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变形诱导析出相实现TiZrAlNbV轻质高熵合金强塑性协同提升

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真空科学与技术学报 2024年

作者：冯向向张朝晖何杨宇贾晓彤王强刘娅程兴旺北京理工大学材料学院北京理工大学唐山研究院唐山市特种金属与陶瓷材料重点实验室

钛基高熵合金具有比强度高，低密度等优越性能，被军工业和科研界广泛关注。然而，如何寻找并通过改进加工手段获取兼顾强度和塑性的钛基高熵合金材料，建立起加工方式、材料微观组织和力学性能之间的联系仍需深入研究。本研究通过真空... 详细信息

钛基高熵合金具有比强度高，低密度等优越性能，被军工业和科研界广泛关注。然而，如何寻找并通过改进加工手段获取兼顾强度和塑性的钛基高熵合金材料，建立起加工方式、材料微观组织和力学性能之间的联系仍需深入研究。本研究通过真空悬浮熔炼制备了一种密度为5.6g/cm3的新型高熵合金Ti45Zr40Al5Nb5V5，进一步采用多级轧制法强化并增韧合金。研究发现多级轧制诱导了Ti45Zr40Al5Nb5V5合金中B2和HCP析出相的形成。同时将晶粒尺寸由387μm减小到89.5μm。析出相和细晶强化相结合的方式协同提高了Ti45Zr40Al5Nb5V5材料的强度和塑性，材料的拉伸屈服强度提升了35.2%至1149MPa，延展性提升到10%，相较于铸态合金提升了34.0%。

关键词：轻质高熵合金析出相强化微观组织力学性能

热轧温度对Ti-Zr-V-Nb-Si合金微观组织和力学性能的影响

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真空科学与技术学报 2024年

作者：刘娅张朝晖何杨宇贾晓彤王强冯向向程兴旺北京理工大学材料学院北京理工大学唐山研究院唐山市特种金属与陶瓷材料重点实验室

采用真空电弧熔炼制备了密度仅为6.1 g/cm3的(TiZrV0.5Nb0.5)99.4Si0.6轻质高熵合金，并分别选取900、1000和1100 ℃的热轧温度对合金进行轧制改性处理，探究了不同热轧温度对微观组织与力学性能的影响。结果表明：真空电弧熔炼制备的... 详细信息

采用真空电弧熔炼制备了密度仅为6.1 g/cm3的(TiZrV0.5Nb0.5)99.4Si0.6轻质高熵合金，并分别选取900、1000和1100 ℃的热轧温度对合金进行轧制改性处理，探究了不同热轧温度对微观组织与力学性能的影响。结果表明：真空电弧熔炼制备的合金经轧制后强度和延伸率均得到提高，在900 ℃下热轧的合金具有的1164.5 MPa的拉伸断裂强度以及14.7%的延伸率，性能提升最佳，较铸态合金分别提高了13.9%和950%。随着热轧温度的进一步升高，合金平均晶粒尺寸变大、力学性能不断下降。900 ℃下热轧后合金优异的综合力学性能是位错增殖、固溶强化、第二相强化和晶粒细化四种强化机制共同作用的结果。

关键词：高熵合金微观组织力学性能强化机制真空电弧熔炼

热轧加工协同提升TiZrAlNbV轻质高熵合金强韧性能

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真空科学与技术学报 2024年

作者：冯向向张朝晖何杨宇贾晓彤王强刘娅程兴旺北京理工大学材料学院北京理工大学唐山研究院唐山市特种金属与陶瓷材料重点实验室

本文制备了一种密度为5.6g/cm3的新型轻质Ti45Zr40Al5Nb5V5高熵合金，并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发，采用不同的热轧温度对Ti45Zr40Al5Nb5V5合金进行了轧制处理。并测定了同等40%变形量下... 详细信息

本文制备了一种密度为5.6g/cm3的新型轻质Ti45Zr40Al5Nb5V5高熵合金，并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发，采用不同的热轧温度对Ti45Zr40Al5Nb5V5合金进行了轧制处理。并测定了同等40%变形量下(厚度从22 mm变为13.2 mm)，700-1000℃的热轧温度时该合金的相结构、微观组织和拉伸力学性能。结果表明，热轧后Ti45Zr40Al5Nb5V5合金始终保持单相BCC结构，晶粒尺寸下降了25.6%～53.7%，而且拉伸强度随热轧温度先升高后下降，延伸率不断升高。最佳的热轧温度为800℃，此时合金具有202μm的平均晶粒尺寸、917MPa的拉伸屈服强度和11.3%的延展性，晶粒细化和位错强化是其性能提升的根本原因，该研究有望为高强韧化轻质金属结构材料的研发提供理论依据。

