高熵碳化物材料研究进展

高熵陶瓷是近年来得到快速发展的新型材料,吸引了许多研究者的关注,具有的高熵效应赋予了其优异的性能。其中高熵碳化物具有优异的硬度、断裂韧性、隔热性能与抗腐蚀性能,在环境障涂层、热障涂层等领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了高熵碳化物的预测理论、合成方法,同时对其抗氧化性能、力学性能、耐腐蚀性能以及隔热性能等方面进行了综述,指出了高熵碳化物在制备应用方面面临的问题,最后展望了高熵碳化物的发展方向。

镍基单晶涡轮叶片定向凝固过程温度场数值模拟研究进展

作为先进航空发动机不可缺少的核心部件之一,镍基单晶涡轮叶片(简称单晶叶片)的空心结构尺寸精度、合金元素的分布均匀性和表面及内腔冶金质量等要求极为苛刻。研究发现,定向凝固过程中温度梯度的控制直接影响单晶叶片性能和质量,能否持续获得稳定热流成为定向凝固技术的关键。随着计算机技术的不断进步,数值模拟已经成为单晶叶片定向凝固研究的重要手段之一。首先,对单晶叶片制备技术进行了介绍,分析了定向凝固过程中的传热方式。其次,总结了数值模拟界面换热系数边界条件的优化方法,重点介绍了Beck非线性估算法和有限差分法在界面换热系数求解中的应用,证明了两种方法均可以对铸件/型壳间的界面换热系数进行求解,有效提升了温度场模拟的准确性。最后,对定向凝固过程温度场数值模拟的研究进展进行了追踪,总结归纳出了工艺参数对温度场的影响规律。基于对镍基单晶涡轮叶片定向凝固过程温度场数值模拟研究进展的分析,提出了定向凝固工艺优化方向以及相关技术后续的发展趋势,以促进单晶涡轮叶片的高质量研发。

镍基铸造高温合金高周疲劳研究进展

由于航空发动机和燃气涡轮中的高温部件工作环境恶劣,存在高温、高压强、高振动等复杂工况,合金材料在此环境下需要长期保持优良的力学性能。镍基铸造高温合金被广泛应用于航空发动机、燃气涡轮等高温环境下的零部件中,其高温下的稳定性和力学性能是保证这些部件长期安全运行的重要因素。在高温高压等复杂环境下,合金材料会反复承受应力,导致疲劳损伤。高周疲劳是镍基高温合金失效的主要因素之一。由于材料在高应力状态下反复加载,导致其微观裂纹逐渐扩展,合金的服役寿命受到极大影响,对镍基高温合金高周疲劳性能的研究显得尤为重要。高周疲劳的发生与多种因素有关,其中包括合金的组织结构、应力水平、试验条件、表面缺陷等。本文分类讨论镍基铸造高温合金的高周疲劳机制在不同温度下的区别,研究不同失效状态下的规律特征以及其对合金高周疲劳的影响,对于研究叶片材料服役寿命规律,提高服役时间,降低研发周期具有指导意义。

感官分析技术在新式茶饮原料端中的应用研究进展

国内食品安全得到了基本保障,消费者开始对食品的感官品质提出新要求,消费者进行消费决策时的重要参考指标是产品的感官品质,因此感官分析技术在国内食品领域中的研究应用日趋深入。新式茶饮作为一个新兴产业,面向的消费者群体多为享受多方位感官刺激的年轻人,具有优质且强烈感官体验的产品将成为产业未来发展趋势。感官分析方法中人工感官检验与智能感官检验各有优势,相互补充,为新式茶饮在消费者研究、新品开发、保质期监测以及质量把控等环节提供帮助。文中介绍了当前感官分析技术在新式茶饮的研发与品质管控中常用方法与应用研究进展,以期促进感官分析在新式茶饮行业工业化生产中的进一步推广。

微孔在一种三代镍基单晶高温合金热处理及持久试验过程中的演化

利用扫描电镜、Image Pro Plus软件和Nano Measurer软件研究了微孔在铸态、固溶处理态和完全热处理态的一种三代镍基单晶高温合金中的形貌及尺寸,采用蠕变试验机研究了微孔在合金持久试验过程中的演化。结果表明:铸态合金枝晶间区域γ/γ′共晶边缘存在少量的不规则形状的微孔,微孔的体积分数约为0.09%,平均尺寸约为9.54μm;经固溶处理后合金中会产生圆形和方形的固溶微孔,固溶处理(1325℃)时间由4 h延长到8 h,固溶微孔的体积分数由0.42%增加到0.46%,增加了约10%。时效处理对固溶微孔的体积分数没有明显影响。固溶微孔会在合金持久过程中发展为裂纹源,最终导致持久断裂,方形微孔更易发展成裂纹。

