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耐腐蚀性能和拉伸性能提升的α型钛合金设计

稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 947-953页

作者：马喜龙松木一弘尚志丰苏宏基贾博文聂国权石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043 广岛大学工学部日本广岛739-8527 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043

通过2个电子参数(结合次数Bo_(t)和d轨道能级Mdt)提出了新设计的α型钛(α-Ti)合金。新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、改性合金Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和参考合金Ti-5Al-2.5Sn具有相同的Bo_(t)值(3.847)以及不同的Mdt值(2.430,2.426,2.422)。测试了3种α-Ti合金的极限抗拉伸强度(σ_(UTS))、断裂应变(ɛ_(f))和热盐腐蚀性能。3种α-Ti合金均采用冷坩埚悬浮熔炼技术进行制备。结果表明,3种合金样品均具有均匀的微观结构。在3种α-Ti合金中测量到的α单相晶粒尺寸约为600μm。Ti-5Al-4Zr-3.6Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为801 MPa和16%,Ti-5Al-3Sn-1.9Zr合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为708 MPa和15%,Ti-5Al-2.5Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为603 MPa和15%。热盐腐蚀测试进行28.8ks后显示Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和Ti-5Al-2.5Sn合金的失重率为2.61%、2.83%和3.10%。σ_(UTS)、ɛ_(f)和耐热盐腐蚀结果表明,新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn是一种有实际应用潜力的钛合金材料。

关键词：合金设计 α型钛合金冷坩埚悬浮熔炼拉伸性能热盐腐蚀测试

钙钛矿锰氧化物La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3的结构与磁性研究

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物理学报 2014年第8期63卷 408-414页

作者：杨虹齐伟华纪登辉尚志丰张晓云徐静郎莉莉唐贵德河北师范大学物理科学与信息工程学院河北省新型薄膜材料实验室石家庄050024

本文利用溶胶-凝胶法制备了名义成分为La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.5)的系列样品,样品先后经过773,873,1073 K热处理,热处理时采用缓慢升温方式,X射线衍射分析表明,该系列样品均为单相钙钛矿结构,空间群为R3c... 详细信息

本文利用溶胶-凝胶法制备了名义成分为La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.5)的系列样品,样品先后经过773,873,1073 K热处理,热处理时采用缓慢升温方式,X射线衍射分析表明,该系列样品均为单相钙钛矿结构,空间群为R3c,利用X'Pert HighScore Plus软件计算了样品的晶粒尺寸、晶格常数、晶胞体积及键长、键角,利用物理性能测量系统测量了样品的磁性,发现样品在10K的磁矩随掺杂量的增加而减小,但存在两个明显不同的变化区域:从x=0到x=0.2时,平均每个分子的磁矩从2.72μB迅速下降到0.33μB,居里温度从327 K下降到95 K,下降了232 K;而从x=0.2到x=0.5时,平均每个分子的磁矩从0.33μB缓慢下降到0.05μB,居里温度从95K下降到46K,只下降了49K,我们认为Fe与Mn离子磁矩反平行是样品磁矩随Fe掺杂量增加而下降的原因之一。

关键词：钙钛矿锰氧化物非金属铁磁材料溶胶-凝胶法磁性

尖晶石铁氧体Ti_xNi_(1-x)Fe_2O_4中阳离子分布和Ti离子磁矩的实验研究

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物理学报 2015年第1期64卷 309-319页

作者：徐静齐伟华纪登辉李壮志唐贵德张晓云尚志丰朗莉莉河北省新型薄膜材料实验室河北师范大学物理科学与信息工程学院石家庄050024 河北工程大学理学院邯郸056038 六盘水师范学院物理与电子科学系六盘水553004

采用固相反应法制备了系列样品TixNi1-xFe2O4(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4).室温下的X射线衍射谱表明样品全部为(A)[B]2O4型单相立方尖晶石结构,属于空间群Fdˉ3m.样品的晶格常数随Ti掺杂量的增加而增大.样品在10 K温度下的比饱和磁化强度σ... 详细信息

