铝/铝双金属复合材料制备技术研究进展

文章概述了当前铝/铝双金属复合材料制备的几种不同工艺,简述了其优缺点,并分析和展望了铝/铝双金属复合材料在未来的发展趋势。

电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究

采用低碳钢进行静态浇铸实验 ,并就电磁搅拌对铸坯内部质量的影响进行了实验研究·实验结果表明 ,电磁搅拌可明显提高铸坯凝固组织的等轴晶率 ,同时又可以改善铸坯内的成分分布状况 ,从而提高铸坯的内部质量·在合理的电磁搅拌参数和浇铸参数条件下能够得到几乎为1 0 0 %等轴晶的铸坯·

电磁软接触连铸圆坯结晶器磁场分布数值模拟研究(Ⅰ)——数学物理模型及数值计算结果的实验验证

描述了自行设计的电磁软接触圆坯连铸结晶器,给出了相应的三维圆坯连铸结晶器电磁软接触电磁场的数学模型.采用有限元方法对数学模型进行数值求解,在对数值计算结果进行实验验证后,系统地研究三维圆坯连铸结晶器内磁场分布.数值解与实验结果误差小于5%.分别考察了结晶器结构参数,钢液液面高度、电流强度等参数对结晶器内磁场分布的影响.定量地得到了结晶器内磁感应强度随各种结构参数和操作参数变化的规律.为电磁软接触连铸圆坯结晶器的设计和实际操作提供了理论依据.

高频电磁场作用下矩形软接触结晶器内金属液面行为的实验研究

利用Sn-Pb—Bi合金研究了高频磁场作用下262 mm×84 mm矩形软接触结晶器内的金属液面行为．结果表明, 金属液面的形状在软接触结晶器的切缝、分瓣体、角部以及宽面和窄面等处存在明显的不均匀性;在角部和切缝处金属液面凸起较大．通过减少角部切缝、周向上不均匀布置切缝的措施,可以改善金属液面变化的不均匀性．当金属初始液位处于线圈高度的中心偏上位置时,高频磁场作用下的金属液面凸起较高,三相点下移较深,且弯月面变形越平直．将液面控制在位于线圈中心偏上位置附近,可达到节约电能和提高铸坯表面质量的目的．实验结果还表明,增加电源功率可显著提高金属液面的高度,弯月面凸起增强, 但功率过高时,金属液面波动加剧．不同材质和结构的结晶器对应不同的最佳功率范围．

氮化铁材料的金刚石可切削性实验研究

为解决单晶金刚石切削黑色金属时产生严重磨损这一制造领域难题,对工件表面改性方法进行了深入研究,并探索了新的金刚石可切削材料.对有限厚度的纯铁进行了气体渗氮,并用X射线衍射分析法对渗层进行了物相表征.渗氮纯铁的金刚石可切削性实验结果表明,以氮化铁为主要成分的化合物是一种适于镜面加工的潜在材料(Ra<10,nm);在此研究基础之上,提出了整体单相可控氮化铁粉末冶金钢这一新型模具材料,初步切削实验证明其具有较好的金刚石可切削性,后刀面磨损VB值仅为1.16,μm.

