高速撞击诱导大梯度纳米结构化高熵合金的力学行为

国防军工与航天领域的防护结构要求材料能经受住弹体或空间碎片的高速撞击,包括处于极低温环境.高熵合金因其特殊的化学结构与优异的综合力学性能,成为新型装甲防护材料研究的新范式.本文通过弹丸高速撞击高熵合金靶板的响应分析,提出了一种通过室温和低温高速冲击制备大梯度纳米晶和纳米孪晶混合结构高熵合金的新方法,并研究了该梯度纳米结构高熵合金的拉伸力学性能以及变形机理.结果表明,大梯度纳米结构从冲击端到自由面,微结构过渡主要为:纳米晶-纳米晶带-高密度纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-稀疏纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-高密度位错-稀疏位错.单纯纳米晶和纳米孪晶混合结构的梯度层厚度达到4 mm,远超传统手段制备的梯度层厚度(小于500μm).相比初态样品,大梯度纳米结构高熵合金的强度提升明显,最高提升390%,塑性仍保持在较大范围内:21%～62%.这得益于大梯度样品“软区”和“硬区”共存,除了较大背应力提供额外强化外,软硬组织弹塑性变形的不同步和断裂发生的不同步也会额外提高力学性能.本研究不仅可为开发块体大梯度纳米结构材料提供新方法,也可为理解高熵合金的抗弹行为并指导装甲防护材料设计提供...     

Pd/Pt修饰的AlGaN/GaN HEMT器件氢传感特性研究

制备了Pd/Pt修饰的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件.对器件的氢传感特性测试表明,Pd/Pt合金修饰的器件的氢响应和响应(恢复)速率要优于Pd和Pt单独修饰的器件,Pd和Pt质量比为2 mg∶1 mg的氢传感器具有最佳的氢传感性能.对吸附平衡的稳态分析进一步证实了这一结论.室温下氢体积分数为0.1%,氢气通入流速为200 mL/min时,Pd/Pt(2 mg∶1 mg)样品的电流变化为0.249 mA,响应时间和恢复时间分别为41 s和42 s.此外,测试温度增加到55℃也进一步提高了器件对氢气的响应和响应速率.     

振动对ZL205A合金偏析组织及硬度的影响

为了解决ZL205A合金铸件产生偏析缺陷等问题，进一步明确振动对偏析组织及硬度的影响规律，采用电磁式振动台作为振动源，探究了振动频率、振幅、振动时间对合金偏析组织占比及硬度的影响情况。结果表明，振动频率在25~55 Hz内变化时，随着振动频率的增加，偏析组织占比呈现先减小、后增加的趋势，硬度呈现先增大、后减小的趋势；振幅由1 mm增加到4 mm的过程中，偏析组织占比逐渐减少并趋于稳定，硬度呈现先减小、后增大的趋势；振动时间由30 s增加至75 s时，偏析组织占比呈现增加趋势并最终趋于稳定，硬度呈现先减小、后增大的趋势。振动频率对合金偏析组织和硬度的影响最为显著，振动时间和振幅的影响次之，此外，偏析组织的析出也会影响合金硬度。研究结果为明确ZL205A合金在振动条件下凝固组织的变化规律、提高铸件质量提供了理论参考。     

基于线性规划的炼钢配料优化方案的设计

针对转炉炼钢过程中的钢水"脱氧合金化"配料优化的问题,使用了多元线性回归分析、线性规划的方法,构建了合金收得率预测模型以及配料成本优化模型,使用MATLAB和LINGO软件进行求解,合理预测了C、Mn两种元素的合金收得率,并在此基础上设计出了最优的合金配料方案.     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.     

强迫层流环境下多晶粒生长的相场法模拟

将模拟流场所用的Lattice Boltzmann方法(简称LBM)和模拟枝晶生长的相场模型进行耦合,模拟Al-Cu合金等温凝固过程中多晶粒在纯扩散和存在对流情况下枝晶的生长状况.模拟结果显示:在枝晶的生长初期,无论是纯扩散还是存在对流,各晶粒间间距较大,无相互影响,独立生长;纯扩散条件下枝晶呈现明显的对称性,强迫层流作用下,由于对流的存在,上游侧枝晶比下游侧枝晶发达;随着枝晶慢慢长大,各晶粒相互影响,产生竞争生长,导致枝晶生长产生不对称性;流速的大小会影响枝晶的生长形貌,流速越大,枝晶生长越快,非对称性越严重,下游越易产生涡流.     

硼对第二代镍基单晶高温合金显微组织的影响

硼(B)是强化镍基单晶合金小角度晶界的重要微量元素,但目前关于B对镍基单晶合金显微组织影响的系统报道非常有限。通过对3种不同B含量(质量分数分别为0、0.01%、0.02%)的第二代镍基单晶合金DD11铸态及热处理态组织定量表征,研究了B对相转变温度、(γ+γ′)共晶组织、硼化物的影响。结果表明:B显著降低合金的固液相线,提高铸态共晶组织体积分数;0.01%B的加入,合金中未出现M3B2型硼化物相;而0.02%B的加入,显著促进了骨架状硼化物的形成,降低合金初熔点,引起残余共晶含量的大幅度提高;骨架状硼化物吸收较多的Cr、Mo和W等元素,降低合金的固溶强化效果,可导致单晶合金基体的蠕变性能大幅度降低。研究结果对认识单晶合金中微量元素B的作用机理及优化B成分范围具有理论指导意义。     

关于纳米粉体复合镀银合金在高压开关电接触部位的应用

随着时代的发展和社会经济的进步,我国电力系统发展迅速,输电距离和输电容量越来越大,对高压开关的可靠性以及寿命等也提出了更高的要求。通过实践研究表明,将纳米粉体复合镀银合金应用到高压开关电接触部位,具有一系列的优势。本文简要分析了高压开关电接触部位上纳米粉体复合镀银合金的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

钒氮合金产品研发及产业化技术研究

本项目围绕钒氮合金制备过程中的原料、催化剂、反应过程、反应条件及反应设备进行研究。以制备特定形貌的低价钒氧化物为原料，用含氮的中性或还原性气体作为制备炉内的反应和保护气体，并使炉内始终保持微正压，物料采用连续式进出制备炉，在炉内将物料加热到1000℃～1800℃，碳化及氮化反应同步进行，反应2～6h后，将物料冷却至一定温度自动出炉，从而得到氮化钒产品。通过对技术条件及参数设计，设计出既满足上述工艺要求，又能实现产业化规模的钒氮合金反应炉窑。对该项目进行产业化应用，该技术具有设备投入低、工艺流程简单、运行周期短、能耗低、生产效率高等特点，其经济、社会效益巨大。     

降低酒钢不锈钢生产成本的初步探索

当前国内钢铁行业整体下行,酒钢不锈钢处于发展困境。本文从酒钢不锈钢现有的生产工艺、原材料供给渠道和生产成本着手,分析了有效降低生产成本的途径,包括用战略眼光看待含镍原料,重视废钢回收利用,开发节镍钢种等。