氧化镧对方镁石-镁橄榄石质耐火材料结构与性能的影响

以电熔镁砂、硅微粉为主要原料,研究了氧化镧(La_(2)O_(3))对方镁石-镁橄榄石质耐火材料结构与性能的影响。结果表明:氧化镧的引入及其含量的增加在主晶相晶粒间生成不规则状、棒状和针状的含镧硅酸盐相;该相的原位生成有助于提高材料的体积密度、降低显气孔率,并且在改善力学性能的同时,显著增强了材料的热震稳定性;含镧硅酸盐物相对显微结构的调节作用提高了材料抗玻璃配合料和硫酸钠的渗透能力。

应力对中碳超细晶贝氏体钢显微组织的影响

贝氏体相变过程中经常会受到应力/应变的影响,其相变动力学和显微组织将发生显著改变。采用热模拟试验机、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术等研究了应力对一种中碳超细晶贝氏体钢显微组织的影响。结果表明:随着应力的增大,贝氏体板条厚度先增加后减小。应力提供的额外机械驱动力导致贝氏体板条粗化,而奥氏体变形则有利于细化板条,两者相互竞争造成了上述现象。此外,通过对比实验极图和理论计算极图发现,在本实验条件下,奥氏体与贝氏体之间更符合Nishiyama-Wassermann(N-W)取向关系。施加应力后,贝氏体变体种类显著减少,产生明显变体选择。

等温温度对Ti-Mo微合金高强双相钢相变及组织性能的影响

采用热模拟实验、光学显微镜、显微硬度仪和透射电镜等研究了等温温度对Ti-Mo微合金高强双相钢相变、组织及性能的影响。结果表明:当等温温度在750~725℃时,实验钢组织主要为马氏体+少量贝氏体或铁素体,随着等温温度降低(≤700℃),铁素体含量增多,排碳行为增加了过冷奥氏体的稳定性,抑制了中低温区贝氏体相变,在随后的冷却阶段,过冷奥氏体更倾向转变为马氏体。铁素体与马氏体的显微硬度均随等温温度降低而增加,但进一步降低温度,马氏体硬度基本保持稳定(361 HV0.1);650℃时铁素体显微硬度最高(242 HV0.1),这主要是由于铁素体内部产生了大量细小的相间析出,同时析出强化作用减小了铁素体与马氏体的硬度差异,降低了双相钢强度对马氏体体积分数的依赖性,等温温度较高时,相间析出形成被抑制。

基于非线性电路的双频带脉冲波选择性超表面吸收器设计

本文提出一种基于非线性电路的双频带脉冲波形选择性超表面吸波器(MetaSurface Absorber,MSA).设计的双频带MSA单元结构由放置在同一平面上两个形状相同但线宽不同且集成二极管与电阻电容并联的非线性电路的金属方环形谐振器、中间介质层以及金属接地面构成.仿真结果表明,在-20~10 dBm功率范围内,双频带MSA随功率的增加对短脉冲波吸收率先增大再减小.当功率为-5 dBm时,设计的双频带MSA对脉冲波吸收率在3.2 GHz和4.1 GHz分别可达97%和92%,连续波吸收率只有28%和39%.另外,MSA吸收率随脉冲宽度的增大逐渐减小.进一步研究表明,该双频带MSA在功率为-5 dBm的TE模和TM模脉冲波,斜入射角为0°~60°范围内吸收率超过70%.还研究了非线性电路中电阻、电容参数对设计的MSA脉冲波和连续波吸收率的影响.本文所提出的双频带脉冲波选择性MSA显示了其在无线通信以及抗电磁干扰领域具有潜在的应用前景.

钢包底吹氩均混时间及临界流量水模型实验

针对钢包底吹氩工艺,通过改变透气砖数量、单透气砖吹气位置、双透气砖夹角、喷吹气体流量、渣厚等参数,对钢包的均混时间进行了水模型实验研究.提出临界流量的概念,发现吹气量超过临界流量后均混时间明显减小.结果表明:单透气砖喷吹时,相同吹气量下偏心喷吹时的均混时间比中心喷吹时短,临界流量小;双透气砖喷吹时,透气砖夹角越大,均混时间越短,临界流量越小.

