NiAl复合涂层中强化相的形成机理及其对磨损性能的影响

目的提高NiAl复合涂层的硬度,扩大它作为涂层材料在矿山机械和石油化工领域的应用范围。方法TiC、TiB_(2)金属陶瓷颗粒具有较高的熔点、硬度、弹性模量及较好的化学稳定性,是一种优良的高温结构材料。采用等离子熔覆技术在Q235低碳钢表面制备NiAl金属间化合物涂层和TiC-TiB_(2)强化NiAl复合涂层,研究涂层的微观组织结构、金属粉末反应热力学、TiC-TiB_(2)强化相的形成机理和涂层的摩擦行为。结果涂层组织紧密、均匀,涂层与基体具有良好的冶金结合。NiAl涂层主要由NiAl、γ-(Fe,Ni)固溶体组成。复合涂层由NiAl、Ni_(3)Al、γ-(Fe,Ni)、TiC和TiB_(2)增强相组成。TiC相呈小块状,TiB_(2)相呈短棒状。粉末反应的热力学计算进一步证明了强化相TiC、TiB_(2)的形成。强化相的形成机理与原子扩散沉淀和晶体结构有关。与NiAl涂层相比,复合涂层的平均硬度从416HV提高到525HV,摩擦因数和磨损失重(质量损失)从0.68、0.376 g分别降至0.54、0.192 g。NiAl涂层磨损表面出现较多大且深的犁坑,NiAl复合涂层磨损表面较为平滑,只有少量浅犁沟。结论TiC和TiB_(2)主要通过溶解、扩散和沉淀析出方式形成。NiAl复合涂层具有高硬度、低摩擦因数和较少的磨损失重,具有优异的耐磨性能。在基体中弥散分布的小块状TiC颗粒和组织稳定性高的强化相有利于提高NiAl复合涂层的硬度和磨损性能。NiAl涂层的磨损机理主要为黏着磨损,复合涂层的磨损类型以磨粒磨损为主。

TWIP钢表面Ni-P化学镀层组织结构及性能研究

目的在孪生诱发塑性钢(TWIP)表面制备Ni-P镀层,提高TWIP钢的耐腐蚀性能。方法通过化学镀工艺在TWIP钢表面制备了高磷Ni-P镀层,并进行不同温度的热处理,利用扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪及原子力显微镜等探究了热处理温度和时间对Ni-P镀层形貌和组织结构的影响。通过电化学方法研究了TWIP钢表面镀层的耐蚀性能。结果随着热处理温度的升高,镍磷原子发生迁移,胞状组织边界模糊,粗糙度降低,其中600℃热处理镀层表面最为致密平整。随着热处理温度的升高,镀层组织结构演变过程如下:非晶态(普通镀层)→非晶态部分晶化,Ni12P5、Ni5P2等亚稳态镍磷化合物析出(300℃)→非晶态完全晶化、稳态Ni3P相长大(400℃)→晶粒长大(500℃、600℃)。Ni-P镀层能够明显提升TWIP钢的耐腐蚀性能。随着热处理温度的升高,镀层的耐蚀性能先降低后升高。600℃热处理1h镀层的腐蚀电流密度为0.25μA/cm^(2),与普通Ni-P镀层相比降低了80.9%,与TWIP钢基体相比降低了99.6%。600℃热处理镀层光滑致密无缺陷的表面促进了保护性氧化膜的产生,使镀层的耐蚀性能提高。结论合适的热处理工艺提高了Ni-P镀层的致密性和保护能力,光滑致密无缺陷的镀层能够为TWIP钢提供良好的防护。

材料腐蚀与防护实验教学案例设计

针对材料类学生教学需求,以科研项目为牵引,设计了稀土合金化增强耐候钢表面锈层保护性能的实验教学案例。该实验案例以海洋大气环境下耐候钢耐蚀性能亟待提高这一实际工程问题为切入点,通过现场大气曝露腐蚀实验、实验室模拟加速腐蚀实验来评价耐候钢的耐腐蚀能力。通过扫描电镜、X射线衍射分析等物理方法和极化曲线等电化学方法,研究分析了稀土耐候钢在近海大气环境下表面锈层的形貌、物相组成、合金元素分布及其电化学腐蚀行为。利用综合实验结果分析了特定腐蚀环境下稀土耐候钢的耐蚀性能和耐蚀机理。该实验教学案例以“问题提出-材料制备-腐蚀行为分析-耐蚀性能评价”为主线,综合性强,涉及材料合金成分设计、电化学腐蚀机理、表征技术、电化学分析等众多知识点,在一定程度上实现了专业知识的系统化和一体化,对学生创新意识和研究能力的培养具有很好的推动作用。

