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Evolution of helium bubbles in FeCoNiCr-based high-entropy alloys containing γ′ nanoprecipitates

Chinese Physics B 2024年第7期33卷 491-500页

作者：冯婷蒋胜明胡潇天张子骏黄子敬董士刚张建 College of Energy Xiamen UniversityXiamen 361005China16

A series of high-entropy alloys(HEAs) containing nanoprecipitates of varying sizes is successfully prepared by a non-consuming vacuum arc melting *** order to study the irradiation evolution of helium bubbles in the FeCoNiCrbased HE As with γ' precipitates,these samples are irradiated by 100-keV helium ions with a fluence of 5 × 10^(20) ions/m^(2) at 293 K and 673 K,*** the samples irradiated at room temperature are annealed at different temperatures to examine the diffusion behavior of helium *** electron microscope(TEM) is employed to characterize the structural morphology of precipitated nanoparticles and the evolution of helium *** results reveal that nanosized,spherical,dispersed,coherent,and ordered L1_(2)-type Ni_(3)Ti γ' precipitations are introduced into FeCoNiCr(Ni_(3)Ti)_(0.1) HEAs by means of ageing treatments at temperatures between 1073 K and 1123 *** the ageing treatment conditions adopted in this work,γ' nanoparticles are precipitated in FeCoNiCr(Ni_(3)Ti)_(0.1) HE As,with average diameters of 15.80 nm,37.09 nm,and 62.50 nm,*** average sizes of helium bubbles observed in samples after 673-K irradiation are 1.46 nm,1.65 nm,and 1.58 nm,*** improvement in the irradiation resistance of FeCoNiCr(Ni_(3)Ti)_(0.1) HEAs is evidenced by the diminution in bubbles ***,the FeCoNiCr(Ni_(3)Ti)_(0.1) HEAs containing γ' precipitates of 15.8 nm exhibits the minimum size and density of helium bubbles,which can be ascribed to the considerable helium trapping effects of heterogeneous coherent phase ***,annealing experiments conducted after 293-K irradiation indicate that HEAs containing precipitated phases exhibits smaller apparent activation energy(E_(a)) for helium bubbles,resulting in larger helium bubble *** study provides guidance for improving the irradiation resistance of L1_(2)-strengthened high-entropy alloy.

关键词： high-entropy alloys irradiation resistance coherent precipitates helium bubbles

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Q345钢两相流冲蚀实验研究

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北京航空航天大学学报 2023年第4期49卷 891-899页

作者：王志杰姚军熊家志赵彦琳常笑董士刚中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 厦门大学能源学院厦门361005

冲蚀磨损广泛存在于民用、工业、军工等领域中,常导致设备受颗粒撞击形成不同程度的损伤。选用Q345钢开展液固两相流冲蚀实验,基于失重法和表面分析技术研究颗粒粒径、颗粒质量分数、冲蚀角度(15°~90°)、冲蚀时间等因素对冲蚀磨损的影... 详细信息

冲蚀磨损广泛存在于民用、工业、军工等领域中,常导致设备受颗粒撞击形成不同程度的损伤。选用Q345钢开展液固两相流冲蚀实验,基于失重法和表面分析技术研究颗粒粒径、颗粒质量分数、冲蚀角度(15°~90°)、冲蚀时间等因素对冲蚀磨损的影响,并对冲蚀后的样品表面形貌特征进行分区。实验结果表明:随颗粒质量分数增大,冲蚀失重量上升的速率逐渐趋于平缓;3D形貌观测发现,颗粒质量分数高于0.1%后,材料表面全部受到了侵蚀,最大冲蚀深度降低;30°冲蚀角度附近Q345钢的质量损失最大,这与其较强的韧塑性有关。基于金相显微拍照分析,90°射流冲击后样品表面分成3个区域,靠近喷嘴外边缘的2区内坑洞和犁沟数量最多,损伤最为严重,这与射流流场特性和颗粒分布有关。