关键词：高熵合金热轧微观组织拉伸力学性能

热轧加工协同提升Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)轻质高熵合金强韧性能

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真空科学与技术学报 2024年第7期44卷 564-569页

作者：冯向向张朝晖何杨宇贾晓彤王强刘娅程兴旺刘迪北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学唐山研究院唐山市特种金属与陶瓷材料重点实验室唐山063000 航天科工防御技术研究试验中心北京100854

文章制备了一种密度为5.6 g/cm^(3)的新型轻质Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)高熵合金,并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发,采用不同的热轧温度对Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金进行了... 详细信息

文章制备了一种密度为5.6 g/cm^(3)的新型轻质Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)高熵合金,并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发,采用不同的热轧温度对Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金进行了轧制处理。并测定了同等40%变形量下(厚度从22 mm变为13.2 mm),700℃~1000℃的热轧温度时该合金的相结构、微观组织和拉伸力学性能。结果表明,热轧后Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金始终保持单相BCC结构,晶粒尺寸下降了25.6%~53.7%,而且拉伸强度随热轧温度先升高后下降,延伸率不断升高。最佳的热轧温度为800℃,此时合金具有202μm的平均晶粒尺寸、917 MPa的拉伸屈服强度和11.3%的延展性,晶粒细化和位错强化是其性能提升的根本原因,该研究有望为高强韧化轻质金属结构材料的研发提供理论依据。

关键词：高熵合金热轧微观组织拉伸力学性能

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激光焊接钛合金接头的组织演变和力学行为

稀有金属 2021年第8期45卷 914-920页

作者：何杨宇杨素媛包明明程兴旺北京理工大学材料学院北京100081 冲击环境材料技术重点实验室北京100081

使用高功率碟片激光器在焊接功率为6.0 kW,速度为2.4 m·min^(-1),离焦量为-2 mm,保护气体为15 L·min^(-1)的参数下成功焊接6.5 mm厚的TC6钛合金板材。在此焊接参数下研究焊缝的组织演变和力学行为,结果表明焊缝内为典型的铸造态粗大... 详细信息

使用高功率碟片激光器在焊接功率为6.0 kW,速度为2.4 m·min^(-1),离焦量为-2 mm,保护气体为15 L·min^(-1)的参数下成功焊接6.5 mm厚的TC6钛合金板材。在此焊接参数下研究焊缝的组织演变和力学行为,结果表明焊缝内为典型的铸造态粗大β晶粒,其中心β晶内为细小交错的针状α’相,以及少量的等轴α相;熔合线处细β晶区主要为针状的α’相;近熔合线的热影响区为球化长大的α相和内部针状的α’相;近母材的热影响区仅部分片层状的α+β转变为等轴α相及内部少量α’相。从母材到热影响区到焊缝显微硬度呈上升趋势,焊缝硬度最高。拉伸结果显示焊缝的抗拉强度高于母材,延伸率略低于母材,其中静态拉伸断裂于母材,缺口拉伸断裂于焊缝,缺口敏感系数(q)为1.04。光滑拉伸试样断口内为细小均匀的韧窝,为韧性断裂;缺口拉伸试样断口内以撕裂棱为主并分布有较浅韧窝,为准解理断裂。

关键词：钛合金激光焊显微组织力学性能

四种状态下Mg-10Gd合金微观组织及力学性能研究

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稀土 2021年第2期42卷 8-15页

作者：包明明杨素媛何杨宇北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学冲击环境材料技术重点实验室北京100081

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg5Gd共晶相组成;退火态合金... 详细信息

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg5Gd共晶相组成;退火态合金组织为α-Mg固溶体;热变形+时效态合金主要由动态再结晶组织和弥散分布在晶粒内部的β′-Mg7Gd相组成;固溶态合金组织为α-Mg固溶体,β′相完全溶解。由于β′相的析出强化作用,四种状态合金中热变形+时效态合金具有最高的抗拉强度为371MPa。铸态合金的断口处伴随着晶界共晶相的破裂,其主要断裂形式为准解理断裂。热变形+时效态合金拉伸断裂形式为撕裂棱和微孔聚合复合作用形成的准解理断裂。退火态和固溶态的断裂形式是以撕裂棱为主的准解理断裂。

