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Al2O3/430L蜂窝载体材料的制备及组织与性能研究

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Al2O3/430L蜂窝载体材料的制备及组织与性能研究

作者：杨一群昆明理工大学

学位级别：硕士

随着近年来国民经济水平的不断提高,汽车工业作为我国的支柱产业得到了快速发展,从2011年至2016年,全国机动车保有量已从原有的2.25亿辆快速增至2.9亿辆,在世界汽车拥有量的国家中,我国位列第一。随着汽车使用量的增加,对空气造成的污... 详细信息

随着近年来国民经济水平的不断提高,汽车工业作为我国的支柱产业得到了快速发展,从2011年至2016年,全国机动车保有量已从原有的2.25亿辆快速增至2.9亿辆,在世界汽车拥有量的国家中,我国位列第一。随着汽车使用量的增加,对空气造成的污染也日益严重。机动车尾气排放对人体伤害及对自然环境的污染严重程度也在直线上升,因此控制及改善机动车尾气对自然环境所造成的污染以及保护自然环境便受到了世界各国的高度重视。本文是在研究粉末增塑挤压制备金属蜂窝材料工艺的基础上,结合载体材料的性能需求和选材原则,以较为廉价的430L合金粉和AlO粉为原料,采用粉末增塑挤压技术制备AlO/430L复合型蜂窝材料。与316L不锈钢粉相比,430L合金粉的价格降低了一半。本文主要研究添加不同含量的A1203对AlO/430L蜂窝材料组织结构、抗氧化性能、涂覆性能和力学性能的影响,内容和结果如下:1.以430L合金粉和AlO粉为原料,经粉末增塑挤压、干燥、烧结工艺,成功制备出AlO/430L复合型蜂窝材料。2.挤压制备AlO/430L蜂窝时,获得的最佳挤压参数为:挤压速率15cm/min、挤压力5～8MPa,定径圈选择32.4mm,配料比78%～79%。3.研究在真空中烧结条件下,烧结温度、时间和AlO含量对AlO/430L蜂窝材料体积缩率和表观密度的影响。烧结蜂窝样品的体积缩率和表观密度均随着烧结温度升高或烧结时间增加而增大。AlO添加量低于2.5wt.%时,随AlO含量增大烧结蜂窝样品的收缩率和表观密度增大,当AlO陶瓷粉含量超过2.5wt.%时,随AlO含量增大烧结蜂窝样品的收缩率和表观密度逐渐减小。并确定了在真空中最佳烧结温度(1100℃)和烧结时间(120min)。4.研究在真空烧结条件下,烧结温度和烧结时间对AlO/430L蜂窝样品微观组织结构的影响。烧结AlO/430L蜂窝样品的基体组织为α-Fe(Cr)固溶体,AlO陶瓷相主要以团絮状分布于基体及基体晶粒间的孔隙中。随烧结温度升高和时间增长,金属粉末颗粒间的结合面增大,基体晶粒间的间隙减小,基体组织的连接性增强。5.研究AlO添加量变化对蜂窝载体抗氧化性,表面附着性及力学性能的影I响,研究结果表明:在高温氧化环境中,随着AlO含量量的增加,氧化增重率逐渐减小,抗氧化性能逐渐提高;蜂窝材料表面负载催化涂层的能力增强;抗压强度随AlO添加量的增加先升高后降低,在AlO含量为2.5wt.%时,最大抗压强度达27MPa。添加2.5wt.%AlO所制备的AlO/430L蜂窝材料力学性能最佳、表面负载催化涂层的能力优良。

关键词： Al2O3/430L 金属蜂窝粉末增塑挤压载体材料 430L合金粉

2008—2020年京津冀及周边地区人为源氨排放清单研究

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环境科学研究 2023年第3期36卷 500-509页

作者：方利江宋文婷杨一群叶观琼舟山市生态环境保护技术中心浙江舟山316000 自然资源部信息中心北京100830 浙江大学海洋学院浙江舟山316000

氨可以在大气中转化生成铵根离子,成为PM_(2.5)中重要的水溶性无机离子组分,长时间序列的氨排放清单是研究PM_(2.5)污染历史成因的重要基础.为探究京津冀及周边地区人为源氨排放来源和排放特征,根据北京市、天津市、河北省、山西省、山... 详细信息

