含错边焊缝缺陷弯管气固两相流冲蚀磨损研究

在天然气输送系统中,当考虑弯管焊接缺陷时,结构特征差异导致的流场变化会使弯管产生不同的冲蚀特性。采用Computational Fluid Dynamics-Discrete Phase Model(CFD-DPM)方法研究不同颗粒参数、弯管导向、缺陷高度及颗粒入射角度下无错边焊缝弯管、外错边焊缝弯管、内错边焊缝弯管的介质流态特征与冲蚀规律。研究结果表明:(1)气体在弯管部位出现二次流动现象,速度分布出现扭曲,其中外错边焊缝弯管速度分布曲线扭曲幅度大,二次流作用效应最明显;(2)流体速度对冲蚀速率的影响最大,两者呈幂指数函数关系,质量流量次之,与冲蚀速率呈线性函数关系,颗粒粒径的影响最小,与冲蚀速率近似呈线性函数关系;(3)外错边焊缝弯管会在弯头处形成第二冲蚀磨损严重区域,而内错边焊缝与无错边焊缝弯管冲蚀效果相似,均只有1个冲蚀严重区域;(4)当流体在竖直管流向一致时,“H-V”导向弯管最大冲蚀速率均大于“V-H”导向弯管,在不同弯管导向下外错边焊缝弯管冲蚀速率最大;(5)弯管最外侧最大磨损位置随着错边高度发生变化,在一定高度下会使弯头内壁形成第二冲蚀磨损严重区域,且错边高度越大,弯头最外侧所受冲蚀速率越大;(6)颗粒的入射角度会影响弯管的冲蚀效应,其影响程度需结合入口直管长度与颗粒运动状态分析。

原料碎玻璃中夹杂石英玻璃引起固相缺陷的特征分析

介绍了浮法玻璃原料中夹杂石英玻璃所引起的固相缺陷现象。通过X射线荧光光谱、X射线衍射及电子探针等检测方法对该类缺陷进行表征,展示了石英玻璃引起的固相缺陷和其他硅质结石在化学成分和晶型上的区别,为判断和解决石英玻璃引起的缺陷问题提供参考依据。

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu^(2＋),Li~＋的发光性质

采用高温固相法制备了CaAl_2O_4∶Eu^(2+),Li^+发光材料,并讨论了掺杂Li+对CaAl_2O_4∶Eu^(2+)发光性质的影响。X射线衍射(XRD)和PL测试分析表明,在CaAl_2O_4∶Eu^(2+)中掺入Li^+后,Eu^(2+)的发光有一定的增强,而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量,分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明,掺杂Li^+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱,使陷阱的密度和深度增加,从而提高荧光粉的余辉性能。

Si_(0.2)Ge_(0.8)/Ge异质结的离子束辅助固相外延生长

采用离子束辅助固相外延技术,在Ge基片上制备了SiGe/Ge异质结。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、能量散射谱(EDX)、喇曼散射谱对SiGe/Ge异质结的形貌、成分和结构等物理性质进行了表征。还利用上述分析手段研究了固相外延温度对SiGe/Ge异质结中SiGe外延层生长的影响。结果表明,低能条件下(30keV)离子注入有利于形成SiGe外延层;通过对SiGe外延层高分辨晶格像的傅立叶分析得出,900℃下进行固相外延能够有效抑制SiGe外延层中点缺陷的生成;而且利用该技术外延生长的SiGe层完全弛豫。

含缺陷固体发动机两相流场计算方法研究

通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两相流动中颗粒相对气体流动的影响。

火箭贮箱焊接缺陷修复技术研究现状

贮箱作为运载火箭的重要组成部件,其在服役时承受着振动、突风与冲击等随机载荷,保证箱体结构的可靠连接尤为重要。在实际生产中,焊接处的缺陷既破坏了接头的连续性,降低了其有效承载面积,又造成了局部的应力集中,从而直接降低火箭的可靠性。因此,针对焊接缺陷的修补是必要的。重点介绍了国内外几种常用的贮箱箱体焊接缺陷修补技术,从不同修补技术的特点入手,回顾了其发展应用过程,对其应用对象、修补后性能提升效果等进行分析。系统地总结了不同修补方法的现存问题,对未来贮箱焊接结构缺陷修补技术的发展方向进行了展望。

