验样品,利用扫描电镜(SEM)观察其表面和横截面,对其内部孔洞的微观形态进行定性分析与定量研究.找到可供鉴别的特征参量:气孔直径D、孔洞数密度N和面积比S/S面,达到根据特征参量判断铜熔珠形成与电气火灾关系的研究目的.应用X-射线能谱仪(EDS)对其表面成分进行分析,给出一,二短路铜熔珠表面成分差异的结论.     

铜双晶水平与垂直晶界压缩形貌观察与分析

对含水平和垂直晶界的铜双晶进行了等应压缩,并对变形后的显微形貌进行了观察.结果表明:在等应变压缩条件下,相比于水平晶界双晶体,垂直晶界双晶体中晶界附近的应力更高,孔洞和裂纹数量多于水平晶界的,孔洞和裂纹分布位置更集中于滑移线上或临近滑移线某一侧.     

电气火灾一次短路熔痕物证鉴定案例分析

电气火灾物证检测过程中判定一次短路熔痕性质鉴定意见关乎火灾调查工作进行,必须做到科学、客观。当前电气火灾原因技术鉴定方法宏观法和金相法国标只有比较笼统的定性判据,缺乏参考图谱和详细说明,而实际火灾案例中一次短路送检物证特征又鲜有总结分析。本文对民宅、仓库和车间三类场所典型一次短路火因的实际火灾案例中熔痕迹物证痕物证外观和金相特征进行分析和总结,并与国标特征描述和模拟实验样品熔痕特征进行对比分析,总结分析一次短路熔痕一般特征和发生环境的相关性,给出鉴定应用与实践中应注意的要点,为电气火灾一次短路熔痕物证判定提供参考判据。     

碱污染下红黏土强度指标变化的微观角度分析

为了研究碱性环境条件下桂林红黏土强度指标变化机制,对不同质量分数NaOH溶液污染下的红黏土开展直剪试验、物化分析试验、颗粒分析试验以及比表面积试验,进而探究地基土体宏观力学指标与微观结构之间的关系。研究结果表明:随着NaOH质量分数的增加,黏聚力逐渐增大,内摩擦角逐渐减小。随着孔隙溶液中Na~+质量分数的增加,微小土颗粒向黏粒转化,使黏粒质量分数增加,黏聚力增加。Na~+的加入引起土体内部孔塌陷,造成比表面积减小,黏聚力提高。本文从微观层面-矿物成分、土粒尺度和比表面积角度,分析了碱污染下红黏土强度指标变化的机理,发现碱污染状态下红黏土矿物成分被腐蚀引起颗粒内部孔塌陷,部分更微小的胶粒颗粒转化为稍大的黏粒颗粒,从而造成单位质量内土的比表面积减小。     

掺杂钨中微量元素钾行为的研究

对掺杂微量元素钾的钨粉进行粒度分级后,发现钾的浓度是对粉末粒度敏感的因素,随粉末粒度减小,钾含量(PPM级)是增加的,几乎呈线性关系。由不同粒度钨粉分别制成的制品,钾的浓度依然遵循着粉末中的规律,但由于钾的微量差别引起制品许多物理性能的明显差异,也存在着较好的规律。俄歇分析表明钾可能存在于粉末颗粒表层的100A范围。在坯条中主要富集于晶界和气孔内,在棒丝中,晶界及解理面均存在有钾,经高温处理后,钾主要的钾泡形式沿丝轴排列。     

Influence of MnS particles on the behaviors of grain boundary migration in Fe-3%Si alloys

The precipitation behaviors of MnS particles at 900℃ in a hot deformed Fe-3%Si alloy were observed statistically. The ratio of MnS particles on dislocations and in grain boundaries was calculated based on a model concerning the second phase precipitation in supersaturated solid solution. It was indicated that the precipitation of MnS particles on dislocations prevailed. The coarsening process of MnS particles in grain boundaries determined the boundary mobility during the secondary recrystallization. However, the density difference of precipitated MnS particles inside the grains on both sides of a boundary will determine the migration direction of the boundary as well, besides the grain size effect. It was observed that the densities of MnS particles in two neighboring grains were commonly different, and the boundary tended to move towards the area with lower particle density. The factors, e.g. dislocation densities in differently oriented grains will affect the density of precipitated particles, in which the Goss grains with higher particle density could grow more easily.     

SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金线材的组织与性能

采用单辊搅拌冷却技术(SCR)制备Al-1.5Mg-0.3Sc(质量分数,%)合金线材,对比相同成分常规铸造工艺制备的合金,对SCR成形合金线材组织与性能进行了研究.结果表明:SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金的晶粒较常规铸造工艺制备合金的晶粒细小;常规铸造工艺制备的Al-1.5Mg-0.3Sc合金,金相试样腐蚀后,在合金晶界处出现黑色的、结构不规则的层片状、有弓形边界的Al3Sc沉淀物;SA合金线材520℃在线固溶、320℃时效3 h,抗拉强度为304 MPa,延伸率为18.9%,合金线材具有较高的强度和良好的塑性.     