关键词： Q345钢两相流冲蚀失重量表面形貌

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轮作模式及小麦增密减氮对潮土理化性状及作物产量的影响

轮作模式及小麦增密减氮对潮土理化性状及作物产量的影响

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作者：董士刚河南农业大学

学位级别：硕士

黄淮平原长期以小麦-玉米为主要轮作方式,针对黄淮平原潮土区作物布局不合理和氮肥减施等问题,设置两个大田小区试验。试验1:设置小麦与豆科作物轮作3个处理:(1)小麦-玉米轮作、(2)小麦-夏花生轮作、(3)小麦-大豆轮作。试验2:设置小麦... 详细信息

黄淮平原长期以小麦-玉米为主要轮作方式,针对黄淮平原潮土区作物布局不合理和氮肥减施等问题,设置两个大田小区试验。试验1:设置小麦与豆科作物轮作3个处理:(1)小麦-玉米轮作、(2)小麦-夏花生轮作、(3)小麦-大豆轮作。试验2:设置小麦播量与氮肥不同水平交互4个处理:(1)小麦常规播量+常规施量肥(CBCF);(2)增播30%+常规施氮量(ZBCF);(3)增播30%+减氮20%(ZBJF);(4)常规播量+减氮20%(CBJF)。通过测定并分析不同处理不同土层土壤物理、化学和生物性质及作物产量变化特征,探究合理的轮作换茬模式和播量与氮肥互作技术,为减肥增效技术模式筛选提供理论依据。不同轮作换茬模式研究结果表明:(1)一个轮作周期后,小麦-花生和小麦-大豆相对小麦-玉米均能降低土壤容重,增加孔隙度。与2017年夏相比,2018年夏的小麦-夏花生和小麦-大豆处理在0—10 cm 土层的容重分别降低了 0.06 g/cm3、0.04 g/cm3。2017夏和2018夏两季小麦相比土壤比重变化不明显。2017夏和2018夏两季小麦相比,在轮作中种植花生和大豆能使土壤孔隙度略有增加。(2)一个轮作周期后,与2017年夏相比,2018年夏,小麦-大豆处理提高了土壤0—30 cm土层中的有机质含量;小麦-夏花生和小麦-大豆处理均能增加10—20 cm 土壤的全氮含量;小麦-夏花生和小麦-大豆处理提高了 0-30 cm 土层中土壤碱解氮、铵态氮和硝态氮含量,但降低了土壤速效磷和速效钾含量。其中,小麦-大豆处理碱解氮含量在0—10 cm 土层中最高为131.28 mg/kg;且小麦-大豆处理相对其他处理显著提高了硝态氮和铵态氮含量。经过一个轮作周期,三种轮作模式均增加了 0-20 cm 土层中可溶性有机碳和可溶性有机氮含量,其中,小麦-大豆处理显著高于其他处理。(3)一个轮作周期,与2017年夏相比,2018年夏,小麦-大豆处理降低了土壤0-30 cm 土层中脲酶活性;但小麦-大豆和小麦-夏花生处理提高了 0—30 cm 土层中土壤蔗糖酶和中性磷酸酶的活性。小麦-夏花生和小麦-大豆处理均提高了 0—30 cm 土层中微生物量碳和微生物量氮。相比于2017年夏,2018年小麦产量和肥料偏生产力显著提高,小麦-夏花生和小麦-大豆处理产量和氮肥偏生产力显著高于小麦-玉米处理。小麦-夏花生和小麦-大豆处理提高了小麦产量,增加农民收益。小麦增密减氮技术研究表明:(1)与2017年相比,ZBCF处理降低了 0—10 cm 土层容重,CBJF处理则降低了 10—20 cm土层容重;CBJF处理提高了 0—10 cm 土层的土壤孔隙度。(2)2017和2018年土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、硝态氮和铵态氮含量在0—30 cm 土层均随土壤深度增加而逐渐降低。2018年,减氮处理(ZBJF和CBJF)的土壤有机质含量在10—30 cm均高于常规施肥处理(CBCF和ZBCF),且ZBJF处理有机质含量比2017年增加了 18%左右。2017年各处理土壤全氮含量基本差异不显著;而在2018年,0—20 cm 土层均以CBCF处理显著高于其他。各处理土壤碱解氮含量差异主要表现在0—10 cm,其中2017年ZBCF处理最高,而2018年CBCF处理显著高于其他处理,为118.86 mg/kg。常规施肥处理(CBCF和ZBCF)的土壤硝态氮和铵态氮含量在两年内各土层都显著高于减氮处理(ZBJF和CBJF)。ZBCF和CBJF处理有利于提高土壤有效磷含量,在0—10 cm 土层变化最大,2018年比2017年两处理分别提高了 13.14%和28.54%。2017年,CBJF处理0—10 cm速效钾含量2018年比2017年增加了 35.71%。(3)两季中各处理土壤微生物量碳氮和三种酶活性均随土壤深度增加而下降。ZBJF处理0—20 cm 土层的脲酶活性和蔗糖酶活性在2017年小麦季和玉米季均显著高于其他处理,其中脲酶活性最高为3.16[NH3-N mg/(g·24h)],且其土壤中性磷酸酶活性在两季中的0—20 cm土层均最高,最高达到了 9.01[Phenol mg/(g·24h)]。减氮处理(ZBJF和CBJF)在两年试验中均比CBCF显著提高了氮肥偏生产力,其中2018年提高了 28.35%和46.03%。磷钾肥偏生产力在2017年各处理间差异不显著;而2018年,减氮处理(ZBJF和CBJF)比CBCF显著提高了 16.80%和30.83%。2017年各处理间小麦产量差异不显著,2018年减施氮肥(ZBJF,CBJF)相较于CBCF产量分别增加了 13.79%和30.62%。减氮处理(ZBJF和CBJF)在两年试验中相较于CBCF均提高了收益,其中

