Er对镁合金固溶强化作用的第一性原理研究

采用虚拟晶胞近似方法控制固溶体中的Er含量,基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法研究了Er对Mg-xEr(x=1at.%~6at.%)固溶体的固溶强化作用。计算结果表明:Mg-xEr(x=1at.%~6at.%)固溶体的体模量(B)随Er含量的增加而逐渐增大,当Er含量为4at.%时体模量达到最高值,之后基本保持不变。剪切模量(G)和杨氏模量(E)随Er含量的增加而降低,当Er含量达到6%时,又略微增大。6种固溶体的G/B值均小于0.57,都是韧性材料。Er掺杂量为1at.%~5at.%的区间内,随Er含量的增加,固溶体的G/B值明显降低,泊松比(ν)增大,合金韧塑性提高;当Er含量继续增大到6at.%,固溶体的G/B值有所升高,泊松比(ν)减小,合金韧塑性下降。随着Er含量的增加,态密度整体向低能级区域移动,费米能级低能级区域的成键电子数逐渐增多,同时底带宽度明显变宽,合金成键能力增强。在Er含量为1at.%~2at.%的区间内,受Er-4f电子影响总态密度图中出现了明显的赝能隙,费米能级在赝能隙高能侧,合金电子跃迁困难。当Er含量大于2at.%时,赝能隙变得不明显,费米能级处的态密度值比较高,合金活性增强。     

制备方法对LaMg11Zr+200%Ni储氢合金电化学性能的影响

分别采用机械合金化和熔炼-机械合金化制备了LaMg11Zr+200％Ni储氢合金,研究了合金结构和电化学性能.结果表明,由机械合金化制备的合金经球磨20h后近于非晶化,但还存在一个微弱的LaMg衍射峰,合金颗粒的粒度为2～5μm,且有轻微的团聚现象.熔炼-机械合金化制备的合金球磨20h后达到完全非晶化,合金颗粒大小更为均匀,呈规则的球状或近球状形态.熔炼-机械合金化制备的合金的最大放电容量比机械合金化制备的合金小,但循环稳定性和高倍放电性能好.     

Mg-Cu-Gd系非晶合金的腐蚀行为研究

利用极化曲线法、电化学阻抗技术(EIS)和扫描电子显微镜研究了非晶合金Mg65-xCu24+xGd11(x=0,2,4,6,8)在0.01mol/L,pH=12的NaCl溶液的腐蚀行为.结果表明,在开路电位下,随Cu含量的提高,腐蚀电位E corr向贵金属方向移动,腐蚀电流icorr减小,电化学反应电阻Rt增大,说明Cu含量提高有利于减慢界面反应,提高非晶合金的耐蚀性.SEM和EDS结果表明,增加Cu含量缩短了Mg元素的活性溶解时间,加速了钝化膜的形成,非晶合金在含Cl-碱性溶液中的活性也得到降低.     

AlFeMn合金冷轧过程中显微硬度与织构研究（英文）

采用硬度测试仪、透射电镜(Transmission electron microscopy, TEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等手段研究了冷轧过程中AlFeMn合金板材的硬度、微观组织、织构变化。AlFeMn合金的显微硬度先随冷轧率增加而增加,在冷轧率为82%时,硬度达到峰值;然后硬度随冷轧率增加而下降。与此同时,合金中的位错密度明显降低,出现多边化亚晶。结果表明,冷轧过程中,AlFeMn合金存在由加工硬化转变为加工软化的行为。加工软化在中低应变量(≤78%冷轧率)时,copper、S取向含量随冷轧率增加略有增加,而brass取向含量基本保持不变;在达到82%冷轧率时,copper、S、brass取向含量明显急剧增加,在冷轧率超过84%后含量又急剧降低。Cube取向含量在加工硬化期间一直降低,在加工软化后期含量略有增加。结果表明,加工软化的发生伴随有晶粒取向的变化。     

