U-2.5%Nb合金在空气中的氧化行为

采用厚度法和增重法研究了U-2.5%(质量分数,下同)Nb合金在60～300℃的氧化行为,利用扫描电镜对氧化膜的形貌进行了分析,并探索了氧化膜破裂的机制。研究结果表明,在实验范围内,U-2.5%Nb合金在60～80℃的氧化遵循抛物线规律;在100～150℃之间,氧化规律由抛物线-线性规律组成;在200～300℃,氧化遵循直线规律。在抛物线阶段,反应的活化能为74.70kJ/mol;而在线性氧化阶段,活化能降低至31.48kJ/mol。表面形貌分析表明,抛物线氧化阶段,α相和γ2相氧化速率明显不同,从而造成表面出现"浮凸"现象,但氧化膜是致密的。直线氧化阶段,氧化膜疏松,在氧化膜中首先出现纵向开裂现象,然后是氧化膜的剥落。

U-2.5% Nb合金表面的氢蚀特性

利用气固反应系统对U-2.5%Nb合金表面进行了氢化,采用体视显微镜原位观察U-2.5%Nb合金的氢蚀,利用X射线衍射(XRD)、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和扫描电镜(SEM)表征该合金氢化前后的成分及形貌。结果表明:在70℃、氢压为一个大气压的气氛中,U-2.5%Nb合金的氢化反应速率很高,氢化后形成了UH3化合物;合金表面氢蚀点边缘并非圆滑,而是呈条状优先形核相向外凸出。U-2.5%Nb合金表面氢化腐蚀的机制是:贫铌α相的氢蚀速率大于富铌γ1-2相的而优先发生氢蚀,随后贫铌α相之间的γ1-2相也相继发生氢蚀而连成一片后迅速长大。

温度对U-2.5%Nb合金力学性能的影响

研究了U-2.5%Nb合金在-100～700℃温度范围内的力学性能。结果表明,合金的抗拉伸强度随试验温度上升呈下降趋势,其塑性在600℃以下温度并非单调变化,而是在500℃附近延伸率和断面收缩率分别出现极小值,合金拉伸断口与室温(20℃)相比具有明显的沿晶断裂特征。试验温度高于600℃后,合金塑性明显升高。热处理后的该合金加热至500℃经保温并冷至室温后,合金的冲击韧性有所降低。在-100℃～室温的温度范围,合金的冲击韧性随试验温度的降低而下降,并在-30～-10℃的温度范围发生韧脆转变。当温度低于-30℃后冲击韧性下降趋势明显减缓,合金冲击断裂面颗粒高低不平,具有准解理断裂特征。

环境湿度及氢气压力对U-2.5%Nb合金拉伸性能的影响

研究了U-2.5%Nb合金(质量分数,下同)在相对湿度分别为3.5%、50%、100%、水浸、热水和水蒸气环境,氢气压力分别在0.4,1.0,2.0MPa条件下的拉伸性能及断口形貌。结果表明:拉伸速率在3×10-5/s时,随环境湿度及氢气压力的增加,U-2.5%Nb合金的抗拉强度降低,规定非比例延伸强度增加,塑性急剧下降。同样在水浸环境,3×10-5/s与1×10-4/s的拉伸速率相比,U-2.5%Nb合金断后伸长率下降约84%,断面收缩率下降约79%。拉伸速率在3×10-5/s时,合金在2.0与0.4MPa的氢气压力相比,断后伸长率下降约20%,断面收缩率下降约13%。在相对湿度3.5%的环境下,U-2.5%Nb合金试样断口边缘呈韧窝状,有一定的韧性特征。在水浸环境下,试样断口边缘韧窝明显减少,有一定的脆断特征。在水蒸气环境中,试样断口边缘有明显的解理脆断特征。在氢气环境中,试样断口的脆断特征随氢气压力的增加而增强。

U-2.5%Nb合金氢化物生长动力学研究

为了探讨U-2.5%Nb(质量分数)合金的氢腐蚀行为,利用在线显微镜研究了U-2.5%Nb合金氢蚀初期氢化物的生长动力学,研究了U-2.5%Nb合金氢化初期的氢化物形貌、生长速度、氢化反应速度等之间关系。结果表明,利用在线显微镜表征氢化物的生长速度是可行的,氢化物前沿推进距离与时间呈线性关系。在一定温度范围内,氢化物的生长速度与反应温度符合Arrhenius关系,U-2.5%Nb合金氢化物生长激活能为24.34 kJ/mol。当温度增加到125℃附近时,氢化物的生长速度达到最大值,之后,随着反应温度的升高,生长速度快速下降。

基于ConvLSTM与U-Net的PM_(2.5)浓度预测方法研究

为更好地防治大气污染,基于深度学习方法建立了可同时学习数据时空特征的U-ConvLSTM模型以预测未来的PM_(2.5)浓度。首先通过对研究区数据的分析筛选出对PM_(2.5)有影响的因子作为辅助预测数据,将PM_(2.5)历史数据与选出的气象、归一化植被指数、地面高程、人口密度等辅助预测数据结合得到多通道的预测张量。将张量预处理后输入到ConvLSTM模块中学习其时空特征,并通过U-Net编码器-解码器结构将不同尺度的数据特征加以融合,最后通过一个1*1卷积层完成对PM_(2.5)空间分布的预测。使用该模型在山东省2016—2020年5年内102个监测站点的数据上进行实验,结果表明相较于仅学习时序特征的LSTM模型和未采用U-Net结构ConvLSTM,U-ConvLSTM模型有更好的效果,相比前两种模型其平均绝对误差MAE分别降低了25%和11%,均方根误差RMSE分别降低了29%和6%,说明空间特征的学习和编码器-解码器结构的加入有效提升了模型的精度。对比U-ConvLSTM模型与无辅助数据的UConvLSTM模型,发现辅助数据的使用使得MAE和RMSE分别降低了59%和49%,说明加入气象等辅助因子能更好的预测PM_(2.5)的时空分布。

Ca. 2.5 Ga TTG rocks in the western Alxa Block and their implications

The Alxa Block is considered part of the North China Craton, but the unambiguous Archean basement has not been reported. In this study, we present the first evidence of the Neoarchean rocks in the Beidashan area of the western Alxa Block. The petrographic and geochemical data show that these rocks are granodiorite with TTG (tonalite-trondhjemite-granodiorite) characteristics. Zircon U-Pb dating gave an age of 2522±30 Ma for the magmatic core and 2496±11 Ma for the metamorphic recrystallized rim. The near-identical age between the Latest Neoarchean magmatism and the high-grade metamorphism shows that these features were related to the same Latest Neoarchean-Earliest Paleoproterozoic tectonothermal event. The age-corrected Hf (t) value is mainly between 0.4 and 4.9. The two-stage zircon Hf model age ranges from 2.7 to 3.0 Ga, suggesting that the Mesoarchean- Neoarchean (2.7-3.0 Ga) juvenile crust was reworked at the end of the Neoarchean in the western Alxa Block. These data suggest that the western Alxa Block experienced a Mesoarchean-Neoarchean crust growth and Latest Neoarchean-Earliest Paleoproterozoic tectonothermal event similar to the North China Craton.