关键词：轮作播量减氮潮土作物产量土壤性质

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多因素影响下的X80管道钢两相流冲蚀腐蚀特性

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化工进展 2021年第12期40卷 6450-6459页

作者：叶福相姚军刘玉发赵彦琳董士刚中国石油大学(北京)机械与储运工程学院清洁能源科学与技术国际联合实验室过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 厦门大学能源学院福建厦门361005

长距离油气输运管道运行工况复杂,事故频发,冲蚀腐蚀是导致管道局部失效的典型问题之一,受多因素作用影响。为探究管道钢冲蚀腐蚀多因素影响机制,通过全因子实验设计方法,量化比较了包含不同颗粒浓度、冲击角度、氯离子浓度和pH的多变... 详细信息

长距离油气输运管道运行工况复杂,事故频发,冲蚀腐蚀是导致管道局部失效的典型问题之一,受多因素作用影响。为探究管道钢冲蚀腐蚀多因素影响机制,通过全因子实验设计方法,量化比较了包含不同颗粒浓度、冲击角度、氯离子浓度和pH的多变量系统中单一因素和因素间相互作用对X80管道钢冲蚀腐蚀损失的影响效应,并分析了它们的显著性与方向性。统计学分析结果表明,4个单一因素对冲蚀腐蚀损失均有显著影响,其中颗粒浓度和氯离子浓度与冲蚀腐蚀损失正相关,pH和冲击角度与冲蚀腐蚀损失负相关;因素间协同作用中只有颗粒浓度与氯离子浓度之间的协同作用以及颗粒浓度与冲击角度之间的协同作用效应显著,其余交叉因素效应不显著。此外,根据这些因子对X80管道钢冲蚀腐蚀质量损失速率影响的显著性,给出了作用大小排序,并通过显微照片分析了不同条件下材料损失模式,讨论了因素间协同作用机制,用示意图对因素作用效果和作用机理进行了解释。

关键词：冲蚀腐蚀管道钢两相流多因素影响电化学

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模拟混凝土孔溶液中钢筋电化学噪音测量及小波分析

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电化学 2010年第2期16卷 137-144页

作者：胡融刚叶陈清董士刚林昌健厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

电化学噪音(Electrochemical Noise,ECN)测量可用于在无电信号扰动条件下检测腐蚀体系的暂态行为,获得有关腐蚀类型和腐蚀速率的信息.小波分析不需要对ECN作稳态假设,并同时具有时间分辨和频率分辨的特点,在ECN信号处理中表现出一定的优... 详细信息

