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定向凝固MnNi合金复合相变行为的阻尼特性

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航空材料学报 2022年第5期42卷 81-90页

作者：王迪玮牛红康田青超上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

在定向凝固过程中可通过改变拉速来改变合金的元素偏析程度以影响合金的相变行为。通过定向凝固手段,分别使用不同拉速制备4个MnNi合金试样。采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、热膨胀分析、动态力学分析(DMA)等研究合金相变... 详细信息

在定向凝固过程中可通过改变拉速来改变合金的元素偏析程度以影响合金的相变行为。通过定向凝固手段,分别使用不同拉速制备4个MnNi合金试样。采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、热膨胀分析、动态力学分析(DMA)等研究合金相变行为;使用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察合金的微观组织。结果表明:定向凝固MnNi合金的微观组织具有多形性的特征,合金中存在从微米级到纳米级的多尺度的孪晶,其协调运动使得孪晶内耗是轧制合金的3~6倍;在加热过程中合金在贫Mn区枝晶间发生fct_(1)→fcc相变,在富锰枝晶干发生fct_(2)→fco→fcc多阶相变,这种复合相变行为使得定向凝固态MnNi合金在宽温域内其阻尼能力是轧态MnNi合金的2~6倍。

关键词： MnNi阻尼合金定向凝固相变孪晶组织

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混合熵对Mn基合金力学性能的影响

材料导报 2022年第S2期36卷 314-319页

作者：牛红康田青超上海大学材料科学与工程学院上海200444

本工作制备了不同混合熵的四种锰基合金以研究时效处理以及混合熵对合金力学性能的影响。首先表征了不同成分以及不同热处理工艺下合金的微观组织和力学性能,研究发现,合金的力学性能与混合熵存在明显的依存关系。固溶处理状态下,合金... 详细信息

本工作制备了不同混合熵的四种锰基合金以研究时效处理以及混合熵对合金力学性能的影响。首先表征了不同成分以及不同热处理工艺下合金的微观组织和力学性能,研究发现,合金的力学性能与混合熵存在明显的依存关系。固溶处理状态下,合金的强度与塑性随着混合熵提高而线性增高。混合熵最低的Mn-15at%Cu时效后易析出α-Mn,而高混合熵能促进固溶体形成能力,阻碍第二相的产生,提高合金力学性能的稳定性。研究表明,相较于应变硬化指数,应变硬化率的斜率更能反映在变形阶段孪生与位错增殖协调的塑性变形机制。

关键词： Mn基阻尼合金混合熵力学性能孪生诱导塑性

Ni、Fe合金化及时效时间对锰铜基阻尼合金相变行为的影响

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金属热处理 2022年第5期47卷 1-7页

作者：牛红康王迪玮田青超上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

使用真空感应炉制备了Mn-20Cu、Mn-20Cu-5Ni、Mn-20Cu-5Ni-2Fe三种不同成分梯度的合金,利用动态机械分析仪测量了弹性模量及内耗与温度之间的关系,以研究化学成分及时效时间对合金反铁磁转变及马氏体相变的影响。结果表明,合金的相变特... 详细信息

使用真空感应炉制备了Mn-20Cu、Mn-20Cu-5Ni、Mn-20Cu-5Ni-2Fe三种不同成分梯度的合金,利用动态机械分析仪测量了弹性模量及内耗与温度之间的关系,以研究化学成分及时效时间对合金反铁磁转变及马氏体相变的影响。结果表明,合金的相变特征温度和时效时间的平方根正相关,添加的合金元素通过影响调幅分解过程中溶质原子的扩散从而对特征温度发生作用,描述振荡应力和相界面之间耦合强度的l值是反映阻尼合金材料的关键因素之一。

关键词： MnCu基阻尼合金相变时效处理弹性模量

混合熵对定向凝固锰铜基阻尼合金组织与性能的影响

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有色金属工程 2023年第11期13卷 8-15页

作者：牛红康梅玲吴蕾王迪玮田青超上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

使用动态热机械分析仪、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同成分梯度的定向凝固锰铜基合金的微观组织、阻尼行为以及力学性能特征。结果表明,在定向凝固过程中,随着合金元素的添加,枝晶间距逐渐减小,成... 详细信息

使用动态热机械分析仪、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同成分梯度的定向凝固锰铜基合金的微观组织、阻尼行为以及力学性能特征。结果表明,在定向凝固过程中,随着合金元素的添加,枝晶间距逐渐减小,成分偏析程度增加,物相组成变为单一的母相,熵增引起的成分过冷使得枝晶易于断裂。添加镍与铁元素可以提高低温端孪晶的内耗值,而在加入锌元素后,MnCuNiFeZn合金在673 K下的内耗升高至0.023。随着混合熵的增加,三种不同成分梯度的定向凝固锰铜基合金的抗拉强度与伸长率均线性增加,合金应变硬化率的平稳保持段的斜率与混合熵呈正相关。