电磁场辅助激光熔覆技术的研究进展

激光熔覆技术在装备制造、石油化工等领域有着广泛应用,但熔覆层裂纹、气孔和夹杂、溶质元素分布不均匀及表面起伏等问题严重制约了其应用。因而,提高熔覆层质量,特别是减少高硬材料熔覆层裂纹,对发展激光增材制造和再制造技术具有重要意义。电磁场辅助激光熔覆技术具有组合形式多样、工艺可控性强、作用效果显著等特点,通过在激光熔覆过程中施加电磁场,利用电磁力对熔池的搅拌作用改变传质传热过程,可以实现提高熔覆层质量、细化微观组织、改善性能的目的。在介绍电磁场辅助激光熔覆技术的应用背景及技术特点的基础上,系统总结了国内外关于电磁场辅助激光熔覆技术相关研究的最新进展。梳理概括了电磁场对激光熔覆过程的影响机制,讨论了电磁场对熔体运动行为和凝固过程的影响机理。电磁场对熔体运动行为的影响主要体现在电磁搅拌效应、电磁制动效应、热电磁流体效应、电迁移效应、趋肤效应等方面;对熔体凝固过程的影响主要体现在晶粒破碎作用、原子团起伏效应、焦耳热效应等方面。同时,详细分析了不同电磁场形式(单一磁场、单一电场及电磁复合场)对激光熔覆涂层组织和性能的影响,并对比分析了不同电磁场形式的优缺点和差异性。归纳了现阶段应用于电磁场辅助激光熔覆的涂层材料体系,包括铁基涂层、镍基涂层、钴基涂层及复合涂层,重点讨论了电磁场对各类涂层组织成分均匀化和析出相及强化相分布规律影响的内在机理。同时结合电-磁-超声多场耦合辅助激光熔覆技术的最新成果,阐述了电磁场和超声场的耦合作用对激光熔覆涂层的影响。最后对现阶段电磁场辅助激光熔覆技术存在的问题及未来发展方向进行了展望。

2195铝合金不同速度热轧过程数值模拟及实验研究

采用数值模拟和热轧实验研究了轧制速度对2195铝合金热轧(相同轧制规程)过程的影响.结果表明:不同轧制速度板材厚度方向的组织均匀性不同,轧速1.2 m/s板材厚度方向的变形组织比0.3 m/s板材更均匀;数值模拟获得终轧板材厚度方向的等效应变分布也是轧速1.2 m/s板材更均匀,与板材组织特征对应.轧制速度对相同轧制规程终轧板材宽展有影响,1.2 m/s终轧板材比0.3 m/s终轧板材宽度更大,长度更短,数值模拟与实验结果相对应.数值模拟结果和热轧实验结果在轧制力、温度变化、板材最终形状、厚度方向变形均匀性方面有较好的一致性.

高能量密度富锂正极材料研究进展

面对世界范围内日趋严重的能源危机、气候、环保等问题,能源低碳转型已经成为大势所趋。锂离子电池是“双碳”愿景下电化学储能领域的重要方向,在新能源汽车和智能电子设备领域都发挥了不可忽视的作用。但科技的发展和日益增长的社会生活生产需求对现有锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。富锂正极材料具有成本低、工作电压高、比容量高(>250 mA·h·g^(-1))等优点,在下一代锂离子电池正极中极具潜力,但初始库仑效率(ICE)低、容量衰减和电压衰减等问题仍制约着富锂正极材料的商业化进程。本文综述了近年来国内外针对富锂正极材料结构、反应机理和改性方法等方面的研究进展,总结富锂正极材料的研究热点与挑战,并对未来发展方向提出了展望。

雷达吸波材料研究进展

军事雷达的不断发展使得武器装备面临严峻挑战,如何提高武器装备的隐身性能成为国内外学者的研究重点。能够将入射雷达波吸收并转化成热能的吸波材料被广泛应用于雷达隐身技术中。铁氧体、碳材料等传统吸波涂层材料技术成熟且已被大规模应用,但还无法实现吸波材料在实际应用中的“薄、轻、宽、强”等性能。超材料作为一类具有天然常规材料所不具备的超常物理特性的人工材料,为雷达吸波材料的设计带来无限可能。吸波超材料与传统吸波材料的融合有望实现恶劣战争环境对吸波材料的更高要求。从传统吸波材料、吸波超材料、传统吸波材料与吸波超材料的融合3个方面综述了吸波材料的研究现状,并展望了吸波材料的未来发展。