关键词：稀土镁合金热处理显微组织力学性能断口形貌

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调温抗菌微胶囊的制备及其在棉织物上的应用

纺织学报 2024年第2期45卷 171-178页

作者：孙浪涛杨宇珊泉州师范学院纺织与服装学院福建泉州362000

为开发兼具储热调温及抗菌功能的纺织品,提高纺织品的功能性及附加值,以正十八烷和艾蒿油为芯材,以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备具有调温及抗菌复合功能的微胶囊材料,最后通过浸轧法将其整理到纯棉织物上。利用扫... 详细信息

为开发兼具储热调温及抗菌功能的纺织品,提高纺织品的功能性及附加值,以正十八烷和艾蒿油为芯材,以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法制备具有调温及抗菌复合功能的微胶囊材料,最后通过浸轧法将其整理到纯棉织物上。利用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪等对微胶囊进行测试表征,并分析整理后织物的调温及抗菌性能。结果表明:制备的微胶囊呈圆球状,成形良好,平均粒径为1647 nm,且分布集中,包覆性好;升降温相变温度分别为32、20℃,熔融及凝固热焓值分别为101.37、107.93 J/g,在300℃以内具有较好的热稳定性;制备的调温抗菌织物甲醛含量符合国家标准要求,其保温率提升23.2%,调温能力为1.6℃,对大肠杆菌的抑菌率在85%以上,对金黄色葡萄球菌的抑菌率在97%以上。

关键词：相变储能抗菌原位聚合微胶囊功能整理功能性纺织品

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能源地理研究的发展与展望

地理学报 2024年第1期79卷 147-170页

作者：杨宇郭越樊杰刘毅中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地... 详细信息

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地理研究因人类在地球表层能源系统中的经济活动和地缘政治而兴起,又因全球气候变化的挑战和社会公平的讨论而进入新的繁荣阶段。由于中外所处的发展阶段不同,能源环境问题存在差异,又因学术氛围不同,所以学者们在关注视角和研究特色等方面存在不同侧重。国际能源地理研究以资源分布及经济地理研究为起点,在能源环境问题的牵引下逐渐形成了学术共同体,并在长期发展历程中出现了能源生产网络与能源流动、能源地缘政治与能源安全、能源转型与气候治理、能源正义与能源贫困等多元研究议题,可为中国学者提供诸多有益借鉴。中国能源地理研究从20世纪中叶起大致形成了“世界资源地理”和“部门经济地理”两个脉络的传统,并持续面向国家战略需求开展经世致用的应用研究,21世纪以来在碳排放与居民能源消费等方面的研究逐步与国际接轨。近年来,在强调“双碳”目标、能源转型和能源安全的背景下,能源地理研究迎来了新的发展机遇,但也存在学科内外部挑战。为了建设“能源地理学”,需要在传承宝贵传统的基础上,在理论和方法、咨询与智库研究、科普传播、人才队伍建设等方面有所创新。

关键词：能源地理发展脉络国际借鉴传承与创新

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近地卫星轨道上方形薄板的超混沌

Acta Mechanica Sinica 2024年第5期40卷 175-183页

作者：张博杨宇廖世俊 School of Naval Architecture Ocean and Civil Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai China

由于其小质量和偏心率,近地卫星轨道上的碎片运动可能是混沌的.本文所研究的在近地卫星轨道中偏质心的方形薄板是混沌的.混沌系统以其对初始条件的敏感依赖而闻名,但其统计特性通常对小扰动不敏感.然而,最近提出的一个名为超混沌的状态... 详细信息

由于其小质量和偏心率,近地卫星轨道上的碎片运动可能是混沌的.本文所研究的在近地卫星轨道中偏质心的方形薄板是混沌的.混沌系统以其对初始条件的敏感依赖而闻名,但其统计特性通常对小扰动不敏感.然而,最近提出的一个名为超混沌的状态,其统计量对小扰动也同样敏感.本文表明,超混沌广泛存在于近地卫星轨道上的偏质心方形薄板中.结果显示,超混沌的轨迹比正常混沌的轨迹更为混乱,位置偏差可能比正常混沌大两个数量级.与以往发现的超混沌系统不同,本研究揭示了一个没有周期性边界的物理约束系统中的超混沌状态,而遗忘的超混沌系统至少有一个周期边界或缺乏物理边界.超混沌概念合理地解释了空间碎片可以扩散很大区域的原因,因为大多数碎片是偏质心的.

关键词：超混沌位置偏差小扰动物理约束周期边界混沌系统物理边界质心