低能耗非热等离子体NO还原特性

分别建立了新型低能耗N2-NO系统的单电极尖端放电和介质阻挡放电非热等离子体NO还原实验系统,通过实验研究了电极极问电压V和尖端距离lg以及Al2O3,CaO,MgO,玻璃等不同介质阻挡对活性N原子产生及NO还原率的影响规律。结果表明,NO还原率随尖端距离lg的增大而先增后减,随极间电压Vm和气体停留时间t的增大而增大,尖端距离lg是决定电极之间的电场强度Eg和气流停留时间t的关键几何变量。利用活性N原子的产生条件解释了放电外轮廓直径及电场强度随尖端距离lg变化的消长规律。不同阻挡介质所形成的气体放电的电场强度不同,提供给活性粒子的能量也不同,从而对NO还原效果具有不同的影响。单电极尖端放电NO还原特性的研究结果对介质阻挡放电NO还原有指导作用。     

两电极等离子体高能合成射流流场及其冲量实验研究

两电极等离子体高能合成射流激励器通过腔体内电极间的瞬时电弧放电加热腔内气体,在激励器出口产生压差并喷出高速射流,从而产生反作用力和冲量。针对两电极等离子体高能合成射流响应快、持续时间短的特点,设计了单丝扭摆式微冲量测量系统,并结合高速阴影系统,对两电极等离子体高能合成射流的流场发展过程及其单脉冲冲量特性进行了实验研究。实验结果表明,两电极等离子体高能合成射流响应时间小于10μs,射流持续时间约为1ms,射流前锋最大速度约为190m/s,射流流场发展过程中存在多道强压缩波,并以当地声速向下游传播。单丝扭摆式微冲量测量系统可实现μN·s量级冲量测量精度,单脉冲冲量约为32μN·s,并且在低频状态下射流总冲量随激励器放电频率成线性增加。     

基于扩散动力模型的锂离子蓄电池放电速率与放电容量相关性研究

针对锂离子蓄电池在恒流放电条件下,放电速率与放电容量之间表现出的较复杂的非线性关系,引入了扩散动力模型,建立恒流条件下放电速率与放电容量之间的对应关系。通过实验验证,该模型较传统的经验公式模型Peukert方程预测更精确,同时具有清晰明确的物理意义。     

电火花诱导可控烧蚀放电铣削实验研究

提出了一种电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工方法,在中空管状电极中间歇通入氧气,在氧气通入阶段电火花引燃金属,利用金属燃烧产生的化学能进行烧蚀加工,氧气关闭阶段进行常规电火花铣削修整,保证表面加工质量与精度。通过实验研究了极性、脉冲宽度、脉冲间隔、低压电流、氧气压力和供氧间隔等工艺规准对电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工材料蚀除率和电极相对损耗率的影响。结果表明:该加工方式适合采用正极性加工;电极相对损耗率保持较低的水平;进行粗加工时,应适当增加氧气通入时间,以增加材料蚀除率;进行精整加工时,则应减少氧气通入时间,增加电火花放电时间,以提高表面质量与精度。     

Zn-5Al-xMn(x=0，0.1，0.2，0.3)合金的铸态组织与耐蚀性能

采用SEM、EDS、电化学测试等方法研究了热浸镀用Zn-5Al-xMn(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的铸态组织与耐蚀性能。结果表明:在Zn-5Al合金中加入少量的Mn显著抑制了粗大初生β-Zn相的生成,当Mn含量为0.2%时,初生β-Zn相最少,共晶组织占比最高。试验合金的自腐蚀电位随着Mn含量的提高而增大,自腐蚀电流密度先减小后增大。Zn-5Al-0.2Mn合金自腐蚀电流最小为1.403μA/cm~2,其高频阻抗和低频扩散阻抗均最大。Zn-5Al合金中初生β-Zn相优先腐蚀,Zn-5Al-0.2Mn合金因初生β-Zn相较少,发生均匀性腐蚀,其腐蚀产物在Zn-5Al-xMn合金中最致密。     