Zn和Cu对纯镁的微观组织与导电性能的影响研究

本文研究了Zn和Cu元素的添加对纯Mg微观组织和导电性能的影响。结果表明,Zn和Cu能明显细化纯Mg的铸态组织,且元素添加量越多,晶粒尺寸越细小。铸态Mg-Zn和Mg-Cu合金的导电率均随着元素添加量的增加而不断降低。Mg-Zn合金中,固溶在基体中的溶质原子是影响导电率的主要因素;Mg-Cu合金中,第二相是影响导电率的主要因素。当元素添加量相同时,Zn对导电率的降低作用比Cu要更加显著。分别选取Mg-2.5%Zn合金和Mg-4%Cu合金在不同挤压温度下(200℃、300℃、400℃)进行挤压变形。Mg-2.5%Zn合金随着挤压温度提高,晶粒尺寸增大,第二相数量减少,导电率先降低再升高,但均低于其铸态合金的导电率。Mg-4%Cu合金随着挤压温度提高,晶粒尺寸增大,第二相数量无明显变化,导电率不断升高,均高于其铸态合金的导电率。

基于材料学科专业实验室建设与管理模式探讨

结合东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室的实际情况,分析了基于材料学科的专业实验室的独有特征,并提出了适合于材料学科专业实验室建设与发展的"六字方针"(提升、健全、优化),即要努力做到提升实验室建设水平、健全实验室规章制度以及优化实验室师资队伍,为推进素质教育、培养应用型人才、提升学科学术水平,提供良好的外部环境。

铝合金板材阳极氧化材料线缺陷的形成原因及改进措施研究

通过对铝合金板材典型的材料线缺陷进行分析,明确了材料线主要是由含Mg、Ti或Si的夹渣物造成的。材料线缺陷会严重影响最终产品的外观质量。通过分析含Mg、Ti或Si的夹渣物来源,明确了抑制措施。结果发现,通过采用合适的熔铸工艺、把控熔体清洁度、及时清理维护设备、选用合适的耐火材料,以及严格控制热轧、冷轧机列及乳化液、油品清洁度等措施可有效减少材料线缺陷。

基于火灾痕迹的起火点判定研究现状及展望

为帮助火灾调查人员快速准确地确定起火点位置、完善事故调查证据链,进而探明火灾原因,综述基于火灾痕迹的起火点判定研究现状。首先,介绍火灾痕迹分类,包括燃烧痕迹、烟熏痕迹、倒塌痕迹及电器线路痕迹,着重介绍烟熏痕迹的研究现状及不足;然后,综述当前国内外多种起火点判定方法,将其分为利用经验、数值重构技术以及机器学习算法等3种,并分别分析3种方法的优势和不足;最后,展望未来起火点判定技术的研究趋势。结果表明:利用烟熏痕迹数值模拟结合机器学习进行起火点判定具有良好的应用前景。

金属层状复合材料的力学行为及微观变形机理

金属层状复合材料作为一种典型的非均质材料,通过调控其内部的多尺度微结构特性,可以实现金属结构材料强度-韧性的协同提升,在高端先进制造领域具有潜在的应用前景。金属层状复合材料的宏观力学性能显著依赖于各组元层的性能、厚度和异质界面的结构特性。变形过程中材料内部的微观应力/应变在异质界面处的协调特性对组元金属的形变微观机制产生重要影响,进而影响复合材料整体的性能。因此,探索金属层状复合材料的“微观结构-力学行为-变形机制-宏观力学性能”的内在关联并揭示其对应的微观形变机理,对设计具有优异综合力学性能的金属层状复合材料有重要的理论指导意义和实际应用价值。聚焦于晶态金属层状复合材料的微观力学行为及变形机理,介绍了其力学行为的尺寸与界面效应,着重讨论了室温下材料的微观形变物理过程,阐明了非均匀金属层状复合体强韧化的机理。最后,对金属层状复合材料力学行为的研究进行了简要展望。

