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原位自生TiC-VC增强Fe基激光熔覆层组织细化及其性能研究

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原位自生TiC-VC增强Fe基激光熔覆层组织细化及其性能研究

作者：种凯齐鲁工业大学

学位级别：硕士

钢铁材料是工业化进程中不可或缺的金属材料,广泛应用于社会生产和生活的各个领域。然而,由于材料失效造成了巨大的资源浪费,表面工程可改善金属材料的表面性能,减少资源浪费,提高绿色生产水平。激光熔覆作为一种新的表面强化与修复技术... 详细信息

钢铁材料是工业化进程中不可或缺的金属材料,广泛应用于社会生产和生活的各个领域。然而,由于材料失效造成了巨大的资源浪费,表面工程可改善金属材料的表面性能,减少资源浪费,提高绿色生产水平。激光熔覆作为一种新的表面强化与修复技术,可明显提高材料表面的耐磨、耐蚀及抗氧化等性能,既可满足实际应用要求,又可节约大量的贵重合金元素。本文以原位自生TiC-VC增强Fe基激光熔覆层组织细化及其性能为研究对象,采用Fe-Ti-V-C系合金粉末开展熔覆实验,研究了脉冲激光工艺参数(脉冲频率与占空比)、合金粉末粒径对Fe基熔覆层组织尺寸及其性能的影响。针对脉冲激光工艺参数研究时发现,随占空比从65%增加到95%,TiC-VC粒径减小,熔覆层硬度升高。随脉冲频率从5 Hz增加到5000 Hz,TiC-VC粒径先增加后减小,硬度和耐腐蚀性先减小后增大。脉冲频率为5 Hz时制备的熔覆层性较好。激光熔覆扫描速度增大,热输入减小,熔宽也随之减小。一定范围内,TiC-VC粒径随扫描速度增加先减小后增大,熔覆层硬度先升高后降低。在探究合金粉末粒径对Fe基熔覆层组织尺寸及其性能的影响时,结果表明,熔覆层中的TiC-VC颗粒平均尺寸随初始合金粉末粒径减小而降低。熔覆层组织由板条状马氏体转变为片状马氏体和残余奥氏体。采用合金粉末粒径为75μm-150μm制备的熔覆层硬度与耐蚀性较好。单独降低石墨粒径时,原位自生TiC-VC粒径随之减小。当石墨粒径降至纳米尺寸时,碳化物粗化并聚集,熔覆层组织转变为铁素体与珠光体组织,熔覆层性能相对较差。初始合金粉末粒径优化后,熔覆层中原位自生碳化物由TiC、C0.88V转变成为亚微米/纳米级复合碳化物TiVC,其耐蚀性提高。基于梯度粒径合金粉末,结合脉冲激光熔覆工艺的协同调控,获得亚微米Ti-V碳化物增强超细晶Fe基熔覆层,熔覆层成型良好,耐蚀性显著提高。

关键词：激光熔覆 TiC-VC 组织细化脉冲激光耐蚀性

转基因抗虫耐除草剂水稻抗性鉴定与遗传稳定性分析

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转基因抗虫耐除草剂水稻抗性鉴定与遗传稳定性分析

作者：陈种凯江西农业大学

学位级别：硕士

目前,关于国内外转Bt基因抗虫耐除草剂水稻遗传稳定性有一些报道,但其中大多数为转基因水稻的早期世代,主要以转基因水稻的基因功能和性能的分析以及一些对转基因水稻的利用效果评价。以国内具有自主知识产权的基因转化获得的Bt水稻材... 详细信息