氨可以在大气中转化生成铵根离子,成为PM_(2.5)中重要的水溶性无机离子组分,长时间序列的氨排放清单是研究PM_(2.5)污染历史成因的重要基础.为探究京津冀及周边地区人为源氨排放来源和排放特征,根据北京市、天津市、河北省、山西省、山东省和河南省的各类氨排放活动水平,采用排放因子法建立了京津冀及周边地区的氨排放清单.结果表明:(1)2008—2020年京津冀及周边地区的氨排放量总体呈下降趋势,从3170.21×10^(3)t降至2767.59×10^(3)t.农业源是主要贡献源,其氨排放量(2551.94×10^(3)~3061.26×10^(3)t)占氨排放总量的92.21%~93.38%;非农业源氨排放量介于209.85×10^(3)~232.38×10^(3)t之间.(2)2020年,河南省的氨排放量最大,为908.57×10^(3)t,占京津冀及周边地区氨排放总量的32.83%,其次为山东省、河北省和山西省,占比分别为31.96%、24.39%和8.50%.(3)2020年,畜禽养殖氨排放量占氨排放总量的68.67%,蛋鸡、羊、肉牛和肉羊是主要氨排放源,分别占畜禽养殖氨排放总量的30.61%、13.92%、12.35%和12.14%.氮肥施用氨排放量占氨排放总量的20.68%,其中尿素占氮肥施用氨排放量的98.75%.(4)北京市、天津市以及石家庄市、太原市、济南市、郑州市等省会城市的氨排放强度较高,京津冀及周边地区的南部和中部氨排放强度相对较小.研究显示,京津冀及周边地区氨排放以畜禽养殖源为主,氮肥施用源次之,氨减排措施的制定应以削减农业源的氨排放量为重点.

关键词：京津冀及周边地区氨排放清单年际变化空间分布特征不确定性分析

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粉末增塑挤压制备Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料的组织与性能

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复合材料学报 2016年第10期33卷 2237-2245页

作者：李明超龚泉杨一群余娇周芸左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为制备性能优良的Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料,首先以316L合金粉末、Al_2O_3粉末和黏结剂为原料,通过粉末增塑挤压及在1 200℃氩气气氛中烧结2h获得了Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料;然后,借助SEM、XRD及万能试验机研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3... 详细信息

为制备性能优良的Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料,首先以316L合金粉末、Al_2O_3粉末和黏结剂为原料,通过粉末增塑挤压及在1 200℃氩气气氛中烧结2h获得了Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料;然后,借助SEM、XRD及万能试验机研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料组织与性能的影响。结果表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成γ-Fe基体网状组织,表面有呈多边形几何状形态的Cr_2O_3形成;添加少量的Al_2O_3可以抑制Cr从基体中析出,降低表面Cr_2O_3的含量,使金属颗粒烧结结合更为紧密,组织表面更加光滑;随着Al_2O_3含量的增加,蜂窝材料表面与催化活性涂层的结合能力增强,复合型蜂窝材料的抗压强度先升高后降低;在Al_2O_3含量为5.0wt%时,抗压强度达26 MPa。所得结论表明5.0wt%Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料力学性能最佳,表面涂覆性能优良。

关键词： Al2O3/Fe 金属蜂窝材料粉末增塑挤压载体材料 316L不锈钢

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多孔青铜过滤片的制备工艺及结构特性探究

材料科学与工艺 2018年第3期26卷 31-36页

作者：李和汀杨一群谢波孙亚东周芸左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

开发一种工艺简单、重复性好、孔形孔径易控制、制取成本低的铜基多孔材料制备工艺是当前的研究热点之一.本文以青铜粉为原料,K_2CO_3为造孔剂,采用烧结溶解法制备多孔青铜过滤片,研究了造孔剂、烧结温度对样品孔隙率的影响,分析了烧结... 详细信息

