返地卫星搭载对鱼腥藻和小球藻的影响

微藻(microalgae)因其生长快、繁殖迅速、光能利用率比高等植物高几倍到十几倍,并且其生物化学产物极为丰富而在空间生物学研究中受到人们重视。几十年来,人们设想的和已经完成的微藻空间生物学研究充分反映这一领域的研究目的是多重的,涉及的问题包括空间的生物学基础、受控生态生命故障系统(CELSS)、空间制药、封闭系统(CES)、的理论生态地外生物探谜、生命起源等方面。其中,前四个方面不仅具有理论而且有地面应用的意义。为此,我们先后进行了十多种微藻和2种大型藻以及浮游动植物混合种群的空间搭载试验。本     

稻田鱼腥藻返地克隆株的卫星再搭载研究

稻田鱼腥藻(Anabaena oryza HB32)通过90105返回卫星搭载后出现性状分离,其中分离到AoSR16藻株,其固氮酶活力较对照(出发株)成倍提高,其光合和呼吸活性尚未发现明显差异.经2年的地面保持培养后,该藻株的固氮酶活性仍高于对照.1992年10月我们对AoSR16进行了卫星再搭载空间飞行.本文主要报道再搭载后,该藻株的性状分离情况及其再分离单克隆藻株固氮酶活性、生长速率、藻胆蛋白累积和氨排出的变化以及它们间的相互关系,并对固氮酶活性变化的原因及其生理生化效应进行了初步探讨.     

Cu-Ni单相合金的深过冷定向凝固过程研究

利用过冷度的遗传性 ,提出将合金熔体深过冷与传统定向凝固相结合的深过冷定向凝固 (SDS)技术 ,并在自制的实验装置上 ,对SDS技术进行了探索性研究 ,实现了Cu Ni合金的深过冷定向凝固 .结果表明 :( 1 )SDS技术获得的定向生长组织与LMC (GL=2 5K/mm ,V =5 0 0μm/s)法相当 ,且一次枝晶间距约为 30 μm ,二次分枝被抑制 ,一次枝晶主干挺直、细密 ,与试样轴向偏差约为 5 .8°;( 2 )建立了描述SDS过程过冷度与凝固速率之间的数学模型 ,即T T模型 ,利用此模型可以解释SDS试样上微观组织的演化情况     

重力对ZrTiCuNiBe大块非晶形成合金定向凝固组织的影响

以ＺｒＴｉＣｕＮｉＢｅ大块非晶形成合金为研究对象,利用定向凝固装置,进行了不同重力场方向下合金的定向凝固实验,利用Ｘ射线衍射仪分析了初生相组成,并通过金相显微镜观察了凝固组织形貌。研究发现,当凝固方向与重力场取向相同时,凝固组织主要为大量共晶相＋少量针状初生相,当凝固方向与重力场取向相反时,针状初生相多而粗大。     

Pd_(77.5)Au_6Si_(16.5)合金无容器凝固组织中的分形结构

合金凝固组织形态及其演化一直是现代凝固组织的核心问题。近年来,分形几何的发展和应用为合金凝固组织的研究提供了一种新方法,并取得了一定进展。本文研究的Pd_(77.5)Au_6Si_(16.5)合金在无容器凝固环境下的凝固过程为一非平衡凝固过程,其凝固组织中初生相具有不规则的几何形貌,用分形分析的方法来定量地描述其形貌及演变过程尚未见报道。     

快速凝固Co-Sn合金的组织形态与电学特性

采用单辊实验技术研究了 Co-Sn 二元合金的急冷快速凝固行为, 并通过将金属熔体热传导方程和Navier-Stokes方程相耦合, 理论计算了液态合金的冷却速率. 实验发现, Co-20%Sn亚共晶合金的初生αCo 相的生长形态对冷速变化十分敏感, 低冷速下在合金条带中部会形成一定厚度的柱状αCo 枝晶区. 随着冷速的增大, 柱状晶区减小并逐渐趋于消失, 凝固组织以均匀细小的αCo等轴晶和分布于其间的γCo₃Sn 相为特征. Co-34.2%Sn共晶合金形成了全部的不规则共晶组织. 随着冷速的增大, 一方面两种合金组织明显细化, 均匀性显著提高; 另一方面晶体缺陷数量增多, 对自由电子的散射作用增强, 从而导致电阻率的显著增大. 晶界散射系数r→1, 可使用M-S模型对快速凝固Co-Sn合金的电导特性进行理论计算.     