目前,关于国内外转Bt基因抗虫耐除草剂水稻遗传稳定性有一些报道,但其中大多数为转基因水稻的早期世代,主要以转基因水稻的基因功能和性能的分析以及一些对转基因水稻的利用效果评价。以国内具有自主知识产权的基因转化获得的Bt水稻材料为基础的鉴定工作不多,尤其是利用传统育种手段杂交获得转Bt基因抗虫耐除草剂水稻高代自交系的遗传稳定性的研究还未见报道。本研究以华中农业大学提供的T2A-1和T1C-19两个转基因抗虫耐除草剂水稻与江西农业大学自主选育的优质恢复系昌恢T025、昌恢891、昌恢881、昌恢871、昌恢121杂交,经过回交四代自交多代获得高世代昌恢T025(1C)、昌恢T025(2A)、昌恢T025(1C+2A)、昌恢881(1C)、昌恢881(2A)、昌恢881(1C+2A)、昌恢891(1C)、昌恢891(2A)、昌恢891(1C+2A)、昌恢871(1C)、昌恢871(2A)、昌恢121(1C)、昌恢121(2A)转基因抗虫耐除草剂水稻恢复系为研究材料。采用SSR标记法对水稻遗传背景进行分析,利用PCR、Southemblot、Real-time PCR、ELISA等各种分子检测手段进行外源基因的遗传稳定性和遗传规律分析,通过田间及室内水稻抗性鉴定,进行农艺性状及品质性状考察分析,主要研究结果如下:(1)对8个转基因抗虫耐除草剂水稻品系BCF、BCF两个世代进行全基因组遗传背景分析中,除昌恢T025(1C)和昌恢871(2A)两个世代间有差异外,其它转基因改良株系实际背景回复率与理论背景回复率无明显差异,均达到回交育种要求。(2)PCR-Southemblot分子杂交结果显示,Bt-Cry1C基因在阳性对照和5个转基因水稻世代中均为双拷贝;Bt-Cry2A基因在阳性对照和5个转基因水稻世代中均为单拷贝;PAT-bar基因在阳性对照和8个转基因水稻中均为双拷贝。(3)利用Real-time PCR技术研究Bt-Cry1C、Bt-Cry2A、PAT-bar基因在转基因改良株系世代及阳性对照内的时空表达规律。3个基因在转基因改良株系世代及阳性对照表达情况如下:在营养生长期缓慢增加或减少,生殖生长期基因表达量迅速增加,在抽穗期表达量最高,成熟期后迅速下降;不同组织3个基因相对表达量表现出“叶片组织>茎秆组织>穗组织>胚乳组织”。(4)用ELISA技术对Bt-Cry1C、Bt-Cry2A、PAT-bar基因在转基因改良株系世代蛋白表达量时空表达分析结果如下:不同品系转基因水稻世代蛋白表达量不同;8个转基因水稻世代相关性分析可知:昌恢T025(2A)、昌恢891(2A)和昌恢891(1C+2A)世代稳定性最高。(5)室内抗虫鉴定中:3个双价转基因水稻对二化螟抗虫性等级均达到高抗水平,转基因水稻对一龄期幼虫抗性效果较好;田间抗虫鉴定中:转基因与非转基因水稻对比,表现出较好的抗性。(6)耐药性鉴定分析:整个生育期均表现出高抗水平。(7)转基因水稻两个世代农艺性状分析,除千粒重外其它性状两个世代间表现出很高的遗传稳定性,品种间差异性显著,结实率和有效穗是影响单株产量的主要因素;品质性状分析结果显示,品种间差异性显著,世代间品质性状差异性显著主要原因可能与海南和三亚两地的气候条件有关。

关键词：遗传稳定性抗性鉴定农艺性状品质性状 Bt-Cry1C/Cry2A PAT-bar

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高熵非晶合金设计、制备及性能的研究进展

材料导报 2021年第17期35卷 17019-17025页

作者：种凯张志彬邹勇梁秀兵山东大学材料与工程学院教育部材料固液结构演化与加工教育部重点实验室军事科学院国防科技创新研究院

高熵非晶合金是一种新兴的合金材料,兼具高熵合金成分特征与非晶合金结构特征,因具有优异的机械物理性能与巨大的应用潜力而受到了广泛的关注。目前高熵非晶合金的研究处于起步阶段,本文介绍了高熵非晶合金成分设计的基本依据,着重分析... 详细信息