基于Fluent二次开发的布袋除尘器数值模拟研究

为克服传统多孔跃升模型会混淆布袋内外流体湍流的不足,在采用Darcy渗流理论计算过滤速度基础上,通过Fluent软件二次开发,提出了新的仿真布袋除尘器内烟气流场的高精度数值模型。模拟了武钢某电厂锅炉侧进风式布袋除尘设备。结合物理场云图研究布袋渗流流量的分布情况,并与传统多孔压力跃升面模型对比。结果表明,新模型将布袋视为两侧表面分别带有质量源和汇的壁面,真实再现了除尘器布袋区湍流流场,因而准确地反映了气流在各滤袋的渗透情况。此外,武钢布袋除尘器采用多孔迎风挡板与侧导板组合的导流方案,各滤袋流量分布情况良好,相对偏差小于3.5%。新模型为布袋除尘器流场数值模拟提供了新的选择。

绿色发展理念驱动下的生成式设计工作流程

随着技术的不断发展,建筑行业正经历重大变革,信息化设计的普及使得人工智能在建筑设计中的应用成为必然趋势。文章深入探讨了将生成式设计技术应用于在可持续建筑设计全流程中的优势与必要性,对于从生成模型训练、备选方案生成、方案优化到可视化导出的全过程设计中如何应用生成设计与人工智能技术进行了介绍。结果表明:通过引入生成式设计,不仅可以提高设计效率,还可以显著提升设计解决方案的生态属性。本文结果可为工程建筑领域的可持续发展提供新的视角。

化学气相沉积法制备氮化硼纳米管的研究进展:反应装置、气源材料、催化剂

氮化硼纳米管(BNNTs)具有优良的耐高温、抗氧化、防辐射、绝缘和导热性能,因此,在航空航天、辐射屏蔽、热界面材料以及深紫外发射等领域具有潜在的应用前景。然而,高品质BNNTs的可控制备和批量生产仍然是学术和工业界的重大挑战。在BNNTs的众多制备方法中,化学气相沉积法(CVD)是最有潜力实现其可控制备的方法之一。但是,科学家们对于CVD法制备BNNTs的催化机理和影响因素尚未形成共识。鉴于此,文章从反应装置、氮源、硼源和催化剂4个方面对CVD法制备BNNTs进行了综述,并系统总结了相应的规律。在此基础上,分析了目前BNNTs可控制备中存在的问题,并对CVD法在BNNTs可控制备中的作用进行了展望,以期对今后BNNTs的制备起到借鉴作用。

高校实验技术人员岗位意识强化和综合素质提升途径

高校实验技术人员是实验仪器设备管理与使用的主体,也是高校实验室教学与科研的辅助人员。建设高水平的一流实验室,不仅要有高精尖的仪器设备,还要有具备良好的岗位意识及高水平的专业技术人员队伍作为支撑。本文基于作者的工作实践,分析、阐述了高校实验技术人员综合素质提升的途径与方法。

SCR7000连铸连轧铜杆扭转裂纹的关键影响因素

针对SCR7000工艺生产低氧光亮铜杆的扭转裂纹问题,采用SEM+EDS、OM等研究了铜杆中的杂质元素,中心与边部的晶粒尺寸及硬度差异,铜坯凝固组织异常等关键影响因素对扭转裂纹的影响。结果表明:铜杆扭转裂纹中存在Fe、Ni、Cr、Si等杂质元素的局部富集,产生了应力集中,诱导了铜杆表层的扭转裂纹。分析认为,这些杂质元素主要来自浇包、过滤器及钢溜嘴等材料的熔损;铜杆中心部位的平均晶粒尺寸、硬度与边部的差异大,导致扭转裂纹敏感性大,这是铜坯的入轧温度、轧制过程的铜杆冷却不合适、轧机与铜坯间的摩擦作用以及SCR7000工艺多道次轧制所致;铸轮结垢的严重程度与扭转裂纹的发生率存在明显的正相关关系,这是严重的铸轮结垢导致铜坯凝固组织异常所致。

1561铝合金MIG焊接头的低周疲劳性能研究

采用金属极惰性气体保护焊(MIG)制备了1561铝合金对接接头。在室温下,应变比为0.1和循环频率为3 Hz时进行了焊接接头的低周疲劳试验。讨论了应变幅对疲劳寿命的影响,分析了疲劳断口的特征。结果表明,该焊接接头的低周疲劳寿命随着应变幅的增加而降低。疲劳断口分为3个区域,即裂纹源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区。疲劳寿命主要取决于裂纹稳定扩展区的大小,近表面气孔和脆性金属间化合物相是主要的裂纹形核源,因此控制焊接接头中气孔和脆性金属间化合物的形成是提高疲劳寿命的关键。

