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GPa级超高压下Mg-6Zn-1Y合金晶体形态及凝固组织分析

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稀有金属材料与工程 2013年第11期42卷 2309-2314页

作者：林小娉董允徐瑞郑润国焦世辉东北大学辽宁沈阳110819 燕山大学河北秦皇岛066004

利用扫描电镜（SEM）并配合能谱（EDS）、XRD研究了超高压凝固下Mg-6Zn-1Y合金晶体形貌和凝固组织.结果表明：GPa超高压下凝固,随着凝固压力的增大,α-Mg晶体形态由1.03×0-9 GPa（常压）下的树枝晶→细树枝晶→柱状树枝晶→粒状“胞晶... 详细信息

利用扫描电镜（SEM）并配合能谱（EDS）、XRD研究了超高压凝固下Mg-6Zn-1Y合金晶体形貌和凝固组织.结果表明：GPa超高压下凝固,随着凝固压力的增大,α-Mg晶体形态由1.03×0-9 GPa（常压）下的树枝晶→细树枝晶→柱状树枝晶→粒状“胞晶”的转变,固/液界面趋于稳定.1.03×10-9 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg相、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相3相组成,2～6 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相和高Y含量的Mg-Zn-Y三元相4相组成.

关键词： GPa级超高压 Mg-6Zn-1Y合金晶体形态凝固组织

RPC-NC组合截面梁收缩徐变变形差对梁体性能的影响分析

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RPC-NC组合截面梁收缩徐变变形差对梁体性能的影响分析

作者：郑润国北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：活性粉末混凝土RPC (Reactive Powder Concrete)是一种具有高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土材料,.能有效地克服目前普通混凝土结构中存在的问题。但由于RPC的基本配制和普通混凝土不民,造成了它对各组分及生产过程的要... 详细信息

摘要：活性粉末混凝土RPC (Reactive Powder Concrete)是一种具有高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土材料,.能有效地克服目前普通混凝土结构中存在的问题。但由于RPC的基本配制和普通混凝土不民,造成了它对各组分及生产过程的要求较高,硅粉的掺入、高效减水剂和钢纤维的使用以及较高的成型和养护条件,都提高了RPC的生产成本,故本文提出采用普通混凝土NC和活性粉末混凝土RPC的组合构件,即在受拉区使用活性粉末混凝土,在受压区二次浇注普通混凝土,从而充分利用两种材料的材料特性。在RPC和普通混凝土粘结完好的情况下,这种因先后浇筑时间差和材性差别引起的二者变形差,必使构件产生截面应力重分布和结构内力重分布,影响结构的变形、裂缝的出现和发展等使用性能,甚至影响极限承载力。针对这种情况,本文进行了以下研究并得到相关的结论：1.通过对常应力和变应力作用下混凝土应变组成的分析,探讨了利用初应变法来计算混凝土徐变效应,推导出应变增量公式。2.举例计算了单向中心受压构件徐变效应的应力,由计算结果可知,徐变使得单向中心受压构件中混凝土应力减小,钢筋应力增大,表示混凝土所承担的应力转移到钢筋上,实际工程中,验算钢筋应力时应该加以注意。3.进行了对13个不同的叠合梁的基于截面的全过程分析,分析对比了各条曲线,研究结果表明,(1)RPC-NC叠合梁的极限抗弯强度与NC整浇梁的极限荷载相等,应用常用的等效矩形应力图法计算叠合梁的极限抗弯强度,结果与数值计算偏差很小,故利用原有梁构件抗弯强度公式,计算叠合梁的极限抗弯强度是可行的。(2)预制RPC构件的存在仅为提高了整体截面的开裂弯矩,提高程度约为4～5倍。开裂形态既有始于叠合面以上普通混凝土受拉破坏,又有始于叠合梁底部RPC受拉破坏两种,为了更好地利用RPC的耐久性及抗拉强度,建议使用约为全梁高度一半作为预制RPC构件的高度。4.将规范给出的徐变系数进行最小二乘法拟合,拟合成三项指数式,结果表明,三项指数式与多系数乘积式契合度良好。5.通过对叠合梁考虑收缩、或考虑徐变以及同时考虑徐变与收缩三种情况下的应力分析,研究结果表明,徐变和收缩对于受拉区活性粉末混凝土和受拉钢筋的应力影响较大,使二者的应力都有不同程度上的增加,在设计和验算时候要尤为注意。6.通过叠合梁收缩徐变效应的长期挠度、长期刚度和开裂弯矩的计算,结合普通梁的计算结果,研究结果表明,(1)叠合梁的短期刚度要大于普通混凝土梁,短期挠度小于普通混凝土梁,但是上下叠合截面不同的收缩徐变特性,导致它的长期挠度增大系数要大于普通混凝土梁,其值接近大20%,虽然如此,叠合梁的最终挠度还是小于普通土梁。(2)收缩徐变能使叠合梁的开裂弯矩减小,但是减小的最终开裂弯矩值仍然大于普通混凝土梁的开裂弯矩,这也从侧面保证了新型叠合梁能够有效地提高开裂弯矩。7.通过影响收缩徐变的因素进行对比分析,结果表明,RPC高度、混凝土等级以及配筋率对于收缩徐变都有着不同程度的影响。RPC高度越高,混凝土强度等级越高,配筋率越高,最终的挠度越小,长期挠度发展增大系数也越小。RPC高度和混凝土强度对于收缩徐变的发展影响较大,在设计中要尤为注意。8.对设计中长期挠度预测方法进行优化,提出多参数修正系数法,对各影响因子作多元线性回归,推导得到各系数表达式,其预测结果与模型实际结果相近。