紧凑数据结构专题序言

随着现代计算机科学的迅猛发展,紧凑型数据结构逐渐成为研究和应用的热点领域,其核心目标在于尽可能减少内存占用并提升运行效率,以支撑广泛的计算机应用需求。通过精心的设计和优化,这类数据结构能够在限定的内存空间内存储大量数据。

温轧TWIP钢/高碳钢组织及力学性能研究

采用热轧-温轧工艺制备了孪生诱导塑性(TWIP)钢和高碳钢双层复合材料,通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针等观察双层钢的显微组织与界面元素分布,发现两种材料界面结合良好、无缝隙和孔洞,Mn元素由TWIP钢侧向高碳钢侧扩散。复合材料热轧后进行铅浴处理,高碳钢区域形成细片状的索氏体组织,索氏体片层间距随铅浴温度升高而增大。520℃铅浴时平均片层间距为202 nm,抗拉强度为1592 MPa,延伸率9.9%,材料的综合力学性能较好。铅浴处理后的双层钢在300℃进行多道次温轧,进一步细化晶粒,产生位错增殖,抗拉强度随温轧压下量增大而增大,延伸率有所降低。轧制压下量达到70%时,高碳钢侧的索氏体片层间距进一步减小,TWIP钢侧发生剧烈塑性变形,晶粒沿轧制方向拉长。

有序排列硬质合金颗粒增强铁基复合材料的研究

目的研究有序排列硬质合金颗粒作为增强相对高铬铸铁组织与性能的影响。方法采用对WC-Co硬质合金颗粒进行预先排布固定的方式,结合离心铸造制备了有序排列硬质合金颗粒增强高铬铸铁复合材料。通过相组成和显微组织的演变分析复合材料的形成过程,并对摩擦磨损性能进行研究。结果制备的复合材料实现了硬质合金颗粒在基体上的有序排列及与基体的冶金结合。存在由颗粒表层熔解区和碳化物散布区构成的梯度过渡层,硬度也呈梯度变化,有利于降低应力集中。在载荷为100 N时,复合材料的体积磨损量相较于高铬铸铁降低了57.6%;载荷为150 N时,复合材料的体积磨损量相较于高铬铸铁降低了69.2%,硬质颗粒的有序排列可减缓磨粒磨损和剥层磨损。结论通过对增强颗粒进行有序排列,可提高复合材料性能的可设计性,抑制了过度反应,并促进梯度过渡层的形成,同时还可减少硬质颗粒的用量,改善复合材料的韧性。有序排列硬质合金颗粒可以有效提高高铬铸铁的硬度和耐磨性。

布鲁姆过滤器查询算法

从理论和应用两方面系统地综述了布鲁姆过滤器查询算法迄今为止的主要研究成果,分析了目前布鲁姆过滤器查询算法的研究现状,最后展望了布鲁姆过滤器查询算法未来可能的研究方向.

分档布鲁姆过滤器的查询算法

布鲁姆过滤器是一种能够简洁地表示集合并支持集合查询的数据结构,广泛应用于数据库、网络和分布式系统中.针对现有的布鲁姆过滤器没有考虑查询失效代价这一缺陷,文中提出一种新的代价敏感的分档布鲁姆过滤器查询算法.它将元素根据不同的查询代价分为不同的子集,通过考查每档子集最低查询失效率的关系,建立由每档子集合最低查询失效假阳性概率表示的集合最低查询失效总代价目标函数,使用类目标函数梯度遗传算法获得每档的最优Hash函数个数ki,完成集合到向量的映射与查找.仿真实验结果表明,使用新结构的查询算法和标准布鲁姆过滤器算法相比,所用的查询计算时间基本相同,因为区分对待集合元素,查询失效总代价仅为标准算法的27%.