关键词：锰铜基阻尼合金定向凝固混合熵反铁磁转变

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相变储能材料在节能建筑设计中的应用

储能科学与技术 2024年第3期13卷 847-849页

作者：牛红培濮阳职业技术学院河南濮阳457000

相变储能材料是现代储能专业发展的新型成果,在能源存储开发、建筑、环保等多个领域具有重要作用。本文结合实例针对相变储能材料在建筑领域综合应用情况进行分析探讨,包括相变材料自身的类别和改性情况以及其典型的建筑设计应用。研究... 详细信息

相变储能材料是现代储能专业发展的新型成果,在能源存储开发、建筑、环保等多个领域具有重要作用。本文结合实例针对相变储能材料在建筑领域综合应用情况进行分析探讨,包括相变材料自身的类别和改性情况以及其典型的建筑设计应用。研究证明,现代储能技术与建筑环保等领域的相容,可以有效提升相关行业的发展视域,具有良好的市场认可度和应用前景,值得更深层次的挖掘与研究。

关键词：相变储能储能材料建筑设计

腔内直接产生Er：CaF2涡旋阵列激光研究

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腔内直接产生Er：CaF2涡旋阵列激光研究

作者：牛志康山东师范大学

学位级别：硕士

涡旋光,作为一种环状结构光束,中心处含有相位奇点,其拓扑荷l的大小可以根据轨道角动量和螺旋状的波前相位exp（ilφ）确定。涡旋光的产生方式多种多样,可以大致分为腔外调制和腔内直接产生两大类。正因为它的结构与众不同所以在涡旋光... 详细信息

涡旋光,作为一种环状结构光束,中心处含有相位奇点,其拓扑荷l的大小可以根据轨道角动量和螺旋状的波前相位exp（ilφ）确定。涡旋光的产生方式多种多样,可以大致分为腔外调制和腔内直接产生两大类。正因为它的结构与众不同所以在涡旋光通信、微粒操控、量子纠缠、遥感测量和非线性光学等热门前沿领域有着一席之地。中红外激光除了通过非线性变换将近红外波段转换为中红外波段外,还可以通过激光二极管直接泵浦掺杂金属离子或稀土离子的增益介质实现中红外激光的直接输出,是目前获得高功率、小型化中红外激光的有效方法。中红外激光在生物医疗,成分检测和军事武器等领域有着广泛的应用。我们将涡旋光与中红外激光器结合起来,通过腔内直接生成的方式获得了3μm的涡旋阵列激光。实验上我们使用中心波长为976 nm的激光二极管对掺杂稀土离子浓度为4at.%的Er:CaF晶体进行泵浦,实现了拉盖尔—高斯光束的直接输出,通过调节输入镜上缺陷点的位置使多个横模同时在腔内振荡并实现横模锁定,产生了1×2和2×2光涡旋阵列。通过球面波干涉的方式获得涡旋阵列的干涉图用于检测其相位奇点。其中高斯基模的最大输出功率可达440 m W,阈值功率低至463 m W,LG、1×2和2×2涡旋阵列的最大输出功率分别为254 mW、131 mW和117 m W。通过略微调整腔体的几何损耗,涡旋阵列的手性能够反转。根据涡旋阵列的形成原理,我们利用Matlab进行理论模拟,模拟出的光强分布、干涉和相位分布与实验结果十分吻合。除此之外,基于Er:CaF晶体,我们搭建了平凹直腔,通过对输出镜偏转角度的控制,获得了1～9阶厄米—高斯模式的直接输出,同时还产生了对角厄米—高斯模式的光束,阶数越高激光产生阈值越高。另外,我们还通过缺陷镜法产生了无衍射光束一族中的类贝塞尔光束。为了验证类贝塞尔光束的自修复特性,我们在光束传输的光路上放置障碍点对光斑进行部分遮挡。在近场处光束为缺损的状态下,经过较长的传输路径,在远场处实现了完整光斑的复现,由此证明类贝塞尔光束具有良好的自修复特性。当吸收泵浦功率为2.7W时,类贝塞尔光束最高输出功率为390 mW。

关键词：涡旋光 3μm 固体激光器光涡旋阵列 Er:CaF2

反向处理铜箔微纳组织形成机理及其对力学性能的作用机制

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表面技术 2024年第16期53卷 219-228页

作者：高颢洋郑月红牛嘉楠朱敏喇培清祝思佳兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

目的第五代移动通信技术(5G)时代,高频高速信号传输过程中由于“趋肤效应”引起的信号损耗甚至“失真”越来越严重,为了解决这一问题,提出了一种反向处理铜箔的新技术,然而国内当前应用的高性能反向处理铜箔(RTF)主要依赖进口,要想在短... 详细信息

