低价锆氧化物Zr_(3)O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究

采用第一性原理系统地研究3种Zr_(3)O晶形(空间群分别为R3c(斜方六面体)、R32(斜方六面体)和P6322(六面体))的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的3种Zr_(3)O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外,证明3种Zr_(3)O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。获得了3种Zr_(3)O晶形在0~1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、比热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现3种Zr_(3)O晶形在0K时的相对稳定性顺序为Zr_(3)O(R3c)>Zr_(3)O(R32)>Zr_(3)O(P6_(3)22);然而,在50 K时Zr_(3)O(R3c)转变成Zr_(3)O(R32),在540K时转变为Zr_(3)O(P6_(3)22)。相较于其他2种Zr_(3)O相,Zr_(3)O(R32)表现出更优越的力学性能。

熔盐电解钛精矿制备钛铁合金的脱氧历程

以攀枝花地区的钛精矿为原料通过CaCl2熔盐电解工艺直接制备FeTi合金。主要通过不同时间间断实验对电解过程进行跟踪,结果表明以钛精矿为原料电解制备FeTi合金的过程中首先得到金属铁和钙钛矿,然后是钙钛矿电解得到钛的低价氧化物,最后是钛的低价氧化物电解得到钛和形成FeTi合金,通过阴极失重实验验证了分段反应的结论。最后对钙钛矿的形成机理进行了实验研究,得到CaTiO3形成有两个途径:(1)熔盐参与反应,并且是主要成因;(2)熔盐CaCl2水解得到CaTiO3。

基于FACTSage的钒钛磁铁矿配碳还原计算

为了探索碳热还原钒钛磁铁矿的机理,运用FACTSage软件对钒钛磁铁矿碳热还原过程进行了理论计算。结果表明,金属Fe和Ti的起始还原温度分别为700℃和1300℃左右,随着温度的升高,液相中金属的生成量逐渐增加。配碳量对金属液相的产生影响较大,配碳为16%时,出现金属液相的温度为1550℃;配碳量大于18%时,金属液相产生的温度降低到1180℃。碱度对Fe回收率影响不大;而当碱度为0.4时,Ti的回收率最高。当配碳量为20%、碱度为0.4时,Fe、Ti的还原效果最好。

Ti-Al系合金熔体与TiN润湿行为

采用通管滴落法研究1758 K温度下Ti-Al系合金熔体与TiN的润湿行为,结果表明:当Al的质量分数为40%、50%、60%、70%和80%时,初始接触角分别为68°、92°、106°、140°和140°,初始接触角对合金成分依赖较大。当Al含量较高时,Al会氧化生成Al2O3膜包裹在液滴表面,影响初始接触角的测量,但平衡接触角对合金成分依赖较小,均小于20°,且随Al含量的增加略微减小。由于润湿后试样的界面上富集了大量的Ti和少量的Al而没有明显的化学反应产物存在,且通过计算可知合金中Ti的化学势明显高于基板中Ti的化学势,因此,在化学势差的作用下Ti向界面吸附,促进体系的润湿。此外,当Al含量大于60%时,在铺展的末期Al会显著挥发,但其对平衡接触角的影响较小。在实验中,XRD检测到的Al N和Ti Al3是由于合金与基板接触及N扩散后与合金反应生成,但其生成量很少。

阴极电导率和孔隙率对熔盐电解钛精矿脱氧过程的影响（英文）

阴极的性能通常是和电解过程与电解效率有着密切的关系。测量了焙烧温度对钛精矿阴极电导率的影响。结果表明焙烧温度对钛精矿阴极导电性影响很大。钛精矿阴极电阻率随着焙烧温度升高和接触面积的增加而增大。另外也研究了阴极孔隙率对熔盐电解制备Ti-Fe合金还原过程的影响。结果表明阴极的孔隙率对还原过程有着直接的影响。孔隙率的增加有利于中间化合物CaTiO_3的形成,从而改善电解过程中的电流效率。

Ti-Al二元系合金的表面张力（英文）

采用滴落法测定了在1758 K条件下Ti-Al合金的表面张力。同时采用Butler模型和几种改进的理想溶液模型理论计算了Ti-Al合金的表面张力。结果表明,Ti-Al合金的表面张力随着Al含量的增加而减小。实验结果和采用Butler模型以及改进的理想溶液模型理论计算的结果相一致。Al原子主要分布在熔体的表面,而Ti由于具有高的表面张力主要分布在熔体的内部。同时也讨论了表面活性元素硫对Ti-Al合金表面张力的影响。结果表明硫对合金表面张力影响很大,随着硫的增加,合金表面张力降低。硫在表面上的浓度高于内部。硫在Ti-Al合金中的吸附属于正吸附。

基于低频动态信息和超声导波的复杂结构损伤的在线诊断技术

在近三十年来,基于各类测试数据对工程结构发展有效的结构损伤在线诊断技术取得了长足的进步,由于该领域的研究成果数量过于庞大,论文将仅限于对利用结构动态数据进行在线损伤诊断的技术进行介绍和总结.文章主要涵盖了两方面的内容:首先介绍利用结构低频动态信号进行土木、航空航天等领域内的大型复杂结构的各类在线诊断技术,特别重点介绍利用结构低频振动数据信息进行损伤诊断的理论、方法与应用;其次介绍利用结构高频动态信号,进行结构在线损伤诊断与监测的技术,主要详细介绍近十多年来发展起来的超声导波技术及其应用.论文分析和介绍了各类技术的应用范围,及其在不同的情况下使用时的优缺点,并对该领域的未来方法与技术的发展趋势进行了展望.

热处理对钛合金Ti_(84)Al_(11)FeMo_(4)组织和性能的影响

通过d电子理论设计出新型两相钛合金Ti_(84)Al_(11)FeMo_(4),分析了物相组成随温度的变化关系。结合热力学计算结果,分别研究了700、770℃以及850℃不同时效温度下钛合金的微观组织与力学性能的演化关系。结果表明,随着时效处理温度的提高,Ti_(84)Al_(11)FeMo_(4)钛合金微观组织中β相的含量逐渐增多。当时效温度增加到850℃时,β析出相的含量最多,且在粗β相间分布着大量细小尺寸的β相。Ti_(84)Al_(11)FeMo_(4)钛合金经不同时效温度处理后表现出不同的力学性能,在700℃和770℃下时效处理后可显著提高钛合金的压缩强度,而在850℃下时效后可以实现钛合金的强度和塑性的同步提升。