基于轨迹标签的无结构P2P副本一致性维护算法

副本的存在是一种提高P2P系统的可扩展性、容错性、可用性和减少查询响应时间的有效手段.随着P2P应用逐渐由只读静态文件共享转换为需要实时更新的读写动态文件交互,副本一致性维护成为确保新业务正确运行的关键.从直接更改消息报文角度出发,提出一种基于节点轨迹标签的无结构P2P副本一致性维护算法,通过在传输消息的报文中添加已接收更新消息的节点轨迹地址链表标签,可以在消息传输源节点进行冗余判断,以减少冗余消息数目.同时,针对直接存储节点地址轨迹标签算法的消息长度随着消息传输轮数和网络度数增加而不断加大的问题,提出一种用Bloomfilter替代地址链表轨迹标签的算法.通过Bloomfilter这种简洁的结构表示地址链表,可以减少添加到报文中的轨迹长度,利用Bloomfilter的“或”运算可以简化传输节点的冗余判断.实验结果表明:节点轨迹标签算法可以极大地降低冗余消息数目,提高P2P系统的可扩展性.副本节点网络连通性越强,消息数目和传输带宽的减少就越明显.该研究可以用到传感器网络等其他自组织网络的一致性维护中.

布鲁姆过滤器代数运算探讨

本文探讨布鲁姆过滤器的代数运算和集合查询的关系,定义布鲁姆过滤器的"并","交","异或","补","差"代数运算,从理论和实验两方面分析布鲁姆过滤器的代数运算和集合代数运算并集,交集,异或集,补集,差集的元素查询关系.理论分析和实验结果表明,布鲁姆过滤器的"并","交"运算能够支持集合并集交集的元素查询,这一结论可以简化利用布鲁姆过滤器进行的系统设计.

联合多维布鲁姆过滤器查询算法

分析了现有多维布鲁姆过滤器查询算法(MDBF)工作原理,提出了一种改进的两步表示和查询的联合多维布鲁姆过滤器(CMDBF)查询算法。CMDBF新增一个用于表示元素整体的联合布鲁姆过滤器CBF,CMDBF中元素表示和查找分两步进行。将MDBF的各属性的表示和查询作为第一步,第二步联合元素所有属性域,利用CBF完成元素整体的表示和查询确认。理论分析和仿真实验结果表明,CMDBF能够支持多维集合元素的简洁表示和查询,相比MDBF查询误判率降低明显。

基于WinPcap的实时网络监测系统

实现了一个基于WinPcap的实时网络流量监测系统，完成了数据包级和流级的流量指标，包括2～7层协议分布，不同协议的流量速率，包大小分布，不同聚集程度的流分布。前N名的IP主机和主机对分布等；并提供网络运行状态的告警指标．实验结果表明，对于100M以太网。基于WinPeap的软件捕获流量监测程序的处理上限为60000packet／s，完全可以胜任100M以太网监测需求．

一种基于网络业务流的流量监测分析算法

基于业务流的统计信息直接反映用户行为,最繁忙业务流获取与分析,对于网络流量分析和故障定位有指导作用.文章通过分析数据帧到来对哈希表的影响,借助一个记录表,对哈希表中的业务流进行排序,大大减少排序中的比较次数,提高监控系统处理性能.

基于计数布鲁姆过滤器的快速多维包分类算法

本文从数据包匹配规则的聚集特性出发,将计数布鲁姆过滤器和哈希表相结合,设计并实现了一种高效的多维包分类算法CBHT(Counting Bloom filter and Hash Table).基于包匹配规则的聚集特性,对于五维包分类问题,CBHT算法首先利用计数布鲁姆过滤器的过滤功能结合单域匹配获得与前两维匹配的小规模规则集,而后在此有限规则集中对后三维进行匹配.利用计数布鲁姆过滤器提高了包匹配速度并有效支持规则库的动态更新.实验结果表明CBHT算法比现有的B2PC算法节省60%的硬件资源,包匹配访问内存次数平均低于B2PC算法22.8%.