电化学噪音(Electrochemical Noise,ECN)测量可用于在无电信号扰动条件下检测腐蚀体系的暂态行为,获得有关腐蚀类型和腐蚀速率的信息.小波分析不需要对ECN作稳态假设,并同时具有时间分辨和频率分辨的特点,在ECN信号处理中表现出一定的优势.本工作考察了氯离子对钢筋在模拟混凝土孔溶液中电化学噪音的影响,并采用离散小波变换(DWT)及能量分布图(EDP)分析ECN信号的时间～频率特征.结果表明,在含NaCl0.0001mol/L的饱和Ca(OH)2溶液中,时间常数为16～32s的暂态占优势;在Cl-浓度更高的溶液中,去钝化趋势为主导事件,表明钢筋在SPS溶液中活化/钝化的临界Cl-浓度介于10-4～10-3mol/L.

关键词：电化学噪音,小波分析,钢筋腐蚀

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锌铝层状双金属氢氧化物焙烧物对钢筋的缓蚀作用研究

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电化学 2013年第3期19卷 256-261页

作者：张小娟王静静董士刚林昌健厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学化工学院化学系福建厦门361005 厦门大学能源研究院福建厦门361100

在空气气氛下合成了锌铝层状双金属氢氧化物(Zn-Al LDHs)和焙烧物(Zn-Al CLDHs),扫描电镜结果表明,所制得的双金属氢氧化物具有明显的层状结构.文中研究了Zn-Al CLDHs对钢筋的腐蚀保护效果,Zn-Al CLDHs固体在NaCl溶液中浸泡处理3 h后,... 详细信息

在空气气氛下合成了锌铝层状双金属氢氧化物(Zn-Al LDHs)和焙烧物(Zn-Al CLDHs),扫描电镜结果表明,所制得的双金属氢氧化物具有明显的层状结构.文中研究了Zn-Al CLDHs对钢筋的腐蚀保护效果,Zn-Al CLDHs固体在NaCl溶液中浸泡处理3 h后,钢筋的腐蚀速率显著降低.实验证明,Zn-Al CLDHs在结构重组过程中可吸收溶液中的Cl-,同时释放出OH-,改善腐蚀环境,有效抑制钢筋的腐蚀.

关键词：钢筋腐蚀双金属氢氧化物缓蚀剂

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颗粒射流冲击材料行为研究

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北京航空航天大学学报 2017年第11期43卷 2266-2272页

作者：姚军曾子华周芳董士刚赵彦琳李宁中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 厦门大学能源研究院厦门361005

颗粒冲击材料现象广泛存在于自然界以及工业领域中。应用实验测量与数值计算相结合的方法研究了颗粒射流冲击材料(304不锈钢)的磨损行为。考虑了颗粒粒径、运动轨迹、颗粒-壁面撞击点分布以及所导致材料物相结构变化。实验测试包括材料... 详细信息

颗粒冲击材料现象广泛存在于自然界以及工业领域中。应用实验测量与数值计算相结合的方法研究了颗粒射流冲击材料(304不锈钢)的磨损行为。考虑了颗粒粒径、运动轨迹、颗粒-壁面撞击点分布以及所导致材料物相结构变化。实验测试包括材料质量损耗、材料元素X射线衍射(XRD)分析、表面微观结构扫描电镜(SEM)观察。对相应的颗粒射流冲击材料行为进行了数值计算,获得流场,颗粒场以及相应材料磨损。结果表明:颗粒射流冲击下颗粒运动轨迹与撞击点的分布不同,造成了材料样品表面磨损区域明显不同。颗粒-壁面碰撞不仅会导致材料损失而且会造成材料物相结构的变化。

关键词：颗粒射流磨损数值计算实验研究

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液固两相射流中304不锈钢冲蚀行为研究

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工程热物理学报 2019年第12期40卷 2853-2858页

作者：曾子华姚军周芳董士刚赵彦琳李宁厦门大学能源学院厦门361005 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

本文应用实验与模拟相结合的方法研究了液固两相射流中304不锈钢磨损。实验考虑了颗粒属性包含颗粒粒径变化、颗粒粗糙度变化、颗粒形状长宽比变化三个方面对不锈钢样品磨损行为的分析;模拟分析了颗粒随流场运动的轨迹、颗粒-壁面撞击... 详细信息