高熵非晶合金是一种新兴的合金材料,兼具高熵合金成分特征与非晶合金结构特征,因具有优异的机械物理性能与巨大的应用潜力而受到了广泛的关注。目前高熵非晶合金的研究处于起步阶段,本文介绍了高熵非晶合金成分设计的基本依据,着重分析了高熵非晶合金的关键物理参量(混合熵ΔS、混合焓ΔH、原子错配度δ)等对高熵非晶材料组织结构的影响。当前已开发的高熵非晶合金材料体系有限,制备方法继承了非晶合金与高熵合金的制备特征,其制备手段大致可以分为:液相法、气相法以及固相法。由于其优异的热力学性能,高熵非晶合金有望通过热喷涂手段突破尺寸限制,实现大规模应用。高熵非晶合金性能的研究主要集中在力学性能、耐腐蚀性能、磁性能、非晶形成能力与热稳定性等方面。其中高熵效应对非晶形成能力的影响、高熵非晶合金的结构与热力学特性及高熵非晶合金的异常热稳定性等科学问题亟待解决。本文还展望了基于材料基因工程理念的高熵非晶合金材料体系研究及该类材料的应用前景。

关键词：高熵非晶物理参数材料体系性能

选区激光熔化成形TC4钛合金力学性能及其工艺关联性

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中国表面工程 2022年第2期35卷 215-223页

作者：龙旭贾啟普李娇种凯楠杜雷鸣潘向南常超西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190 太原科技大学应用科学学院太原030024

增材制造技术可实现复杂结构的无模具,快速、近净成形,高致密度。为保证零件的成形质量,建立金属增材制造技术工艺参数—微观结构—宏观力学性能的关联机制十分关键。采用选区激光熔化技术(SLM)制备四种不同工艺参数组合的Ti-6Al-4V合金... 详细信息

增材制造技术可实现复杂结构的无模具,快速、近净成形,高致密度。为保证零件的成形质量,建立金属增材制造技术工艺参数—微观结构—宏观力学性能的关联机制十分关键。采用选区激光熔化技术(SLM)制备四种不同工艺参数组合的Ti-6Al-4V合金(又称TC4),对比和讨论试件微观形貌。通过单轴拉伸试验从宏观角度研究准静态条件下材料本构行为,并确定流动应力和应变极限等关键力学性能参数,通过纳米压痕试验从微观角度研究0.01/s和0.10/s压痕应变率下材料荷载-位移曲线,并基于连续刚度法获取材料弹性模量和硬度。最后通过引入约束因子和位错密度,结合单轴拉伸和纳米压痕试验所得的力学性能,讨论SLM成形过程中激光能量输入密度对TC4材料宏观力学性能的影响规律。通过开展工艺参数与力学性能的相关性分析,从更具统计意义的角度阐明SLM工艺参数—微观结构—宏观力学性能的关联机制,进而更加有效地确定可用于调控SLM成形TC4材料宏观力学性能的工艺参数优化组合。研究结果可为提升TC4材料力学性能的SLM成形工艺参数提供指导。

关键词：选区激光熔化 TC4 微观形貌力学性能工艺参数优化

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浅谈煤矿井下机电运输撕带事故及其防护措施

陕西蒲白矿业科技 2024年第2期 36-38页

作者：种凯陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司

煤矿带式输送机由于经常处于高负荷运行工况中,事故发生的概率非常之大。在这种情况下,必须采取行之有效的措施来保证其稳定性和安全性,使煤炭机电运输过程中出现断带事故的概率大幅度降低,从而保证了煤矿企业获得了预期的收益。为此,... 详细信息

煤矿带式输送机由于经常处于高负荷运行工况中,事故发生的概率非常之大。在这种情况下,必须采取行之有效的措施来保证其稳定性和安全性,使煤炭机电运输过程中出现断带事故的概率大幅度降低,从而保证了煤矿企业获得了预期的收益。为此,对矿井下的机电输送设备的维修与管理提出了更高的要求。文章通过对矿井机电输送设备撕裂现象的成因进行分析,针对出现的问题,采取相应的对策,以达到防止撕带现象的目的,以供相关人员参考。