质地作为新式茶饮消费重要感官驱动因素的研究现状

美味是消费者对食物综合感知后做出的判断,其中质地作为感知的重要组成部分却常常被忽略。竞争激烈的新式茶饮行业同质化严重,而易被忽略的质地特性可能是突破瓶颈的机会。因此,本文梳理了新式茶饮行业发展历程中的“质地线索”,从各类配料及其他因素对售卖成品的口感质地影响等方面进行讨论,并针对存在的问题提出相应的感官分析应对措施,以期帮助相关产品开发人员及消费者对新式茶饮产品形成客观认识,为新式茶饮市场的可持续发展提供帮助。

双能谱CT的迭代重建模型及重建方法

双能谱CT能够重建被测物体的等效原子序数和电子密度或是基材料的密度图像.与传统的单能谱CT相比,有更好的物质区分能力,有着广泛的应用前景.但是双能谱CT重建问题的非线性性给重建带来了困难.针对该问题,本文提出一种适于双能谱CT的Newton型迭代重建方法.该方法首先将双能谱CT对应的非线性问题线性化得到一个线性方程组,然后利用SART方法对该线性方程组进行求解,最后利用求得的方程组的解对图像进行更新.该方法的主要优点是其灵活性.它能够适用于常用的各种扫描模式,对于几何一致和不一致投影均有效.同时容易将该方法推广到多能谱CT和慢电压切换的CT系统.数值实验表明,该方法能够正确重建出基材料的密度图像.另外该方法能有效去除重建图像中的硬化伪影.

利用含碳废砖生产钢包用镁碳砖和铝镁碳砖

通过对济钢第三炼钢厂的钢包镁碳残砖、转炉镁碳残砖和铝镁碳残砖的特殊处理,生产出性能优良的再生料。以这些再生料为主要原料制成的再生镁碳砖和铝镁碳砖,与不加再生料的同规格产品具有同等或相近的理化性能指标,在160t钢包工作衬上使用,效果较好,残砖厚度与使用原砖的类似。

航空发动机涡轮叶片热障涂层研究进展

涡轮叶片的热障涂层技术是保障和提升航空发动机性能的关键技术之一,涡轮叶片的工作环境要求热障涂层需要具备隔热性能好、热膨胀系数与基材相匹配、抗氧化性能好、抗熔盐腐蚀性能好等一系列特点,这对热障涂层的材料、结构以及制备工艺提出了巨大的挑战,是当前航空发动机领域的热点研究之一。本文对构成热障涂层的金属粘结层和陶瓷层材料,以及热障涂层体系结构的研究现状做了详细介绍,并简要介绍了常用的热障涂层制备方法,展望了金属粘结层和陶瓷层材料体系和制备技术的发展趋势,以期为未来航空发动机涡轮叶片热障涂层体系的构建提供有益参考。

采用数码相机的图像测量方法研究

针对被测工件精确尺寸的要求,将数码相机用于尺寸的测量,采用了新颖的基于B样条算法进行边缘的定位,通过对实际工件进行测量得到了亚像素级的测量尺寸。试验结果反映了该方法的有效性。

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。

有限角CT成像研究进展

有限角CT成像在工业和医学CT成像中都有重要的应用需求,但由于获得的投影数据不完备,有限角CT成像问题高度病态,以致传统算法重建的CT图像中出现严重的有限角伪影,从而影响CT图像的阅片和判读。为了解决该问题,国内外学者对有限角CT成像理论和算法做了大量研究。本文首先简要介绍了有限角CT图像伪影的特点;然后重点综述了有限角CT图像重建算法的研究进展,包括作者所在团队所做的相关研究和探索;最后概述了目前存在的问题以及对进一步研究的展望。