采用固相反应法制备了系列样品TixNi1-xFe2O4(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4).室温下的X射线衍射谱表明样品全部为(A)[B]2O4型单相立方尖晶石结构,属于空间群Fdˉ3m.样品的晶格常数随Ti掺杂量的增加而增大.样品在10 K温度下的比饱和磁化强度σS随着Ti掺杂量x的增加逐渐减小.研究发现,当Ti掺杂量x 0.2时,磁化强度σ随温度T的变化曲线出现两个转变温度TL和TN.当温度低于TN时,磁化强度明显减小;当温度达到TL时,dσ/d T具有最大值.σ-T曲线的这些特征表明,由于Ti掺杂在样品中出现了附加的反铁磁结构.这说明样品中的Ti离子不是无磁性的+4价离子,而是以+2和+3价态存在,其离子磁矩的方向与Fe和Ni离子的磁矩方向相反.利用本课题组提出的量子力学方势垒模型拟合样品在10 K温度下的磁矩,得到了Ti,Fe和Ni三种阳离子在(A)位和[B]位的分布情况,并发现在所有掺杂样品中,80%的Ti离子以+2价态占据尖晶石结构的[B]位.

关键词：尖晶石铁氧体晶体结构磁性

不同溶剂诱导的中间相对钙钛矿薄膜结晶的影响

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2023年第4期36卷 114-119页

作者：尚志丰任英科石家庄铁道大学工程训练中心河北石家庄050043 河北科技大学理学院河北石家庄050018

有机-无机杂化钙钛矿(MAPbI_(3))太阳能电池的光电转化效率增长飞速而被广泛关注。然而由于PbI_(2)的生长速率要快于MAI的生长速率,导致钙钛矿晶体的形貌难以控制。因此,制备MAPbI_(3)过程中统一MAI和PbI_(2)生长速率极为重要。二甲基... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿(MAPbI_(3))太阳能电池的光电转化效率增长飞速而被广泛关注。然而由于PbI_(2)的生长速率要快于MAI的生长速率,导致钙钛矿晶体的形貌难以控制。因此,制备MAPbI_(3)过程中统一MAI和PbI_(2)生长速率极为重要。二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)作为氧给体可与PbI_(2)形成配合物,用来制备致密的钙钛矿薄膜。通过改变前驱体溶液中DMF和DMSO的比例,调控中间相的形成过程实现了对晶体生长速率的调控。此外,DMSO与PbI_(2)的配位能力要强于DMF,并且DMSO更容易与路易斯酸PbI_(2)的S=O双键发生作用,影响晶体的生长速率。最后,基于最佳浓度的DMSO前驱体溶液制备的钙钛矿薄膜的光伏器件,其光电转化效率可以达到16.41%。

关键词：薄膜技术钙钛矿太阳能电池路易斯酸碱中间相调控形貌

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力致相变类SMA马氏体相变动力学模型的建立和应用

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2023年第2期36卷 76-81页

作者：李俊良尚志丰石家庄铁道大学工程训练中心河北石家庄050043

马氏体含量的表征是形状记忆合金(Shape Merroy Alloy,简称为SMA)本构关系建立中的一个重要组成部分,其表征模型的不断发展更精确描述了SMA的相变特征,具有重要的理论意义,但引入参数过多,形式也越来越复杂,不便于实际工程应用。采用X... 详细信息

马氏体含量的表征是形状记忆合金(Shape Merroy Alloy,简称为SMA)本构关系建立中的一个重要组成部分,其表征模型的不断发展更精确描述了SMA的相变特征,具有重要的理论意义,但引入参数过多,形式也越来越复杂,不便于实际工程应用。采用X射线衍射的实验分析方法研究了不同预变形量和不同恢复退火温度下FeMnSi基SMA中各相含量的变化规律,基于“应力诱变因子”概念的提出对力致相变类形状记忆合金应力诱发的马氏体含量、相变温度和应力状态之间的关系进行了表征,推导出一个多项式的马氏体相变动力学模型并进行了应用验证。与现存的马氏体相变模型相比,该模型具有更简洁的数学表达和清晰的物理意义,并能较准确地表征力致类相变合金的相变行为。

关键词：力致相变形状记忆合金马氏体含量应力诱变因子多项式

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Sm(CoFeCuZr)z永磁制备新工艺研究进展

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稀土 2024年第1期45卷 1-15页

作者：尚志丰马喜龙杨建军王云峤张东涛岳明石家庄铁道大学工程训练中心河北石家庄050043 北京工业大学材料科学与制造学部北京100124

2∶17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体因其良好的磁性能和优异的温度稳定性,在航空航天、5G通讯、新能源技术等领域被广泛应用。Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体的常规制备工艺为粉末冶金法,历经几十年的发展,国内外研究者针对Sm(CoFeCuZr)z烧结磁... 详细信息