关键词：煤矿井下机电运输撕带事故防护措施

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牛鼻子交岔点巷道一次成巷施工技术

中州煤炭 2015年第3期 86-88页

作者：种波凯河南能源化工集团永煤公司陈四楼煤矿河南永城476600

以陈四楼煤矿九采区胶带下山回风道交岔点巷道施工为工程背景,介绍了牛鼻子交岔点一次成巷现场施工方法及支护工艺。监测发现,采用该方法施工后巷道变形量较小,且能够有效保持巷道围岩稳定。

关键词：交岔点全断面施工方法一次成巷支护工艺

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煤巷大断面综掘一次成巷技术研究与应用

内蒙古煤炭经济 2024年第19期 148-150页

作者：种波凯河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿

陈四楼煤矿采用综掘工艺施工大断面岩巷期间，因巷道断面较大，需采用二次截割，无法实现一次成巷，存在浪费人工、材料现象，制约生产效率。本研究以陈四楼煤矿十八采区绞车房为工程背景，提出采用“先喷后锚+锚杆+加固锚索+喷浆”支... 详细信息

陈四楼煤矿采用综掘工艺施工大断面岩巷期间，因巷道断面较大，需采用二次截割，无法实现一次成巷，存在浪费人工、材料现象，制约生产效率。本研究以陈四楼煤矿十八采区绞车房为工程背景，提出采用“先喷后锚+锚杆+加固锚索+喷浆”支护工艺，在围岩物理成分及岩石力学参数测试结果基础上，在巷道施工过程中开展数据统计与现场监测，发现十八采区绞车房巷道底鼓量、两帮移近量以及巷道变形量均在允许范围内，达到设计支护效果。

关键词：大断面支护一次成巷快速掘进材料成本现场矿压观测支护效果

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陈四楼煤矿深部软岩巷道支护工艺

中小企业管理与科技 2013年第33期 181-182页

作者：种波凯永城煤电控股集团陈四楼煤矿

基于陈四楼煤矿十五采区皮带下山(下平巷)采用锚网喷支护未达到预期效果的原因分析,且十五采区行人下山(下平巷),巷道围岩破碎,埋藏深,地压较大,巷道施工中支护难度大,巷道可锚性差,锚杆锚固无法控制巷道的变形。提出了对十五采区行人... 详细信息

基于陈四楼煤矿十五采区皮带下山(下平巷)采用锚网喷支护未达到预期效果的原因分析,且十五采区行人下山(下平巷),巷道围岩破碎,埋藏深,地压较大,巷道施工中支护难度大,巷道可锚性差,锚杆锚固无法控制巷道的变形。提出了对十五采区行人下山巷采用可缩性圆形钢棚与壁后注浆相结合的支护方式,实践表明,该支护方案有效的控制了巷道变形。对陈四楼煤矿具有类似工程地质及施工条件的其它深部采区软岩巷道支护方案的选择有重要的指导意义。

关键词：深部巷道软岩巷道壁后注浆支护工艺

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深部软岩巷道变形机理分析及整体加固技术

中州煤炭 2014年第12期 31-32,80页

作者：种波凯河南能源化工集团永煤公司陈四楼煤矿

针对深部软岩巷道大变形的控制难题,以陈四楼煤矿-720 m辅助水平回风巷为工程背景,采用现场监测、理论分析和井下试验相结合的方法开展了研究。对巷道变形机理进行了分析,得到了该巷道以肩窝处挤压变形、底板鼓起为主的变形特征,以及肩... 详细信息

针对深部软岩巷道大变形的控制难题,以陈四楼煤矿-720 m辅助水平回风巷为工程背景,采用现场监测、理论分析和井下试验相结合的方法开展了研究。对巷道变形机理进行了分析,得到了该巷道以肩窝处挤压变形、底板鼓起为主的变形特征,以及肩窝处应力集中是造成肩窝处变形量大的原因,提出了深部软岩巷道整体加固技术(主要由锚索+锚索梁+壁后注浆构成),并成功应用于实践,有效地控制了巷道的变形,保障了巷道长期稳定和使用安全。

关键词：深部软岩巷道变形机理整体加固