Al2TiO5/Al2O3复合材料的制备及其力学性能

采用正交实验的方法研究了MgTi2O5和Fe2TiO5复合添加剂对Al2TiO5/Al2O3复合材料力学性能的影响。实验得出在Al2TiO5中添加5mol%的MgTi2O5和1mol%的Fe2TiO5复合添加剂时,Al2TiO5与Al2O3合成的Al2TiO5/Al2O3复合材料具有最佳的力学性能。在此基础上制备了Al2O3体积百分含量为10%、20%、40%、60%、80%、90%的Al2TiO5/Al2O3复合材料,并且研究了复合材料的微观结构;Al2TiO5/Al2O3复合材料的烧结致密度、强度与弹性模量随Al2O3体积百分含量的增大而增大。Al2O3体积百分含最从10%增加到90%时,复合材料的三点抗弯强度从16.25Mpa上升至272.05Mpa     

柔性电极电火花强化钛合金表面性能

采用旋转的柔性铜电极与钛合金表面在高频脉冲电源的作用下进行电火花表面强化,使空气中的氧等元素在放电形成的高温高压条件下与钛合金表面发生反应。结果表明:该试验条件下可以使钛合金表面硬度相对基体提高237%～399%;强化层厚度达到21～157μm;通过能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析表明,在钛合金表面生成了钛的氧化物等强化物质和钛与铜、锌等的合金;强化表面不存在明显的传统放电蚀除凹坑,但有明显机械刮磨涂覆痕迹,同时单脉冲放电能量被分散,使得表面粗糙度值的提高量较小且可控;在氢氟酸和硝酸混合溶液中,强化层具有较高的抗腐蚀能力,经过点面磨损测试表明,强化层表面耐磨性能相对于基体表面有显著提高。经强化,能够获得具有良好耐磨性、抗腐蚀性、表面良好的钛合金。     

航天器用镁合金高耐蚀化学镀镍层制备工艺研究

针对镁合金材料耐蚀性差，同时结合航天器电子结构产品对高导电的技术要求，采用碱性镀镍和酸性镀镍相结合的工艺方法，在AZ40M镁合金表面制备具有高耐蚀特性的Ni-P合金镀层。分别采用扫描电镜（Scanning electronic microscope，SEM）、能量色散谱（Energy dispersive spectroscopy，EDS）、X-射线衍射（X-ray diffraction，XRD）对镀层的微观形貌及相组成进行表征分析；采用动电位极化曲线及中性盐雾实验对镀层防腐蚀性能进行评价。实验结果表明：采用该工艺制备的Ni-P合金镀层为明显的非晶态结构，含磷量约为8%，属中磷镀层；当酸性镀镍时间达到60 min以上时，镀层自腐蚀电位在-0.55 V以上，中性盐雾实验48 h表面腐蚀，说明该镀层致密性好，具有优异的耐蚀性能，保证航天器镁合金电子结构产品在地面贮存、实验及空间应用的可靠性。     

Immobilization of PANI on Mesoporous Carbon:Preparation and Supercapacitor Performance

Polyaniline(PANI)was effectively immobilized on the surface of ordered mesoporous carbon(OMC)by using Mn_2O_3 as sacrificial template.The observed microstructure and morphology indicate that a thin layer of PANI was coated on OMC uniformly.As a supercapacitor electrode material,the discharge capacity of the optimized PANI/OMC could reach 467 F/g,which is far higher than that of OMC,PANI and Mn_2O_3/OMC.Furthermore,PANI/OMC composites with different content of PANI are obtained by adjusting the amount of Mn_2O_3 on OMC and their properties are characterized.The results show that a thin layer of PANI can improve the capacity of PANI/OMC composites effectively and the further increase of PANI reduces the capacity of PANI/OMC composites.The sacrificial template method presented here is beneficial to coating a layer of polymer on carbon materials,and the content of polymer layer can be controlled by adjusting the amount of Mn_2O_3 in Mn_2O_3/OMC.     

