预充氢金属疲劳损伤研究进展

在高压氢环境和疲劳荷载作用下,金属承载件会出现材料疲劳性能减损,甚至失效。对临氢构件开展原位氢疲劳损伤研究存在氢安全方面的困难,因此近年来多采用对预充氢金属进行疲劳性能研究的替代方式。简要概述了氢损伤机理,介绍了金属预充氢试验方法,总结了预充氢情况下氢对金属高、低周疲劳性能影响的实验结果;归纳了建立预充氢金属的疲劳寿命模型,对金属氢损伤开展定量分析的研究现状;最后讨论了通过改变临氢材料内氢的渗入量和存在形式来抑制氢对金属的影响来提高临氢材料疲劳寿命的几种方法。     

低压铸造充型过程的数值模拟技术

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型.采用SOLA-VOF算法对模型进行求解, 其中SOLA 法用于求解流体的速度场和压力场, VOF法用于处理自由表面.采用UG软件进行铸件三维造型,采用ProCAST软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性.     

镁合金真空低压消失模铸造充型特征

采用摄影法和电触点法对薄壁镁合金零件的充型特征进行了系统研究．实验结果表明,在低真空度条件下,镁合金呈拱形层状推进,其充型速度随充气流量的变化而变化．过小的充气流量会造成金属液充型速度较小,产生浇不足缺陷,而充气流量过大则会使金属液流动前沿不平稳,产生气孔缺陷．真空度有利于砂型紧实和热解产物的传输,但过高的真空度使金属液呈凹槽形推进,不利于热解产物的溢出,在铸件末端产生集中性气孔缺陷．因此,镁合金真空低压消失模铸造最佳的充气流量范围为3～4m^3／h,真空度低于0．02MPa．     

不锈钢堆焊试件熔合区充氢前后的断裂韧性研究

研究了氢对不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性的影响作用。发现不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性随着充氢时间的增加而下降,结果表明,氢是引起加氢反应器不锈钢堆焊层剥离的主要因素。     

钯镍合金纳米粒子包覆碳纤维氢敏感材料的制备及性能

采用-0.5 V的沉积电位在碳纤维基底上沉积出尺寸可控的含镍8.5％ Pd-Ni合金纳米粒子,可用于传感氢气.钯镍舍金纳米粒子的尺寸对传感器的性能有影响,180 nm的钯镍合金纳米粒子的氢敏感性能好,在0～6％的氢环境中,其响应电流随浓度的增大而增加,在氢气体积分数为6％的氢气中,灵敏度可达38.35％.     

电化学充氢下2.25Cr1Mo0.25V钢氢脆敏感性研究

针对制造加氢反应器的主要材料2.25Cr1Mo0.25V钢易发生氢脆的问题,重点研究了材料氢脆发生机制,以了解该材料的氢脆敏感性。利用电化学氢渗透测试技术,通过施加阴极恒电流,使氢原子渗透进入钢中,揭示了不同环境中的氢扩散特性,同时通过结合氢渗透技术和慢速率拉伸试验方法研究了钢材的氢脆敏感性。渗氢试验结果表明:随着电化学充氢电流密度的增大以及试样厚度的减小,氢扩散系数均逐渐增大;充氢温度的倒数1/T和氢扩散系数的自然对数之间存在线性关系。慢速率拉伸试验的结果表明:随着充氢电流密度的增大,钢的断裂强度、延伸率和断面收缩减小而氢脆指数增大。当充氢电流密度超过2.5×10~(-3) A/cm~2时,钢材表现出明显的氢脆。该试验结果可为加氢反应器材料性能评价提供理论依据。     

充氢的X80高强钢在不同土壤中的电化学行为研究

基于极化曲线法和电化学阻抗谱法(EIS)研究充氢的X80高强钢在格尔木、大港站、大庆站、拉萨站4种模拟土壤溶液中的电化学行为。结果表明:不同充氢时间下的X80高强钢在4种模拟土壤溶液中的极化曲线均只表现出活化溶解状态,而未出现活化-钝化转变区,在一种土壤溶液中,其自腐蚀电位随充氢时间的延长逐渐下降,腐蚀电流密度增大,充氢促进了高强钢的腐蚀;在同一充氢时间下电荷转移电阻Rct在4种模拟土壤溶液中从拉萨站、大庆站、大港站到格尔木站依次减小。这4个站点土壤溶液耐腐蚀性能依次增强,与极化曲线中的分析结果一致。     

临氢条件下CO偶联合成草酸二乙酯反应的原位红外研究

利用原位红外光谱技术测定了临氢条件下CO和亚硝酸乙酯在催化剂上吸附的红外光谱,发现氢气会影响CO在催化剂活性中心上的吸附,且氢气与CO会发生甲烷化反应,氢气与亚硝酸乙酯反应生成乙醇和少量的乙腈,因此,CO催化偶联反应中加入氢气后,CO的转化率和草酸二乙酯选择性均降低。     

金属内氢扩散过程的边界元分析

本文采用边界元素法。对金属内氢的扩散过程进行了分析与计算,给出了裂尖附近氢的聚集过程及氢浓度分布随时间变化的定量关系,结果表明,裂尖塑性区内氢浓度随扩散时间的增加而升高,在一定时间范围内,裂纹前缘氢浓度会出现多峰值现象,随着时间推移,塑性区内会出现氢的高度浓集,这是导致金属材料氢脆破坏的根源所在。文中还与有关的试验现象和结果进行了比较与讨论。进一步探讨了金属的氢脆裂纹扩展机制。     