烧结温度对高速压制制备弥散强化铜材料导电率的影响

弥散强化铜材料具有高强度和高导电性的特性,孔洞是影响导电率的重要因素.本文采用高速压制成形技术,对Al2 O3质量分数为0.9%的弥散强化铜粉压制成形,研究了压制速度对生坯的影响.当压制速度为9.4 m·s-1时得到密度为8.46 g·cm-3的生坯.研究了烧结温度对烧结所得Al2 O3弥散强化铜试样导电率的影响.当生坯密度相同时,烧结温度越高,所得试样的导电率也越高.断口与金相分析表明：烧结温度为950℃时,烧结不充分,颗粒边界以及孔洞多而明显,孔洞形状不规则;烧结温度为1080℃时,颗粒边界消失,孔洞圆化,韧窝出现,烧结坯的电导率为71.3%IACS.     

铁素体基Ti-Mo微合金钢超细碳化物析出规律

利用光学显微镜、透射电镜和能谱分析等方法对两种不同Ti含量的铁素体基Ti--Mo微合金钢中析出相的尺寸、分布特征、析出规律和成分进行了研究.结果表明:钢中绝大多数析出相为超细碳化物,尺寸小于10 nm,析出相尺寸呈正态分布.随着Ti质量分数由0.072%增到0.092%,析出粒子平均尺寸增大,分布峰值向粒子尺寸增大的方向移动.Ti--Mo微合金钢具有栅格状的相间析出方式,栅格间距受冷速的影响较大,晶内和靠近晶界处的栅格间距不同.能谱分析发现,不同尺寸的粒子Mo含量不同,较大颗粒(50 nm左右)析出相中不含Mo,小颗粒(20 nm)中碳化物是Ti和Mo的复合析出相,且随着粒子尺寸的减小,成分中Mo所占比重增大.     

Effect of the microstructure of Al 7050-T7451 on anodic oxide formation in sulfuric acid

The effect of the microstructure of an Al 7050-T7451 substrate on the anodic oxide formation in sulfuric acid was studied in this article. The microstructure of the substrate was assessed by optical microscope (OM) and transmission electron microscope (TEM). The surface and cross-section morphologies of the oxide films were examined by scanning electron microscope (SEM). The chemical composition of intermetallic particles in the alloys and films was investigated using energy dispersive spectroscope (EDS). The roles of intermetallic phases and grain or subgrain boundaries on the oxide film formation were researched using the potentiodynamic and potentiostatic polarization technique in sulfuric acid solution. The results show that the transition of coarse intermetallic particles or grain (subgrain) boundaries at the surface of Al alloys can be characterized by potentiodynamic polarization curves. The surface and cross-section micrographs of the anodic layer seem to preserve the microstructure of the substrate. Large cavities in the anodic films are caused by the preferential dissolution of coarse AItCuMg particles and the entrance of Cu-rich remnants into the electrolyte during anodizing. The Al₇Cu₂Fe particles tend to be occluded in the oxide layer or lose from the oxide surface because of peripheral trenching. Small pores in the films are induced by the dissolution of precipitates in grain or subgrain boundaries. The film surface of recrystallized grain bodies is smooth and homogeneous.     

喷射条件对气溶胶烟幕释放效果的影响

为了研究气溶胶颗粒在高速气流中的形成状态及遮蔽效果,构造基于高速射流的喷射型红外遮蔽冷烟幕,对该流场进行数值求解,研究不同喷射条件对气溶胶烟幕遮蔽区的影响效果,气溶胶烟幕颗粒扩散利用离散相模型模拟,对两相流流场进行非稳态计算,通过Lambert-Beer定律求解气溶胶烟幕的透射率分布,计算得到烟幕低透射区的变化规律,并分析了射流喷射压力和气溶胶粒子喷射流量的影响.结果表明:低透射区呈类锥形,当粒子喷射流量较小时,下游局部扩散的低透射率区呈团状,不能对红外辐射形成有效遮蔽,增加粒子喷射流量时,低透射率区连续分布,气溶胶烟幕遮蔽效果提升.射流喷射压力的提高可以增加低透射区范围,压比过高时射流出现膨胀波系,膨胀波段射流核心区局部透射率升高,遮蔽效果下降.研究结果对射流喷嘴的合理设计及喷射压力,流量的合理选取具有一定的参考意义.     

Effect of oxygen content and heat treatment on carbide precipitation behavior in PM Ni-base superalloys

The influence of oxygen content and heat treatment on the evolution of carbides in a powder metallurgy (PM) Ni-base superalloy was characterized. The results reveal that oxygen content has little influence on the precipitation of carbides inside the particles. However, under the consolidated state, stable Ti oxides on the particle surface act as nuclei for the precipitation of prior particle boundaries (PPB). Also, oxygen can diffuse internally along grain boundaries under compressive stress, which favors the precipitation of carbides inside the particles. Therefore, a higher amount of carbides will appear with more oxygen content in the case of consolidated alloys. It is also observed that PPB can be disrupted into discontinuous particles at 1200℃, but this carbide network is hard to be eliminated completely. The combined MC-M₂₃C₆ morphology approves the nucleation and growth mechanism of carbide evolution.