新型Fe基形状记忆合金的研究与进展

Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金是利用γ奥氏体中应力诱发马氏体相变的非弹性形状记忆合金。本文对近年来Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金形状记忆效应（ＳＭＥ）的研究及工程应用进行评述，并对Ｍｎ、Ｓｉ元素，应力诱发相变，母相强化及热－机械处理（训练）等对ＳＭＥ的影响进行讨论。     

应变速率对LC4CS铝合金腐蚀性能的影响

在腐蚀环境和外力的协同作用下，铝合金的某些电化学性能将发生明显变化，本文发现，随着应变速率的增加，LC4CS铝合金自腐蚀电位负移的速率也增加，当与阳极氧化后的铝合金耦合时，LC4CS铝合金的耦合电流随应变速率的增加而逐渐增大，应变量大小0．04后的耦合电流急剧增大，在小幅度恒电位方波的作用下，暂态电流呈现新奇的力学效应，可以认为暂态电流的波动，将预示着铝合金表面状态的变化，尽管暂态电流波形受自腐蚀电位负移的影响而不对称，无法从恒电位的负向极化准确测量暂态电流，但是，从该方法所得的结果与耦合状态时的结论仍然是一致的。     

Experiment on Machinability of Ti2AlNb Intermetallic Alloy

Ti2AlNb intermetallic alloy is a newly developed high-temperature resistant structural material due to its excellent material and mechanical properties,which also make it to be one of the most difficult-to-cut materials.In order to study the machinability of Ti2AlNb alloy,a series of turning experiments of Ti2AlNb alloy with varying cutting speed and feed rate using coated carbide tools are carried out.The results associated with cutting forces,cutting temperature and tool wear are presented and discussed.Moreover,the cutting performance of Ti2AlNb alloy is evaluated in comparison with that of most commonly used Ti6Al4 Vand Inconel 718 alloys in terms of the cutting forces and cutting temperature.The comparison results show that there is a correlation between the machinability and the mechanical properties of work material properties.Additionally,considering material removal rate and tool life,the optimized machining parameters for cutting Ti2AlNb alloys using coated carbide tools are recommended.     

电晕耦合无声放电结构电极配置数值模拟

提出了一种电晕耦合无声放电结构,通过对线-板式电晕耦合无声放电结构静电场进行数值模拟,得出了不同线-板电极配置下的电场分布,结合流光形成、发展和传播所需的静电场条件,分析了电极配置。结果表明,对于一定的放电电压和线-板间距,存在一个较优的线电极直径,使之既满足于电晕放电的起晕,又满足于流光放电的发生、发展及稳定传播。对于一定的线-板间距,线-线间距存在一个有效范围。     

加工钛合金大口径深盲孔的研究

钛合金属难加工材料,其深孔加工的难度更为突出,加工质量不易保证。本文通过实验对比,对加工钛合金大口径深盲孔中出现的偏孔、切屑堵塞、切削振动、刀具破损等主要问题进行了分析,提出了解决办法,得出了切削用量的优化参数。由于钛合金的化学亲和作用,深孔加工刀具的导向条表面易于粘附,结果拉伤已加工表面,造成表面粗糙度上升。加大导向条与孔壁的间隙虽可减少导向条表面的粘附,但同时会引起切削振动的加剧。针对这一矛盾,本文着重对加工刀具的导向条分布、导向条与孔壁的间隙以及导向条的选材方面进行了探讨,提出了以非金属导向条代替硬质合金导向条进行钛合金深孔精加工的方法,使得已加工表面的粗糙度大大降低。这些研究结果对实际加工具有一定的指导作用。     

空气中微细电火花沉积铜合金工艺方法

提出了一种在空气中将工具电极丝黄铜材料沉积到工件上的新工艺方法。实现该方法的基本条件为:(1)工具电极接脉冲电源正极;(2)在空气中放电;(3)窄脉宽配合宽脉间。通过大量实验对微细电火花沉积加工的工艺规律进行了系统深入的研究,得出各主要工艺参数对沉积工艺效果的影响规律。最终以黄铜电极丝为工具电极,在高速钢工件表面上沉积出直径为0.19 mm、高度为7.35 mm的微小圆柱体。利用SEM、能谱分析和X射线衍射及显微硬度测试等方法对沉积物进行分析,得出该沉积物的组织结构、化学成分和硬度等方面的基本性质,为进一步研究三维沉积加工奠定了基础。