关键词：活性粉末混凝土组合构件收缩徐变影响因素

Cu-La2O3复合材料的制备及摩擦磨损性能研究

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Cu-La2O3复合材料的制备及摩擦磨损性能研究

作者：郑润国燕山大学

学位级别：硕士

高强高导材料在机械、航空航天等行业有着极为广泛的用途,如电力机车受电弓、电磁发射装置轨道材料、电刷等,它们要求材料不仅具有高导电性,而且要具有较高的耐磨性。由于纯铜是传统的高导电材料,但其强度低耐热性差,大大限制了其应用... 详细信息

高强高导材料在机械、航空航天等行业有着极为广泛的用途,如电力机车受电弓、电磁发射装置轨道材料、电刷等,它们要求材料不仅具有高导电性,而且要具有较高的耐磨性。由于纯铜是传统的高导电材料,但其强度低耐热性差,大大限制了其应用范围。本文采用内氧化结合热挤压的方法制备出了高导电高耐磨性的Cu-La2O3复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射分析仪(XRD)等微观手段,系统研究了载荷、滑动速度和电流等对Cu-La2O3复合材料摩擦磨损行为的影响,揭示了摩擦副的磨损机制,为高性能耐磨铜基复合材料的应用提供理论与实验依据。通过对不同La2O3含量的复合材料性能测试,系统研究了压制压力、烧结温度和增强体含量对材料物理性能和力学性能的影响。研究结果表明Cu-1.3wt%La2O3复合材料的硬度和导电率在900℃时达到峰值;当温度进一步升高时,由于烧结体内颗粒长大,使材料性能下降。随La2O3含量的增加,复合材料的硬度和拉伸强度升高,而导电率降低,当La2O3质量含量超过1%时,导电率低于80%IACS。对不同电流、载荷和速度条件下复合材料的摩擦磨损行为进行了研究。载流条件下,磨损率均随载荷的增加出现先降低而后增加的“U”型变化趋势。随着滑动速度的增加,最佳载荷相应的降低,此现象未见文献报道。电流、速度、载荷和距离等的综合作用使基体材料软化,磨损损失增大。Cu-La2O3复合材料在低载荷,高滑动速度和电流条件下的磨损形貌以电弧烧蚀、液滴飞溅和塑性变形为主要特征。在摩擦热、焦耳热及电弧热的共同作用下接触区内的接触点熔融甚至蒸发,并在摩擦副之间发生材料转移。磨损过程为氧化磨损、磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和电弧烧蚀等多种磨损机制共同作用的结果。研究了Cu-La2O3复合材料的高速摩擦磨损行为。结果表明:随着La2O3含量的增加,复合材料的磨损率降低。La2O3的加入不仅提高了复合材料的耐磨性,而且延缓了严重磨损的发生。在复合材料的轻微磨损阶段,机械混合层的形成与部分破裂导致的氧化磨损和磨粒磨损为主要的磨损机制;在严重磨损阶段,剥层磨损和粘着磨损成为主要的磨损机制,复合材料磨损表面具有划痕、塑性变形、粘着等主要特征。磨损过程包括材料转移、亚表层塑性变形及磨屑与磨损表面的机械混合等。研究了机械混合层对复合材料摩擦磨损行为的影响。结果发现:机械混合层的形成率和断裂率决定了复合材料的磨损行为,它存在于整个的轻微磨损阶段。随着载荷的增加,机械混合层的硬度和厚度均增大。不同La2O3含量的复合材料其磨损率发生突变的临界载荷随着机械混合层厚度的增加而增大,但随机械混合层硬度增大而减小,硬度大而薄的机械混合层具有大的转变载荷。研究了真空及低温条件下Cu-La2O3复合材料的摩擦磨损行为。随着滑动距离的增加,首先摩擦系数急剧升高出现摩擦系数的最高值,而后降低并在一定的范围内波动。随着载荷的增加,不同滑动速度下的磨损率均呈现出增加的趋势。当超过一定的滑动速度时,磨损率将发生突变,且随载荷的增加,发生突变所对应的速度减小。Cu-La2O3复合材料在真空中的磨损机制主要为粘着磨损。复合材料磨损表面具有犁沟、塑性变形和粘着等特征。轴承钢上存在大量的粘着转移物,形成明显的材料转移层,在真空磨损过程中,复合材料与转移层之间存在材料间的相互转移。