本文应用实验与模拟相结合的方法研究了液固两相射流中304不锈钢磨损。实验考虑了颗粒属性包含颗粒粒径变化、颗粒粗糙度变化、颗粒形状长宽比变化三个方面对不锈钢样品磨损行为的分析;模拟分析了颗粒随流场运动的轨迹、颗粒-壁面撞击点分布以及导致的不锈钢表面磨损分区的变化.电化学测试了304不锈钢样品表面经冲蚀后,抗腐蚀性能强弱的变化。测试手段包括材料质量损耗、SEM观察、电化学测试。结果表明:在30°冲击角度下,颗粒运动轨迹与流场一致,造成了撞击点的不同分布,样品表面的磨损分区;颗粒撞击造成304不锈钢材料表面抗腐蚀性能减弱。

关键词：液固两相流射流磨损数值模拟腐蚀

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基于癸二酸二异辛酯的环保型复合缓蚀剂对钢筋的缓蚀效应

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物理化学学报 2022年第4期38卷 8-17页

作者：郭亚金飘邵敏华董士刚杜荣归林昌健厦门大学化学化工学院化学系福建厦门361005 甘肃有色冶金职业技术学院冶金与化学工程系甘肃金昌737100 香港科技大学化学与生物工程系中国香港九龙厦门大学能源学院福建厦门361102

应用缓蚀剂控制混凝土中钢筋的腐蚀具有高效、廉价和易操作等优点,越来越受腐蚀研究者的关注。近年来,对环保型缓蚀剂的需求日益增加。因此,本工作发展了由癸二酸二异辛酯、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌组成的环保型复合缓蚀剂并应用电化学测... 详细信息

应用缓蚀剂控制混凝土中钢筋的腐蚀具有高效、廉价和易操作等优点,越来越受腐蚀研究者的关注。近年来,对环保型缓蚀剂的需求日益增加。因此,本工作发展了由癸二酸二异辛酯、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌组成的环保型复合缓蚀剂并应用电化学测试技术和表面分析方法研究其对钢筋的缓蚀作用。结果表明,Q235钢筋在pH为11.00,含0.5 mol·L^(−1) NaCl的模拟污染的混凝土孔隙液中处于活化状态并发生局部腐蚀。含有59 mmol·L^(−1)癸二酸二异辛酯,0.5 mmol·L^(−1) D葡萄糖酸钠和1.5 mmol·L^(−1)硫酸锌组成的复合缓蚀剂对钢筋具有良好的协同缓蚀效应,在模拟污染混凝土孔隙液中和水泥砂浆试样中对钢筋的缓蚀效率分别达到96.8%和90.0%。该复合缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,对钢筋腐蚀的阴极反应和阳极反应均有抑制作用。

关键词：钢筋氯化物局部腐蚀缓蚀剂模拟混凝土孔隙液

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一维阵列电极法研究钢筋在混凝土中的腐蚀行为

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电化学 2010年第1期16卷 60-64页

作者：李兰强董士刚杜荣归林昌健厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学化工学院化学系福建厦门361005

建立一维阵列微电极技术,通过对阵列电极腐蚀电位、极化曲线以及微电极之间宏电流的测量,研究在腐蚀环境作用下钢筋混凝土腐蚀过程中宏电池电流和微电池电流的形成、发展及其相互作用.结果表明,腐蚀发生早期,腐蚀宏电池和微电池在不同... 详细信息

建立一维阵列微电极技术,通过对阵列电极腐蚀电位、极化曲线以及微电极之间宏电流的测量,研究在腐蚀环境作用下钢筋混凝土腐蚀过程中宏电池电流和微电池电流的形成、发展及其相互作用.结果表明,腐蚀发生早期,腐蚀宏电池和微电池在不同区域优先形成而且并存.随着腐蚀的发展,受氧扩散控制,在腐蚀宏电池区域出现微电池,而某些腐蚀微电池区域与阴极区耦合,也形成腐蚀宏电池.腐蚀宏电池与微电池电流大小最终趋于一致.

关键词：阵列电极混凝土腐蚀宏电池微电池

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