高温固相法制备Y_2O_2S∶Lu^(3+)蓝色长余辉发光材料

在弱还原性气氛下,用高温固相法制备出了1种亮度高、余辉时间长的新的长余辉发光材料Y2O2S∶Lu3+,并对其结构及性能进行了表征。结果表明:该发光材料在480nm处有一宽带发射,最大激发峰位于254nm,并在约330K处有较强的热释发光。通过分析,初步认为是由于Lu3+的掺入使Y2O2S基质固有的阴离子缺陷加深从而导致发光。

固体火箭发动机含径向缺陷喷管数值仿真分析

火箭发动机喷管的工作环境极为恶劣,固体火箭发动机在热试状态下经常会出现因喷管喉衬加工过程中的工艺缺陷导致的开裂失效事故。针对某型固体火箭发动机试车后喷管喉衬断裂现象,基于真实裂纹形貌进行建模,并开展发动机典型工作时刻下的三维两相数值模拟,旨在获得喷管喉衬不同断裂间隙内流场温度、压强、热流密度与速度场分布及对比情况。研究结果表明:喷管喉衬断裂间隙中温度远高于喷管内流场中的温度,间隙较大处压强高于间隙较小处,燃气进入断裂间隙后速度迅速降低,且在间隙中形成多处回流,凝相粒子主要集中在中央流道,没有凝相粒子进入断裂间隙,靠近喷管壁面断裂根部热流密度最高。

2∶17型钐钴永磁材料的相变机制研究新进展

第二代稀土永磁材料——2∶17型钐钴是高温磁性最强的永磁材料,在轨道交通、航空航天和石油化工等领域有重要应用。然而,第三代稀土永磁材料钕铁硼的问世转移了永磁领域的基础研究方向,导致对2∶17型钐钴基本问题的理解远不如对钕铁硼深入和透彻,其产业发展滞后。其中,关于2∶17型钐钴永磁材料的相分解机制长期存有争议,导致高性能磁体的研发高度依赖于繁冗的工艺摸索。近年来,随着原位高能同步辐射X射线衍射和球差矫正透射电子显微镜等先进表征技术在2∶17型钐钴永磁材料研究中的应用,其从过饱和固溶体分解为多相共存纳米胞状组织的过程得以清晰揭示,澄清了上述争议。本文简要概述了这方面基础研究的新进展,主要包括基于缺陷形成和分解过程所明确的混合型固态相变机制、残余缺陷与磁性能的关系、基于缺陷控制的高性能材料制备新技术等内容。希望通过对基础问题的新认识,进一步挖掘2∶17型钐钴永磁材料的性能潜力,以推动下游应用领域的发展。

航空航天领域轻合金缺陷修复研究现状及发展趋势

修复与再制造是经先进技术修复后使废旧产品质量达到甚至超过新品的操作。本文总结了熔化类修复方法(激光、电弧、电子束增材修复方法等)和基于搅拌摩擦的固相修复方法的研究进展。对比分析了各种修复方法的可修复缺陷形式、是否可连续送料、修复后样件强度及是否产生新缺陷等问题。以轴向送料的搅拌摩擦沉积技术及侧向送料的摩擦辊压增材制造技术为代表的可连续送料固相修复技术克服了金属构件在熔化类修复过程中易造成组织粗化,产生孔隙、裂纹的技术难题,是航空航天、轨道交通等领域的高强高韧铝合金、轻质镁合金等轻质合金构件修复领域的发展趋势。最后指出可连续送料固相修复技术的研究仍处于起步阶段,开展固相缺陷修复技术的理论研究、开展不同材料的缺陷修复工艺研究及工程化应用、加快相关修复装备的建立是未来亟需研究的重点工作。

内耗与力学谱基本原理及其应用

文章对内耗与力学谱的基本原理作了简明介绍,并结合几个具体研究实例评述了内耗技术在凝聚态物理和材料科学研究方面的可能应用,最后指出了该领域今后的主要研究课题是发展新的内耗测量方法和技术以及发现新的内耗谱和建立新的内耗理论.

核科学技术和材料科学与工程

本文扼要地介绍了材料科学与工程进展的概况以及核科学技术在材料科学与工程中的应用.