相转移条件下钯催化合成邻氯苯乙酸

报道在相转移催化剂存在下，以Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２作羰基催化剂，用邻氯氯苄、一氧化碳为原料在常压下羰基化合成邻氯苯乙酸，收率６２．２％，并考察了该反应的影响因素。     

用于堆焊层氢致剥离研究的一种有效方法

本文对电解充氢法用于不锈钢堆焊层氢致剥离研究的试验依据、原理和试验装置作了详尽的叙述，从试验和理论计算两方面与传统方法进行了比较，结果证实，电解充氢可以词地在合线附近建立与高压釜充氢数值相近的氢浓度峰值，可以有效地获得与高压釜充氢相同的氢致剥离裂纹，而且更为方便、经济。     

氢敏传感器的开发研究

半导体氢敏传感器是一种新型气敏元件。它是以金属钯作为栅极，由Ｐｄ─Ｓｉｏ＿２─Ｓｉ构成的钯栅场效应管。本文研究了它的结构及性能，它可用于氢气的探漏与检测，也可间接地实现对其他气体如变压器油、煤气等含氢气体的检测与预报。     

钯催化不对称氢化反应和氢解反应

实现了α-酰氧基芳基酮的化学选择性和对映选择性氢化及氢解反应,分别得到重要的手性二醇单酯、简单酮和手性α-酰氧基芳基酮.手性产物经过衍生,可应用于多种具有生物活性的天然产物和药物的合成中.该催化反应的底物与催化剂比例(S/C)可高达5 000~6 000,证明了均相钯催化氢化具有工业应用前景.     

致密超薄钯膜的制备及其性能研究

根据金属Pd的自催化特性,采用改进的PCD法制备致密超薄钯膜,同时考察了氢分压和操作温度对钯膜氢渗透性能的影响以及氢渗透过程的操作稳定性。结果发现,对金属层厚度为0．3～0．4μm的超薄Pd／TiO     

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.     

2-1/4Cr-1Mo钢抗氢脆性能的研究

用电解充氢方法研究了加氢反应器用2—1／4Cr-1Mo钢的氢脆。为研究该材料抗氢脆的性能,试样中的氢浓度约6．22μg／g,比反应器的实际操作工况更恶劣。结果表明该材料的抗氢脆性能较好,经脱氢处理后其韧性得以恢复。     

液态金属充型过程三维流动场数值模拟

基于有限差分法建立液态金属充型过程流动计算的数学模型,使用SOLA-VOF数值模拟技术开发液态金属充型过程三维流动场数值模拟分析软件.然后,利用该软件计算标准实验铸件充型过程的三维流动场,结果与经典算例近似,表明该软件关于流场的计算精度较高.     

有机金属钯化合物对左旋聚乳酸(PLLA)结晶过程的影响研究

为寻找新型PLLA高温结晶成核剂,选取了氯化钯,双(三苯基膦)二氯化钯(Ⅱ)和1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯等三种金属钯化合物加入左旋聚乳酸(PLLA)中,通过熔融共混制备了不同质量分数的PLLA/金属钯化合物共混物样品,采用差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)和X射线衍射(XRD),研究了有机金属钯化合物对PLLA结晶过程和晶体结构的影响.结果表明:双(三苯基膦)二氯化钯(Ⅱ)、氯化钯对PLLA的结晶过程具有阻碍作用,而1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯对PLLA结晶具有促进作用.在降温结晶过程中,当1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯添加量为0.8%时,相对应的结晶峰值温度(Tc)从103.92℃升到126.57℃,结晶焓(△Hc)从31.52J/g增加到52.82J/g.考察了加入1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯后PLLA的等温结晶过程,采用Avrami方程计算出其n值在3~4之间,并通过POM和XRD测试表明其结晶形态属于三维生长的球晶,加入1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯后,PLLA晶体生长方式、晶体结构和晶型没有改变.研究结果表明:1,4-双(二苯基膦丁烷)二氯化钯可以作为一种新型PLLA结晶成核剂,但其成核机理有待于更进一步研究.     

钯铜合金膜的化学镀制备过程研究

采用正交法研究了Pd-Cu合金膜的化学镀制备过程,考察了镀液组成和制备条件对镀膜速率的影响.在化学镀膜过程中,CuCl2浓度对镀膜沉积速度的影响最大,最优Cu镀液组成和制备条件为CuCl2 0.04 mol/L,KNaC4H4O6 0.05 mol/L,HCHO 15.0 mL/L,温度30 ℃.根据Pd、Cu的沉积速率,控制化学镀Cu的时间可制备出一系列精确Pd/Cu质量比的致密Pd-Cu合金膜.     

铸造充型过程模拟新技术研究

铸造充型过程数值模拟计算中,速度场和压力场的求解非常重要.通常求解粘性不可压流体的基本方程(动量方程及连续性方程)往往采用SOLA-VOF算法,但该方法计算精度和速度并不是很好.本文提出了一种新的计算方法--三维近似盒迭代法(ABX),该方法采用混和差分格式离散方程.实践证明,该方法可以准确而迅速地求解N-S方程.