Pd40Ni40P20合金在助熔剂包裹下的凝固行为

Kui和我们曾先后报道了采用助熔剂法将Pd_(40)Ni_(40)P_(20)合金包裹能使该合金获得较大的过冷,并在较低的冷却速率下获得了较大尺寸的金属玻璃球。但是,由于用热电偶直接探测合金凝固过程中的相变温度较难(直接插入熔体中会导致非自发形核,放在石英玻璃外部又难以测到热信号),因此,缺乏对合金在热循环处理过程中其相转变温度的变化与凝固组织的对应关系的深入研究,尤其是助熔剂如何捕捉合金表面及熔体内部杂质和加热-冷却的热循环如何钝化杂质的机制尚未见报道。本文设计了一种十分有效的热电偶测温技术,测出了在B_2O_3包裹状态下合金凝固过程中的差热分析曲线,并较详细地研究了Pd_(40)Ni_(40)P_(20)合金的凝固行为,讨论了B_2O_3抑制杂质形核的物理机制。     

快速凝固Ni-47Al合金调幅组织的TEM研究

B2结构的NiAl具有高熔点、低密度和优异的耐蚀性能,因而有希望成为一类新型的高温结构材料。但低的室温塑性是这类材料走向实用化的主要障碍。采用快速凝固的方法细化晶粒是已知能有效地改善其室温塑性的方法之一。Gaydosh等研究了熔体旋转快速凝固NiAl薄带,性能测试表明NiAl快速凝固后的弯曲断裂应变从铸态的0增加到0.9％～1.3％,进一步在1273K退火1h后应变提高到2.25％,热处理能够明显地提高塑性表明存在其它因素影响快速凝固NiAl合金的塑性,但这一问题却一直未能澄清。近年来,随着长程有序金属间化合物研究的深入,一些研究者相继在快速凝固的强有序化相Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝系金属间化合物中发现存在亚稳组织,同样作为强有序化相的NiAl,由于其有序转变的临界温度与液固温度基本重合,因而尚未见在单相成分范围内存在亚稳组织的报道。最近,我们发现接近化学计量的快速凝固NiAl合金中存在亚稳的调幅组织,而这一现象尚未见前人报道。另外,亚稳的调幅组织的发现也使热处理提高快速凝固NiAl合金塑性的现象得到了合理的解释。     

合金固液共存结构粘弹塑性流变特性研究

合金高温下固液共存结构是凝固过程的重要状态;对该过程及其结构深入认识所存在的固有复杂性及高度跨学科性已构成长期以来凝固理论发展的瓶颈问题.其中,合金固液共存状态力学特性的研究尤为薄弱.60年代,美国麻省理工学院的Flemings开展对合金半固态剪切的研究,从中获得了对合金在凝固两相区流变性的初步认识,70年代末,俄罗斯学者Balandin提出了合金的五元件流变模型及凝固热裂的弹性理论.早期的五元件流变模型沿     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5非晶形成合金在落管中的无容器凝固

利用落管技术，在高纯He和Ar的混合气氛中获得了直径为80-1000μm的非晶合金小球，采用示差扫描量热分析（DSC）方法，研究了在落管无容器状态凝固的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5非晶小球的玻璃转变及晶化动力学。结果表明：与水淬得到的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶相比，利用落管获得的非晶小球，具有较小的玻璃转变激活能和较大的晶化激活能，从液态结构及形核机理角度讨论了这一差异，将有助于认识非晶合金的形成机理。     

“伽利略”首颗实验卫星成功“飞天”

象征着欧洲人“空间独立自主精神”的“伽利略”计划终于迎来了它“飞天”的那一刻。2005年12月28日“,伽利略”计划首颗名为“Giove-A”的实验卫星在哈萨克斯坦境内拜科努尔航天发射场成功发射。欧洲舆论普遍认为,这将“为伽利略”计划总共30颗卫星的陆续发射奠定坚实的基础“     

铝锂合金晶界无析出区的内耗研究

断裂韧性和延伸率低一直是影响铝锂合金快速应用的重要因素,而相析出和晶界无析出区(δ′PFZ)则对导致这一弱点起到重要作用.长期以来,人们已通过各种时效热处理和添加元素控制和获得δ′(Al_3Li)相、δ′PFZ相等组态以便改善合金的韧塑性,而这中间唯一能观察和揭示δ′PFZ相信息的手段只有电子显微镜,而且大都限于静态情况.本文则利用能灵敏反映缺陷的固体内耗技术首次对δ′PFZ的存在和演化行为做了实验研究,提出了又一有用的判据.     

三元Al-Cu-Si共晶合金的深过冷与快速凝固

在常规凝固条件下, 液态铝合金由于容易氧化而难以达到深过冷状态. 本文采用熔融玻璃净化法并结合循环过热实现了液态Al_80.4Cu_13.6Si₆三元共晶合金的深过冷和快速凝固, 研究了实验过程中一定冷却速率下合金熔体过热度与过冷度的相关规律, 获得的最大过冷度为147 K (0.18T_E). 不同过冷条件下三元共晶均由α(Al)固溶体、(Si)半导体相和θ(CuAl₂)金属间化合物三相构成. (Al+Si+θ)三元共晶中, (Si)小平面相独立生长, 非小平面相(Al)和θ相以层片方式协同生长. 在小过冷条件下, 只有(Al)固溶体作为领先相形成. 当过冷度超过约73 K时, (Si)相能够领先形核并生长为初生相. 小过冷时合金的凝固组织由初生(Al)枝晶、(Al+θ)二相共晶和(Al+Si+θ)三元共晶组成; 大过冷时则主要由初生(Si)块、(Al+θ)二相共晶和(Al+Si+θ)三元共晶组成. 随着过冷度的增大, 凝固组织中初生(Al)枝晶的体积分数减小而初生(Si)块的体积分数增大.     