开发一种工艺简单、重复性好、孔形孔径易控制、制取成本低的铜基多孔材料制备工艺是当前的研究热点之一.本文以青铜粉为原料,K_2CO_3为造孔剂,采用烧结溶解法制备多孔青铜过滤片,研究了造孔剂、烧结温度对样品孔隙率的影响,分析了烧结温度、压制压力对样品最大孔径和透气系数的影响,以及孔隙率与抗压强度的关系.研究结果表明:当造孔剂体积分数为20%~40%时,所制备样品的孔隙率为22.8%~44.4%,开孔孔隙率为18.5%~37.2%;随着烧结温度的升高,样品孔隙率和透气系数下降;随着压制压力增加,最大孔径和透气系数均减小;随着样品孔隙率增大,抗压强度减小.当选择造孔剂体积分数30%、压制压力150 MPa、烧结温度800℃的工艺参数下,制备出孔隙率32.2%、最大孔径4.6μm、透气系数9.27 m^3/(h·k Pa·m^2)、压缩强度27.9 MPa的多孔青铜过滤片.

关键词：多孔青铜烧结溶解孔隙率过滤材料过滤性

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泡沫钢的制备及三点弯曲性能

航空材料学报 2017年第4期37卷 77-83页

作者：孙亚东周芸郭坤山杨一群李和汀左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

为了制备孔隙率较高、孔结构均匀、性能优良的泡沫钢板及夹芯复合板,以316L不锈钢粉为原料,Ca Cl2为造孔剂,采用粉末冶金烧结-溶解法制备不同孔隙率、孔径的泡沫钢,并用物理粘接法制备泡沫钢夹芯复合板。通过对泡沫钢板和夹芯复合板进... 详细信息

为了制备孔隙率较高、孔结构均匀、性能优良的泡沫钢板及夹芯复合板,以316L不锈钢粉为原料,Ca Cl2为造孔剂,采用粉末冶金烧结-溶解法制备不同孔隙率、孔径的泡沫钢,并用物理粘接法制备泡沫钢夹芯复合板。通过对泡沫钢板和夹芯复合板进行三点弯曲实验研究两者的抗弯曲性能。观察泡沫钢板的三点弯曲变形过程,分析孔隙率和孔径对泡沫钢板和夹芯复合板抗弯曲性能的影响,对比两者的极限抗弯载荷变化。结果表明:泡沫钢板的变形首先从薄壁不规则的孔壁开始,形成裂纹并进行扩展,最终导致宏观断裂;对于泡沫钢夹芯复合板,当孔隙率从69.4%增加至82.5%时,其所能承受的极限载荷从2345 N下降至1254 N,在相同孔隙率下,相比于泡沫钢板,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~43%;当孔径从1.9 mm增加至3.9 mm,孔隙率约为73%时,其所能承受的极限弯曲载荷从2070 N下降至1528 N,与泡沫钢板相比,相同孔径下,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~28%;在孔隙率和孔径相同条件下,泡沫钢夹芯复合板的抗弯承载能力比泡沫钢板提高15%以上。

关键词： 316L不锈钢造孔剂泡沫钢泡沫钢夹芯复合板三点弯曲

2008-2020年泛珠三角区域大气氨排放清单及分布特征

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环境科学研究 2024年第2期37卷 266-277页

作者：方利江虞丹君余朝毅杨一群叶观琼舟山市生态环境保护技术中心浙江舟山316000 浙江大学海洋学院浙江舟山316000

精确的区域氨排放清单编制对于制定有效的空气污染控制措施至关重要.以福建省、江西省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、海南省、四川省、贵州省、云南省等9省份为研究区域,基于10种不同氨排放源活动水平数据,采用排放因子法建立了泛... 详细信息