基于沙漏形人工表面等离激元和交指电容结构的双频滤波器设计

本文提出了一种在共面波导(coplanar waveguide,CPW)上加载沙漏形人工表面等离激元(spoof surface plasmon polaritons,SSPPs)和交指电容结构的双通带滤波器.首先,在共面波导传输线上引入了沙漏形SSPP单元结构和交指电容结构,以获得高分数带宽、低插损的通带特性.然后,通过加载交指电容环路谐振器激发陷波,形成双通带滤波器.仿真结果表明,所提出的双通带滤波器具有良好的上边带抑制和双通带滤波性能.两个通带的相对带宽分别为46.8%(1.49—2.40 GHz)和15.1%(2.98—3.63 GHz),可在4.77—7.48 GHz的范围内实现超过—40 dB的抑制,且可通过改变相应的结构参数独立调控两个通带的上、下截止频率.为深入了解双通带滤波器的工作原理,给出了相应的色散曲线和电场分布、LC等效电路分析.最后,根据优化后参数数值,加工出滤波器原型实物.实验结果与仿真结果吻合良好,由此表明提出的双通带滤波器在微波频率的集成电路应用中具有重要意义.

基于Mn配分的700T低碳钢的残余应力演变规律

回火是改善材料残余应力的必要手段,但低碳钢因其碳含量较少,导致回火过程残余应力的松弛度不足,制约了低碳高强钢的生产和应用。通过应力实测、组织表征和塑性行为分离等研究了低碳钢不同回火阶段的塑性行为及其对残余应力的影响。结果表明:Mn配分是低碳钢残余应力松弛的主要机制。在600~650℃Mn配分阶段保温15 min,试验钢的残余应力水平由388.23 MPa下降至88.11 MPa,为回火前的22.70%,试验钢的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率分别由618 MPa、728 MPa和13.75%上升至701 MPa、807 MPa和16.77%。因此,利用低碳钢在回火过程中的Mn配分行为,不仅可以充分松弛其内部的残余应力,而且可以进一步提高其力学性能。

基于几何相位超表面的高效独立双频点圆偏振太赫兹波束调控

为了克服超表面普遍具有的波长依赖性,提出了一种基于几何相位的多功能超薄超表面,在双频点处对透射圆偏振太赫兹波实现独立波前调控。该超表面单元由表层金属层和中间介质层组成,其中表层金属图案相同,均是由双C型开口环谐振器、中间金属圆环和长方形金属片谐振器构成。通过分别旋转表层金属谐振器,可以控制交叉偏振透射光具有相同的振幅和不同的相位。将单元结构按照特定的规律排列,可对入射波的波前实现任意调控,例如,在低频f_(1)=0.701 THz,分别实现了携带拓扑电荷数+1、+2、+3、+4的涡旋波束,其纯度均在60%以上;在高频f_(2)=1.663 THz,实现了对入射圆偏振波的汇聚,且焦距误差仅为0.04。仿真结果表明,设计的超表面在双频点处对电磁波具有良好的调控。

基于双开缝环结构的半反射和半透射超宽带超薄双偏振太赫兹超表面

提出了一种基于双开缝环结构的半反射和半透射双偏振超宽带太赫兹超表面,能实现光束偏折和生成涡旋光束.该超表面单元结构仅由附着在超薄介质层上的金属双开缝环构成,在超宽频带范围内同时调控反射和透射太赫兹圆偏振(circular polarization,CP)波和线偏振(linear polarization,LP)波.基于传输相位和几何相位理论,改变开缝环的大小和旋转方向,在0.3—1.2 THz范围内可以实现透射和反射的正交LP波和CP波在0—2π相移全覆盖,对应的正交LP波和CP波平均幅值为0.45的相对带宽分别达到86%和120%.本文特别设计了全空间超表面模型,实现了LP波和CP波光束偏折与生成涡旋光束.这些研究有助于全空间多功能太赫兹超表面器件的实现和实际应用.