关键词：铜基复合材料摩擦磨损载流电弧真空环境低温

Cu-La_2O_3复合材料的摩擦磨损特性

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稀有金属材料与工程 2010年第A1期39卷 293-295页

作者：郑润国战再吉王文魁燕山大学河北秦皇岛066004

采用内氧化法制备Cu-La2O3复合材料。以该复合材料为销试样,轴承钢为盘试样,进行载流条件下的高速摩擦磨损试验,并对销试样摩擦表面进行微观形貌分析。结果表明:在试验条件下,Cu-La2O3复合材料的磨损率随电流的增加而增大,随载荷增加先... 详细信息

采用内氧化法制备Cu-La2O3复合材料。以该复合材料为销试样,轴承钢为盘试样,进行载流条件下的高速摩擦磨损试验,并对销试样摩擦表面进行微观形貌分析。结果表明:在试验条件下,Cu-La2O3复合材料的磨损率随电流的增加而增大,随载荷增加先降低后增加。复合材料的干滑动摩擦磨损机制主要是磨粒磨损、粘着磨损及电弧侵蚀磨损。

关键词： Cu-La2O3复合材料电流磨损率磨损机制

8YSZ双层热障涂层缺陷演变与微裂纹水浸超声宏观检测

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无机材料学报 2019年第12期34卷 1265-1271页

作者：王林丁坤英林小娉李泽郑润国杨连威东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 中国民航大学理学院天津300300 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院秦皇岛066004

采用PASCAN-64型水浸超声设备并配合扫描电镜对8wt%Y2O3-ZrO2(8YSZ)双层热障涂层热震过程中内部组织结构演变进行了检测。结果表明,当超声波从垂直陶瓷层方向入射至粘结层反射所获得的回波信号影像主要反映了陶瓷层组织结构演变,从垂直... 详细信息

采用PASCAN-64型水浸超声设备并配合扫描电镜对8wt%Y2O3-ZrO2(8YSZ)双层热障涂层热震过程中内部组织结构演变进行了检测。结果表明,当超声波从垂直陶瓷层方向入射至粘结层反射所获得的回波信号影像主要反映了陶瓷层组织结构演变,从垂直基底方向入射至粘接层/陶瓷层界面处反射所获得的回波信号影像主要反映了热生长氧化物层组织结构演变,从垂直陶瓷层方向透射整个试片所获得的回波信号影像综合反映了整个涂层组织结构演变。当陶瓷层中均匀分布着孔隙率44%、最大横向尺寸>100μm的孔隙以及热生长氧化物层主要为具有稀疏结构且厚度>5.2μm的Cr、Co氧化物时,回波信号的幅值dB>0的区域连接成片,则预示着涂层即将失效或已失效。可见,水浸超声技术能够较准确地反映热障涂层内部组织结构演变,是一种较好的热障涂层内部缺陷的无损检测方法。

关键词：热障涂层热生长氧化物结构演变水浸超声宏观检测

Tribological properties of Cu-La_2O_3 composite under different electrical currents

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Journal of Rare Earths 2011年第3期29卷 247-252页

作者：郑润国战再吉王文魁 State Key Laboratory of Metastable Materials Science&Technology School of Science&TechnologyYanshan University

A new type of Cu-La2O3 composite was fabricated by internal oxidation method using powder *** wear behavior of the Cu-La2O3 composite was studied on a pin-on-disc wear tester under various electrical currents and applied *** worn surfaces were characterized using scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy to probe the wear *** results indicated that applied load had a significant effect on the wear rate of the Cu-La2O3 composite *** wear rate displayed the minimum value at the load of 50 N during electrical sliding *** corresponding wear mechanism was identified to be adhesive wear,abrasive wear,oxidation wear and arc erosion.