精确的区域氨排放清单编制对于制定有效的空气污染控制措施至关重要.以福建省、江西省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、海南省、四川省、贵州省、云南省等9省份为研究区域,基于10种不同氨排放源活动水平数据,采用排放因子法建立了泛珠三角区域2008−2020年的氨排放清单,并利用ArcGIS软件对2020年研究区的氨排放量进行1 km×1 km空间网格分配.结果表明:①2008−2020年泛珠三角区域氨排放量为2685.40×10^(3)~2839.35×10^(3) t,总体较为稳定,年变化率在−1.42%~1.88%之间,农业源占氨排放总量的92.23%~93.79%,非农业源贡献率为6.21%~7.77%.②2020年,四川省氨排放量最大,为689.07×10^(3) t,占研究区氨排放总量的24.53%;其次为云南省和湖南省,贡献率分别为14.70%和13.90%.蛋鸡、肉牛和生猪是畜禽养殖氨排放主要贡献源,其氨排放量分别为661.75×10^(3)、339.88×10^(3)和310.97×10^(3) t.尿素占氮肥施用氨排放量的97.17%.③2020年,泛珠三角区域氨排放呈显著的空间分布差异,高值区主要集中在四川省中部地区,排放强度高达481.03 t/km^(2);低值区主要位于四川省西部和云南省西北部区域.④在95%置信区间上,2020年研究区氨排放量的不确定度范围为−18.08%~20.97%,其中畜禽养殖和燃料燃烧的不确定度较低,分别为−7.43%~8.15%和−9.50%~10.32%.研究显示,泛珠三角区域历年氨排放趋势总体变化较小,以畜禽养殖排放源为主,加强畜牧业氨减排技术的积极推广和普遍实施将是显著削减氨排放的实现途径.

关键词：氨排放清单年际变化空间分布不确定性分析泛珠三角区域

西和县实施全国坡耕地水土流失综合治理工程的做法与成效

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绿色科技 2016年第18期18卷 27-28页

作者：杨一群甘肃省陇南市西和县水土保持局甘肃陇南742100

分析了西和县水土自然条件存在的问题,阐述了西和县实施全国坡耕地水土流失治理工程的任务完成情况及工程建设成效。总结了其主要做法与经验,以期对相关工程在西和县未来的实施提供参考。

关键词：坡耕地综合治理成效西和县

粉末增塑挤压制备Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能

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材料科学与工艺 2017年第3期25卷 19-25页

作者：杨一群李和汀孙亚东周芸左孝青桓源峰刘沁曦昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 昆明贵金属研究所昆明650106

为制备性能优良的Al_2O_3/430L复合型蜂窝载体材料,本文以430L不锈钢合金粉末、Al_2O_3粉末、粘结剂为原料,采用粉末增塑挤压技术挤压成形,并在1 100℃真空中烧结2 h获得Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料.借助SEM、XRD及万能试验机,研究了添... 详细信息

为制备性能优良的Al_2O_3/430L复合型蜂窝载体材料,本文以430L不锈钢合金粉末、Al_2O_3粉末、粘结剂为原料,采用粉末增塑挤压技术挤压成形,并在1 100℃真空中烧结2 h获得Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料.借助SEM、XRD及万能试验机,研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能的影响.研究表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成的基体组织为α-Fe(Cr),在基体晶粒间孔隙处和表面弥散分布着Al_2O_3颗粒.添加少量的Al_2O_3可提高烧结密度,制件表面光滑.随着Al_2O_3添加量增加,蜂窝材料表面负载催化涂层的能力增强;抗压强度随Al_2O_3添加量的增加先升高后降低,在Al_2O_3含量为2.5wt.%时,最大抗压强度达27 MPa.添加2.5wt.%Al_2O_3所制备的Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料力学性能最佳、表面负载催化涂层的能力优良.

关键词： Al2O3/430L 金属蜂窝粉末增塑挤压载体材料 430L不锈钢

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精密铸造Be-Al合金复杂支架铸件

特种铸造及有色合金 2022年第1期42卷 129-132页

作者：杨一群李军义王东新刘兆刚谢垚西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室宁夏石嘴山753000

以某航天卫星Be-Al合金支架为研究对象,设计其精密铸造工艺。基于华铸CAE软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷区域,分析缺陷原因。采用添加导气管与建立局部补缩通道,并控制型壳预热温度与浇注温度的方案,消除了裂... 详细信息

以某航天卫星Be-Al合金支架为研究对象,设计其精密铸造工艺。基于华铸CAE软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷区域,分析缺陷原因。采用添加导气管与建立局部补缩通道,并控制型壳预热温度与浇注温度的方案,消除了裂纹、冷隔缺陷,减少了缩松缺陷。研究表明,当型壳预热温度为775℃、浇注温度为1300℃时,采用优化浇注系统得到的铸件品质良好,无明显缺陷,铸态下铸件的抗拉强度为248.6 MPa,屈服强度为191.8 MPa,伸长率为2.10%,符合标准要求。

关键词：支架 Be-Al合金铸造缺陷