无线多跳网络分簇协作路由算法

协作路由将物理层的协作通信技术和网络层的路由选择技术相结合是一种提高网络性能的跨层路由设计方案.现有的协作路由算法没有充分利用网络拓扑结构的特点,难以获得最优的协作路由.基于无线网络节点分布概况,提出一种分簇协作路由算法,以提高网络性能并增强网络的可靠性.该算法的分为三个阶段,簇的形成,簇间路由和簇内路由.算法的每个阶段都从节点分布对协作通信的影响出发优化协作路由设计,充分利用了无线网络中物理介质的广播优势和周围节点协作的优势.仿真结果表明,本文所提出的协作路由算法能够显著降低路由的中断概率,提高网络的可靠性.

熔体快淬LaFe_(11.5)Si_(1.5)的巨大磁熵变

采用熔体快淬法制备了LaFe_(11.5)Si_(1.5)化合物。利用X射线衍射和能谱分析测定了熔体快淬带的相组成和元素分布；利用磁性能测试结果计算了磁熵变。结果表明：熔体快淬可以得到元素分布均匀的LaFe_(11.5)Si_(1.5)薄带,其相组成为NaZn_(13)型LaFe_(11.5)Si_(1.5)化合物和大量α-Fe。退火后,快淬带中的α-Fe含量大大降低,得到了近似单相的LaFe_(11.5)Si_(1.5)化合物。由磁性能测试并经计算发现,快淬带经1000℃,6h时效后具有巨大的磁熵变。由此可见,熔体快淬可成为一种制备更廉价的高性能磁致制冷材料的新方法。

(Dy_(1-x)Gd_x)Co_2的磁熵变研究

通过磁性能测试,对金属间化合物(Dy1-xGdx)Co2(x=0,0 1,0 2,0 4,0 6)的磁熵变和磁相变进行了研究.结果表明,该化合物的居里温度随Gd含量增加呈线性提高,而其磁熵变则降低.磁熵变下降的主要原因是Gd替代Dy后化合物的磁相变由一级相变转变为二级相变.由于这种化合物在较宽温区内具有可观的磁熵变,也探讨了它用作近室温磁制冷工质的可能性.

添加B对LaFe_(11.5)Si_(1.5)快淬带残余α-Fe相以及磁热效应的影响

通过微观分析研究添加B对LaFe11．5Si1．5快淬带中a．Fe杂相的影响，并探讨LaFe11．5Si1．5，（x=0．5，0．7，1．0）化合物的磁相变和磁热效应。与LaFe11．5Si1．5比较，加入B后快淬薄带的显微组织显著细化，在较高B含量的快淬薄带中还得到了非晶态结构。经1000℃回火2～10h后，快淬试样均结晶为立方NaZn13型的La（Fe，Si）13化合物结构。含B快淬薄带经过较短时间的热处理就能得到单相结构，而且残留的a．Fe含量显著降低。磁性能测试表明，随着B含量的增大，LaFe11.5Si1.5Bx（x=0．5，0．7，1．0）化合物的居里温度略有升高；当B含量较低时，化合物具有一级磁相变特征并表现出与LaFe11．5Si1．5化合物相同的巨大磁热效应。

软件冗余现场总线控制系统的研究

对比了当前国际上比较流行的DCS(分布式控制系统)和FCS(现场总线控制系统)的优点和缺点。对基于西门子S7-300系列PLC的软件通讯式冗余现场总线控制系统进行了十分细致的研究,根据大量相关资料和实践体会,深入剖析其软件冗余技术的内在机制和局限性。指出基于软件冗余同步现场总线控制系统具有可靠性高,利于国内自主开发等优点。为今后开展此类技术研究的工作人员提供了参考。

QoS敏感的802.11e分组调度算法

分析并总结无线网络中基于QoS的分组调度算法,针对802.11e EDCA机制中多媒体数据分组调度的不公平问题,提出QoS敏感的802.11e数据分组调度算法.首先,根据不同数据业务延时敏感性需求,提出新的基于紧急度的数据分组调度指标.然后,在802.11e协议中根据业务流的紧急度,调整不同业务流所对应AC队列的参数,改变AC队列信道访问优先级,使紧急业务流有更多机会竞争到信道访问权.最后,进行大量仿真实验,实验结果验证了所提算法的有效性.