X510L钢连续冷却相变动力学对改善翘曲的应用

连续冷却过程中的相变行为是决定淬火残余应力的关键要素。通过相变行为研究和显微组织观察研究了X510L钢连续冷却转变动力学规律。结果表明:冷速是决定相变动力学最关键的影响因素。随冷速增大,铁素体相变开始温度降低,相变时间缩短,且前期转变快于后期。建立了考虑冷速的铁素体相变动力学模型:ξ=1-exp[-b(Fs-T)(f(v))],弥补了传统相变动力学方程不考虑冷速影响的缺陷,模型中材料参数n对相变过程的影响更显著。运用上述相变动力学方程,结合现场实际冷却工艺分析X510L钢翘曲缺陷形成的原因,提出了基于铁素体钢翘曲控制的F7出口速度与冷速的匹配原则,并确定当F7出口速度为8 m/s时,将冷速范围设定为14.3~20℃/s可以避免X510L钢出现翘曲缺陷。借鉴上述方法,可以避免铁素体钢由于冷速设定不合理所导致的翘曲缺陷。

碳化钼/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能

石墨负极材料是现在商业化应用最广泛的负极材料。但是商业化石墨负极比容量较低,难以满足现在所需求的高能量密度电池。因此,需要开发新一代高能量密度负极材料。以盐酸多巴胺、钼酸铵、纳米二氧化硅为原料,通过溶液自组装法制备微米球前驱体,后经碳化、镁热还原获得碳化钼复合碳包覆纳米硅(Si@α-MoC_(1-x)/C)微米球结构,其中α-MoC_(1-x)原位生成于碳壳层中,二氧化硅还原的硅颗粒稳固结合在壳层之内。纳米硅的引入大大提高了α-MoC_(1-x)/C复合负极的比容量,同时α-MoC_(1-x)碳壳层作为保护层,避免电解液与纳米硅直接接触、缓解纳米硅嵌锂后的体积膨胀。产物Si@α-MoC_(1-x)/C表现良好的循环性能和倍率性能,在200 mA/g电流密度下循环150圈后容量保持率为63.1%(498 mAh/g)。

用于凝胶注模成形的SiC/炭黑浆料的黏度控制

制备用于凝胶注模成形的SiC/炭黑浆料,采用旋转黏度计和Zeta电位测量仪表征浆料的黏度及稳定性,研究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和浆料制备工艺参数对炭黑浆料分散性的影响,分析影响SiC/炭黑凝胶注模浆料黏度的主要因素。结果表明:PVP在炭黑颗粒表面的吸附可增大炭黑在水中的Zeta电位绝对值,同时提高炭黑颗粒之间的空间位阻斥力,从而改善炭黑颗粒在水中的分散。PVP在炭黑浆料中的最佳添加量为2.25 mg/m^(2),浆料的最佳球磨时间为9 h。在SiC粗细颗粒级配为2∶1,炭黑质量分数为6%,单体质量分数为15%的优化工艺条件下,得到黏度适中的高固相含量浆料,适应于凝胶注模成形。

矫直平整工艺对高强钢三维残余应力分布的影响

残余应力是高强钢制备及使用过程普遍存在的共性问题,三维表征钢板内的残余应力分布则是揭示加工工艺对残余应力影响规律的必要手段。本文采用裂纹柔度法(CCM)对矫直平整加工前后带钢的残余应力进行了三维表征,分析了矫直平整工艺对620JJ搅拌罐体用钢板残余应力的影响规律。结果表明:经过矫直平整工艺后,沿带钢宽度方向的上表面和下表面应力的最大值分别降低了67.97%和43.70%,带钢宽度方向上弹性应变能的波动值从245.41 kJ/m^(2)降至102.73 kJ/m^(2),降低了58.14%。矫直平整工艺可以降低高强钢整体残余应力水平,利用矫直工艺能改善单平整加工出现的滞流区。

外加应力及预变形对700L回火碳化物析出行为的影响

回火是残余应力调控的重要手段。采用Gleeble热模拟实验、非等温双回火实验及SEM、TEM组织分析等实验方法,研究了不同预变形及外加应力条件下700L回火碳化物的析出行为。结果表明,在回火过程中,外加应力可以促进碳化物的形核析出。当外加载荷为零时,碳化物主要分布于晶界,且尺寸偏大,为13.9 nm。在50、100 MPa应力回火后,组织中的碳化物数量明显增多,尺寸分别为11.4、11.6 nm,且碳化物的析出位置也由以晶界为主变为晶内弥散分布。在本文研究的应力范围内,回火前增加预变形有效提高了析出物的形核率,并减小了析出物的平均直径。在0MPa下,未变形回火试样的碳化物尺寸为13.9 nm,而5%、10%预变形回火试样的碳化物尺寸为12.9、11.5 nm,较未变形试样分别减小了7.2%和17.2%。经定量统计可知,不同回火工艺下析出物的体积分数几乎保持不变。