目的第五代移动通信技术(5G)时代,高频高速信号传输过程中由于“趋肤效应”引起的信号损耗甚至“失真”越来越严重,为了解决这一问题,提出了一种反向处理铜箔的新技术,然而国内当前应用的高性能反向处理铜箔(RTF)主要依赖进口,要想在短时间内缩小国内外铜箔性能和生产效率的差距,最终实现这类高端铜箔的国产化,必须在明确该类铜箔微纳结构形成机理及其对性能影响的前提下,加快制备工艺的开发和优化。方法采用电镀法在阴极钛辊上沉积了电解生箔,在其光面进行粗化和镀Zn层等后续处理获得反向处理铜箔,同时以国外反向处理铜箔为参照,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜详细分析其微纳组织与结构,采用激光共聚焦显微镜和万能试验机测量其粗糙度和拉伸性能。结果本工作中的RTF具有与国外商业产品相似的微观结构,由小的等轴晶和较大的柱状晶组成,且包含较多的纳米孪晶,孪晶界占比为30.8%,平均宽度为7.9 nm。S面是均匀的米粒状铜颗粒,而M面是较大的圆锥形铜颗粒。S面上的Zn层均匀致密,厚度约为6.5 nm,只有小部分Zn扩散到基底上形成CuZn3相。但从S面到M面,优选取向从(111)Cu逐渐变为(220)Cu,这与参比RTF略有不同。性能方面,参比RTF的Ra和Rz分别为1.22、1.42μm,抗拉强度为335.10 MPa,伸长率为15.5%,本工作中的RTF具有较低的粗糙度,Ra和Rz分别为0.68、1.03μm,其强度也具有明显优势(393.68 MPa),但延展性低于参比样品。通过对比分析,总结了铜箔在初始外延、过渡生长和电沉积条件控制的生长阶段3个阶段的生长特性,给出了影响每个阶段晶粒生长的主要因素,并且详细讨论了晶粒尺寸和纳米孪晶宽度对铜箔拉伸性能的影响。结论对RTF微观结构和性能的深入研究,有助于找到高性能铜箔国产化“瓶颈”的根源,为高性能铜箔在5G通信领域的进一步发展和应用奠定基础。

关键词：铜箔电镀反向处理微纳结构粗糙度拉伸性能

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小学数学跨学科主题学习活动的设计——以“跳蚤市场”为例

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基础教育论坛 2024年第9期 42-44页

作者：牛红甘肃省镇原县殷家城九年制学校

跨学科主题学习是新课标提出的一种新的学习方式,是学生发展综合素养的助力。教师应当精心设计跨学科主题学习活动,确定活动主题、学习目标、活动内容、评价方法、活动流程、总结反思,引导学生体验跨学科学习。文章以“跳蚤市场”为例,... 详细信息

跨学科主题学习是新课标提出的一种新的学习方式,是学生发展综合素养的助力。教师应当精心设计跨学科主题学习活动,确定活动主题、学习目标、活动内容、评价方法、活动流程、总结反思,引导学生体验跨学科学习。文章以“跳蚤市场”为例,详细论述小学数学跨学科主题学习活动的设计策略。

关键词：小学数学跨学科主题学习

石羊河流域生态系统服务时空变化及其多尺度影响因素研究

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地理科学进展 2024年第2期43卷 276-289页

作者：石晶石培基李雪红王梓洋许澳康西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 甘肃省绿洲资源环境与可持续发展实验室兰州730070 甘肃省土地利用与综合整治工程研究中心兰州730070

对生态系统服务时空变化的影响因素开展多尺度定量分析,是揭示生态系统服务演化机理和推进区域可持续发展的重要突破口。既有研究侧重于从行政或流域的等级确定研究尺度大小,缺乏科学合理的尺度划分方法。论文以石羊河流域为研究区,评... 详细信息

对生态系统服务时空变化的影响因素开展多尺度定量分析,是揭示生态系统服务演化机理和推进区域可持续发展的重要突破口。既有研究侧重于从行政或流域的等级确定研究尺度大小,缺乏科学合理的尺度划分方法。论文以石羊河流域为研究区,评估了食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务的时空变化特征,并应用小波分析和参数最优地理探测器模型确定了生态系统服务时空变化影响因素研究的最佳尺度及不同尺度下的主要影响因子。结果表明:①2000—2020年石羊河流域食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务均呈上升趋势。食物供给服务增幅最大,增幅为138.3%,碳固存、产水量和防风固沙服务增幅分别为0.97%、7.6%和9.5%。②根据4种生态系统服务的小波方差主周期,2000—2020年和2010—2020年分别构建了6个、2000—2010年构建了7个影响因素研究的特征尺度。③随着尺度增大,影响因子对生态系统服务时空变化的作用程度逐渐增强,且不同尺度的主要影响因子存在明显差异。食物供给和碳固存服务在小尺度上主要受人文因子影响,大尺度上受自然因子影响;产水量服务在不同尺度上始终受自然因子影响;防风固沙服务随尺度增大人文因子影响程度显著增强。④尺度增大过程中不同交互因子q值的增加趋势不同,其中碳固存和防风固沙服务中人文因子间的交互作用显著增强。论文通过小波分析改进了传统的多尺度序列构建方法,可为优化区域生态系统结构及制定多级生态系统管理决策提供参考。

关键词：生态系统服务小波分析多尺度参数最优地理探测器石羊河流域