热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响

通过1280,1300℃和1320℃3个温度的热等静压实验,对比分析热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响。结果表明:热等静压能够显著减少显微疏松,尤其是经过1300℃/100MPa,4h热等静压处理的合金内部显微疏松含量从0.31%降低到0.04%。提高热等静压温度能显著减少共晶含量。热等静压对合金的持久性能没有明显影响,但能显著提高DD6单晶合金的低周疲劳性能。经过1300℃/100MPa,4h热等静压处理的合金疲劳寿命较经过标准热处理的疲劳寿命提高了一个数量级,这与热等静压显著减少合金中的疏松孔洞相关。

Ru对DD22镍基单晶高温合金组织和持久性能的影响

通过对两种不同Ru含量（0%和2%,质量分数）的新一代镍基单晶高温合金DD22铸态及热处理态组织定量表征与1100~1150℃持久性能测试,研究了Ru对相转变温度、（γ＋γ′）共晶组织、凝固偏析、合金元素相成分、合金元素分配比及持久性能的影响。结果表明：Ru降低了合金的固液相线、铸态共晶组织体积分数以及凝固偏析程度。合金热处理后,与无Ru合金相比,含Ru合金γ′尺寸更为细小,γ/γ′两相中对TCP相析出有重要影响的Re和Cr元素分配更加均匀。Ru通过降低γ′相尺寸,增加γ/γ′错配度,提高固溶强化效果,抑制持久加载过程中TCP相析出,显著提高DD22合金持久性能。

CCD图像的轮廓特征点提取算法

采用最大方差法将图像二值化,用图像形态学的梯度﹑细化和修剪算法来提取边缘轮廓,利用十一点曲率法得到轮廓的角点和切点的大致位置。提出了一种基于最小二乘拟合的改进算法,来进一步确定角点和切点,并对轮廓分段识别。该算法应用在基于图像处理的刀具测量系统中,实际结果表明具有良好的抗噪声性能,能准确提取出图像的特征点。

一种镍基单晶高温合金的高温蠕变行为

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在1000℃的高温低应力蠕变行为。实验结果表明:合金蠕变速率呈现出先减小再增大的变化趋势,当应变量达到一定临界值(1±0.2)%后,变形速率迅速上升,蠕变进入第三阶段。高温蠕变初始阶段的主要变形机制为a/2〈110〉{111}型位错环在基体内运动。合金在高温蠕变稳态阶段的主要变形机制为位错切割γ'相,切割位错主要有螺型位错对和[001]超位错两种形式。

一种镍基单晶高温合金的热机械疲劳行为

采用热机械疲劳试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600-900℃的同相位热机械疲劳行为。结果表明：该合金在试验中承受的平均应力表现为压应力；随着机械应变幅的增大，疲劳寿命逐渐下降，应力范围和塑性应变量逐渐增大；合金在试验中表现为高温半周循环软化、低温半周循环硬化；合金热机械疲劳的主要变形机制为a／2（110）{111}型位错在基体内的滑移和交滑移运动；合金的断裂方式为微孔聚集型断裂，拉应力对合金的断裂起到了主导作用。

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1 100℃/140MPa和980℃/250MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1 320℃/6h固溶处理后,(γ+γ′)共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1 160℃时,γ′相为方形,一级时效温度高于1 180℃时,γ′相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ′相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ′相尺寸、体积分数及形态密切相关。

热等静压对第二代DD6单晶高温合金高温高周疲劳性能的影响

对第二代DD6单晶高温合金进行了标准热处理和热等静压处理＋标准热处理,然后再在850℃和300-850 MPa应力条件下进行高温高周疲劳试验,观察了不同处理状态合金的显微组织,分析了热等静压处理对合金显微组织和高温高周疲劳性能的影响。结果表明：与仅进行标准热处理的合金相比,增加热等静压处理后,合金内部显微疏松的数量和尺寸显著降低,其体积分数从0.31%降低到0.04%,合金的高周疲劳强度由331MPa提高至433MPa,高周疲劳寿命也显著提高。

应力时效对DD11单晶高温合金TCP相析出行为的影响

对完全热处理后的DD11镍基单晶高温合金分别进行了1 070℃、100 MPa应力时效和1 070℃无应力时效处理,分析了不同条件时效后拓扑密堆(TCP)相的析出行为。结果表明:在应力时效和无应力时效50h后,试验合金中均未析出TCP相,时效至100h时,在枝晶干区域均开始析出TCP相,且析出量随时效时间的延长而增加;在相同的时效时间内,应力时效后TCP相的析出量比无应力时效后的少,应力没有改变TCP相的化学成分和晶体结构,析出的TCP相均为μ相。