基于“3H”目标开放型实验室的管理模式研究

从东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室的现状入手,剖析了开放型实验室在可持续发展中面临的问题。针对这些问题,提出了基于"3H"(High teaching quality、High level of scientific research and High quality talents)目标的开放型实验室建设的方法。从管理制度的革新、实验室环境的创建以及人才的培养等方面建立了一整套适合开放型实验室发展的管理体系。最终将开放型实验室发展到一个新的高度。

方坯软接触电磁连铸结晶器内钢液弯月面行为的热模拟研究

以低熔点 Ｐｂ－Ｓｎ－Ｂｉ合金作为钢液模拟工质，对谐波高频磁场作用下，方坯软接触电磁连铸结晶器内钢液的弯月面行为进行热模拟实验研究、通过录像手段记录高频磁场作用下非导电石英玻璃容器内液态金属的弯月面行为，并采用“浸镀法”测得不同实验条件下的弯月面形状，掌握了高频磁场作用下液态金属弯月面的波动特性及不同感应线圈实验参数对弯月面行为特征的影响效果．研究表明：方坯结晶器内高频磁场沿结晶器周向的不均匀分布是影响弯月面稳定性的重要因素，在设计软接触电磁连铸结晶器时，应在结晶器角部对磁场采取适当的屏蔽措施．此外，感应线圈匝数以及感应线圈工作位置的选取将在很大程度上影响到钢液弯月面的形态和稳定性，是影响软接触电磁连铸铸坯表面质量的重要工艺参数．

形变原位Cu-Ag复合材料的研究进展

高强高导Cu-Ag合金是一种具有优良物理性能和力学性能的结构功能材料,具有强度和导电率的良好匹配。从合金的组织、制备工艺、强化机理及导电机理等方面综述了Cu-Ag合金的研究现状,并指出了其进一步发展的前景。

超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验研究

针对利用超声波去除流动液体中夹杂物的效果进行了实验研究·分别以高密度聚乙烯和普通水、高密度聚乙烯和脱气软化水的超声分离作为研究体系 ,探索了超声波输入电功率、液体流量对夹杂物总去除率、上浮去除率以及粘附去除率的影响·实验结果表明 ,超声波对不同含气量液体中夹杂物去除均有明显的效果 ,但是机理不同 ,尚需进一步研究·

两段式无缝软接触结晶器电磁参数和结构参数的研究

利用数值模拟与正交实验相结合的方法,研究了两段式无缝软接触结晶器壁厚(d)、结晶器上半段电阻率(ρ)、电源频率(f)、线圈电流强度(I)对结晶器透磁效果的影响规律．结果表明:结晶器内部磁感应强度(B)随f和d的增大而减小,随I和ρ的增大而增强．各因素对磁场影响的顺序依次为f,ρ,I,d．通过无量纲分析确定了两段式结晶器内弯月面处B与d,ρ,f,I之间的定量关系为B/(μ_0I/d)．=4．36×10~9(ρ/If)^(0.89)．最后,确定了两段式结晶器应用于软接触技术最佳的实验条件为:d=5 mm,p=8．8×10^(-7)Ω·m,I=2000 A,f=2500 Hz．

用上引连铸法生产铜银合金接触线的实验研究

研究了用上引连铸法生产铜银合金接触线的生产工艺及产品性能·结果表明,上引连铸法的电磁搅拌作用可显著提高合金成分的均匀性,Ag的质量分数偏差不超过±0 01%,比用其他方法生产的均匀性提高1倍·铜银合金接触线试样的性能实验表明,铜银合金接触线的主要性能指标优于纯铜接触线·随Ag含量的增加,接触线的拉断力提高,延长率下降,导电率略有下降;当Ag质量分数超过0 12%时,接触线的塑性明显下降·铜银合金接触线较纯铜接触线软化温度提高近100℃,这对于提高电气化铁路的运行安全和提高接触线的使用寿命有着极其重要的意义·综合分析铜银合金接触线的强度与塑性可知,Ag质量分数在0 1%～0 12%为宜·