挠性卫星振动抑制的变结构主动控制方案及实验研究

携带大面积太阳帆板等挠性附件的现代卫星具有结构大、刚度低、阻尼弱等特点,并需要很高的姿态定位和调整精度,所以要求其控制系统有强鲁棒性,能在各种非理想因素作用下确保优良的动态特件和稳态品质.我国目前已在一些新型卫星上采用了太阳帆板,因此从工程角度出发研究挠性卫星的控制方案和全物理仿真实验是十分迫切的需要.本文在考虑诸多工程因素的情况下研究了挠性卫星的变结构控制方案,并在自行设计研制的一套挠性卫星单轴气浮台全物理仿真系统上加以实现,成功地进行了国内首次挠性结构     

旋转磁场强度和频率对Pb-Sn合金凝固组织的影响

研究了Pb-45%Sn亚共晶和Pb-85%Sn过共晶合金在旋转磁场作用下的凝固组织, 发现旋转磁场使得初生相的生长形貌由原来的枝晶形态变为椭球状, 具有碎断和细化作用. 碎断和细化的程度随磁场强度的增大而加强, 但是, 当磁场强度高达一定值时, 初生相的晶粒尺寸反而变大, 磁场强度在碎断和细化凝固组织时存在最佳值. 此外, 旋转频率的高低影响磁场在熔体中的作用距离, 进一步影响熔体温度场和溶质场的均匀化. 合适的旋转频率和磁场强度是凝固组织细化和均匀化的关键因素. 磁场的引入, 影响了液固体系的热力学函数, 导致临界晶胚的吉布斯自由能和原子的扩散激活能的降低, 提高了形核率.     

Fe-7.5%Mo-16.5%Si三元包共晶合金的凝固组织与相组成

采用差示扫描热分析方法和落管无容器处理技术研究了Fe-7.5%Mo-16.5%Si 三元包共晶合金的凝固过程. 初生相R被确定为Fe₅Mo₃Si₂, 包共晶相为τ₁(Fe₅MoSi₄) 和Fe₃Si相. 实验结果表明, 当液滴直径大于400 μm时, 凝固组织由残余初生相、包共晶相和三相共晶组成; 当液滴直径小于400 μm时, 三相共晶生长被抑制.     

落管中Cu-Sb合金的深过冷与快速枝晶生长

采用落管方法实现了Cu-20%Sb亚共晶合金在无容器条件下的快速凝固。随着液滴直径的减小，过冷度逐渐增大，初生Cu枝晶发生组织细化。实验中获得了207K的过冷度，最大过冷度达到0．17TL.理论分析表明，由于这合金具有较宽的凝固温度间隔，初生Cu枝晶的快速生长始终受溶质 扩散控制，根据对Cu-Sb合金相图中T0线的计算，揭示出发生偏析凝固的临界过冷度为△T0=474K。在最大过冷度207K时，初生Cu相的生长速度达到37mm/s，发生了显著的溶质截留效应.     

声悬浮和强激光耦合作用下三元Al-Cu-Si 合金的快速凝固

在声悬浮和强激光加热相结合的条件下, 实现了三元Al-27%Cu-5.3%Si 合金的无容器快速凝固, 最大过冷度达到195 K (0.24 TL), 冷却速率为76 K/s. 金相分析表明, 凝固组织由(Al+θ+Si)三元共晶和(Al+ θ)二相共晶组成. 在声悬浮条件下, (Al+θ+Si)三元共晶显著细化,(Al+θ)二相共晶的组织形态丰富. 在试样表层区域, 表面振荡促进3 个共晶相的大量形核, 声流有效提高了凝固过程的冷却速率, 三元共晶的晶粒尺寸显著减小. 随着合金试样温度的升高,悬浮间距和谐振间距均不断增大, 且悬浮间距总是大于谐振间距. 在声辐射压的作用下, 试样变形为中心内凹的饼状, 变形程度随声压的提高而不断增大, 最大半径比为6.64, 对应最大悬浮声压为1.8×10⁴ Pa.     

声悬浮和强激光耦合作用下三元Al-Cu-Si合金的快速凝固

在声悬浮和强激光加热相结合的条件下,实现了三元Al-27%Cu-5.3%Si合金的无容器快速凝固,最大过冷度达到195K(0.24TL),冷却速率为76K/s.金相分析表明,凝固组织由(Al+θ+Si)三元共晶和(Al+θ)二相共晶组成.在声悬浮条件下,(Al+θ+Si)三元共晶显著细化,(Al+θ)二相共晶的组织形态丰富.在试样表层区域,表面振荡促进3个共晶相的大量形核,声流有效提高了凝固过程的冷却速率,三元共晶的晶粒尺寸显著减小.随着合金试样温度的升高,悬浮间距和谐振间距均不断增大,且悬浮间距总是大于谐振间距.在声辐射压的作用下,试样变形为中心内凹的饼状,变形程度随声压的提高而不断增大,最大半径比为6.64,对应最大悬浮声压为1.8×104Pa.