关键词： sliding wear electrical contacts arc discharge rare earths

Investigation on the modification behavior of A356 alloy inoculated with a Sr-Y composite modifier

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Journal of Rare Earths 2013年第2期31卷 204-208页

作者：董允郑润国林小娉叶杰孙岭 School of Materials and Metallurgy Northeast University BERIS Engineering and Research Corporation QHD branch

In the present paper, differential scanning calorimetry （DSC）, scanning electron microscopy （SEM）, and X-ray diffraction （XRD） were used to examine the effects of a Sr-Y composite modifier on the microstructure of A356 alloy. After adding Y to A356, YAl 3 compounds formed, and the size of the α （Al） crystal nucleus increased. The degree of supercooling caused by Sr-Y composite modifier was higher than Sr modification by 2.7 °C, leading to an increased nucleation rate. This increase in supercooling temperature was favorable to the refinement of eutectic structure of the alloy and its eutectic reaction was delayed to the maximum extent. The Si phase in the as-cast Sr-Y composite-modified A356 alloy was either granular or flaky. No large flakes of eutectic Si were found, and the modification effects were completely comparable with those obtained using a lone Sr modifier. After T6 heat treatment, most of the eutectic Si showed a grain-like shape with smaller grains. No eutectic Si with long-strip shapes, significant enhancements in the particle roundness and evenness of the Si crystals, and increased globosity were observed. Both the roundness and evenness of the grained Si crystals were enhanced, and the amount of globular eutectic Si available increased, these findings showed that excellent modification effects were achieved.

关键词： eutectic Si composite modifier degree of supercooling rare earths

基于“三全育人”的本科生导师制教学模式优化

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大学 2022年第5期 61-64页

作者：王志远王丹郑润国东北大学秦皇岛分校

为了贯彻落实“三全育人”教育理念，以“立德树人”为本质的课程思政教育理念和以“因材施教、个性化培养”为目标的导师制人才培养模式备受高校关注。东北大学秦皇岛分校功能材料专业依托“三全育人”综合改革试点，基于课程思政教育... 详细信息

为了贯彻落实“三全育人”教育理念，以“立德树人”为本质的课程思政教育理念和以“因材施教、个性化培养”为目标的导师制人才培养模式备受高校关注。东北大学秦皇岛分校功能材料专业依托“三全育人”综合改革试点，基于课程思政教育理念，对导师制人才培养模式进行了深入探索与初步实践，旨在建立并完善“思政—导师制”相结合的新型教育体系，改进高校对本科生的思想政治工作，全面落实立德树人根本任务。

关键词：三全育人课程思政导师制立德树人

Microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第2期24卷 310-315页

作者：董允林小娉叶杰郑润国何娜东北大学材料与冶金学院沈阳110819

The microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy was investigated by TEM and HRTEM. The results show that the hardening produced in the Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy is considerably higher than that in the Mg-8Zn-4A1 alloy. A dense dispersion of disc-like Ca2Mg6Zn3 precipitates are formed in Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy aged at 160 ℃ for 16 h. In addition, the lattice distortions, honeycomb-looking Moir＆#233; fringes, edge dislocations and dislocation loop also exist in the microstructure. The precipitates of alloy aged at 160 ℃ for 48 h are coarse disc-like and fine dispersed grainy. When the alloy is subjected to aging at 160 ℃ for 227 h, the microstructure consists of numerous MgZn2 precipitates and Ca2Mg6Zn3 precipitates. All the analyses show that Ca is a particularly effective trace addition in improving the age-hardening and postponing the formation of MgZn2 precipitates in Mg-8Zn-4Al alloy aged at 160 ℃.

关键词： Mg-8Zn-4Al-1 Ca alloy age hardening Ca2Mg6Zn3 Moire fringe