2∶17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体因其良好的磁性能和优异的温度稳定性,在航空航天、5G通讯、新能源技术等领域被广泛应用。Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体的常规制备工艺为粉末冶金法,历经几十年的发展,国内外研究者针对Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体的制备工艺开展了大量的研究。特别是近年来,包括速凝、氢碎、气流磨、第二相掺杂等新工艺被逐步研究并应用于磁体的制备,磁体的综合性能实现了显著的优化。本文以2∶17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体制备流程为主线,梳理了磁体在铸态合金、制粉工艺、第二相掺杂、热处理工艺等方面的研究进展,总结了不同的制备工艺对Sm(CoFeCuZr)z永磁体微观结构和磁性能的影响,并对新工艺在高性能的Sm(CoFeCuZr)z永磁体制备中推广应用进行了展望。

关键词： Sm(CoFeCuZr)z永磁体制备工艺铸态合金制粉热处理

Cation distributions estimated using the magnetic moments of the spinel ferrites Co_(1-x)Cr_xFe_2O_4 at 10K

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Chinese Physics B 2014年第10期23卷 519-528页

作者：尚志丰齐伟华纪登辉徐静唐贵德张晓云李壮志郎莉莉 Hebei Advanced Thin Film Laboratory Department of Physics Hebei Normal University Department of Physics and Electronic Science Liupanshui Normal University

（A）[B]2O4 ferrite samples with the composition COl_xCrxFe204 （0.0 ≤ x ≤1.0） are prepared using a hydrothermal method, and subjected to calcining in a tube furnace with an argon-flow at 1673 K for 2 h. X-ray diffraction patterns indicate that each of all the samples has a single phase cubic spinel structure with a space group of Fd3m. Magnetic measurements show that the saturation magnetization decreases with as the Cr content x increases. The cation distribution of the samples is estimated by fitting the dependence of the magnetic moments on x at l 0 K, using the quantum mechanical model previously proposed by our group. The calculated sum of the content values of the Cr3＋ and Cr2＋ cations occupying the （A） sites increases as the value of x increases. In the fitting process, the magnetic moment directions of the Cr3＋ and Cr2＋ cations are assumed to be antiparallel to those of the Fe and Co cations, respectively, which is in accordance with Hund＇s rules.

关键词： spinel ferrite magnetic property cation distribution ionicity

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关废矿山(地)热能开发与储用

科学通报 2025年第1期 8-16页

作者：褚召祥田家丰李晓昭中国矿业大学力学与土木工程学院深地科学与工程云龙湖实验室自然资源部矿山生态效应与系统修复重点实验室

2023年5月和8月, Science连续发表面向关废矿山的资源和能源开发利用文章[1,2],尝试回答部分学者在Nature提出的“能源危机:2023年需要回答的5个问题”之“How will the industrial landscape shift?”[3],引起了该领域国内外学者的广...

2023年5月和8月, Science连续发表面向关废矿山的资源和能源开发利用文章[1,2],尝试回答部分学者在Nature提出的“能源危机:2023年需要回答的5个问题”之“How will the industrial landscape shift?”[3],引起了该领域国内外学者的广泛关注.

关键词：

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面向高速流场成像的聚焦纹影研究进展

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 238-249页

作者：田立丰付双旭中山大学航空航天学院广东深圳518107 深圳市智能微小卫星星座技术与应用重点实验室广东深圳518107

相较于传统的光学流动可视化技术,聚焦纹影技术能对非聚焦区域的流场信息进行模糊化处理,从而反映窄景深内的流场信息,具有高空间分辨率、抗干扰能力强、无需播撒示踪粒子、低成本等特点,这些特点使得聚焦纹影十分适用于高速流场的流动... 详细信息

相较于传统的光学流动可视化技术,聚焦纹影技术能对非聚焦区域的流场信息进行模糊化处理,从而反映窄景深内的流场信息,具有高空间分辨率、抗干扰能力强、无需播撒示踪粒子、低成本等特点,这些特点使得聚焦纹影十分适用于高速流场的流动显示和流场测量。本文在对聚焦纹影系统成像的基本原理进行介绍的基础上,以传统聚焦纹影在格栅对准和非定常流动多平面测量方面面临的挑战为出发点,总结了聚焦纹影的国内外相关研究,并进一步展望了聚焦纹影的未来发展。

关键词：聚焦纹影流动显示流场成像