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高强韧高熵合金的变形行为研究进展

材料导报 2023年第20期37卷 165-174页

作者：黄留飞孙耀宁新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830017

高熵合金的提出为传统合金领域的发展开辟了一条新的途径。基于独特的合金设计理念实现多原子化学长程无序的简单晶体结构,从而使高熵合金具有显著的物化性能。通常,金属结构材料的强硬度和塑韧性是一个此消彼长的关系,“强”和“韧”... 详细信息

高熵合金的提出为传统合金领域的发展开辟了一条新的途径。基于独特的合金设计理念实现多原子化学长程无序的简单晶体结构,从而使高熵合金具有显著的物化性能。通常,金属结构材料的强硬度和塑韧性是一个此消彼长的关系,“强”和“韧”不能协同的问题是阻碍金属材料无法应用严苛使役环境的重要因素,也是限制传统金属材料发展的瓶颈问题。近几年来,高熵合金的强韧化研究取得了重要进展,并陆续报道出了几类具有不同微观结构及变形行为的高强韧高熵合金。本文综述了几类高强韧高熵合金的微观结构、力学性能与变形机制,讨论了高强韧高熵合金软硬相交互作用、纳米沉淀粒子、异质结构以及化学“序”与变形行为之间的关系,展望了高强韧高熵合金未来的发展趋势。

关键词：高熵合金微观结构力学性能变形行为

激光3D打印AlCoCrFeNi系高熵合金的组织与性能研究

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激光3D打印AlCoCrFeNi系高熵合金的组织与性能研究

作者：黄留飞新疆大学

学位级别：硕士

激光3D打印技术为高熵合金复杂构件的均匀化制备提供了一种新的技术方案,拥有“近净成形”、加工精度高、加工柔性高、材料利用率高等技术优势,可直接制备出具有非平衡凝固组织特征的高熵合金材料。以Co Cr Fe Ni为代表的面心立方(FCC)... 详细信息

激光3D打印技术为高熵合金复杂构件的均匀化制备提供了一种新的技术方案,拥有“近净成形”、加工精度高、加工柔性高、材料利用率高等技术优势,可直接制备出具有非平衡凝固组织特征的高熵合金材料。以Co Cr Fe Ni为代表的面心立方(FCC)结构的高熵合金具有优异的激光立体成形性能,但是通过激光3D打印制备得到的Co Cr Fe Ni高熵合金往往表现出较低的室温屈服强度。因此,提升FCC结构高熵合金激光3D打印样品的综合力学性能已成为该领域的研究热点。本文在Co Cr Fe Ni高熵合金中逐渐添加Al元素,从而在合金组织结构中引入硬质BCC相,探究激光3D打印AlCo Cr Fe Ni系高熵合金组织与性能的演变规律;在此研究基础上,将兼顾强塑性的共晶组织引入到合金组织结构中,通过激光3D打印技术制备出了AlCoCrFeNii共晶高熵合金材料,研究了其组织结构与力学性能,并与铸态样品做了对比分析。激光熔化沉积(LMD)技术制备AlCo Cr Fe Ni系高熵合金的组织与力学性能研究。结果表明:在定向凝固条件下CoCrFeNi高熵合金的非平衡凝固组织表现为外延生长的粗大柱状晶,随着Al元素的添加,这种外延生长的晶粒形态发生改变,Al合金的非平衡凝固组织表现为细小的柱状晶和等轴晶;随着合金中Al含量的增多,在背散射电子形貌图中观察到BCC相优先在晶界和枝晶界析出并长大,合金的组织结构由FCC结构向BCC结构转变,元素分布图显示FCC相富集Fe、Co、Cr元素,BCC相富集Al、Ni元素;拉伸和压缩室温应力应变曲线显示出Co Cr Fe Ni高熵合金具有高的延展性和较低的屈服强度,随着Al含量的不断增多,合金的屈服强度和断裂强度逐渐升高,延展性不断降低。激光熔化沉积技术制备AlCoCrFeNii共晶高熵合金的组织与力学性能研究。结果表明:AlCoCrFeNii共晶高熵合金具有优异的激光3D打印成形能力,制备出来的合金样品呈现金属光泽,表面无明显缺陷,该合金微观结构由交替分布、伴生生长的双相(FCC+B2)片层状共晶组织组成;相比于铸造样品,LMD样品具有更为均匀且细小的片层状共晶组织(铸造样品片层厚度约为1～3μm,LMD样品片层厚度为0.5～1.5μm);基于这种独特的微观组织结构,AlCoCrFeNii共晶高熵合金表现出了高强高塑的综合拉伸力学性能,这是由于在变形过程中,FCC/B2半共格相界可以使FCC相中的一部分位错发生钉扎效应而另一部分位错则可以通过相界继续向B2相中传递;LMD样品相比于铸造样品具有更为细小的共晶组织,因此在单位面积内包含更多的半共格相界,从而使得AlCoCrFeNii共晶高熵合金的抗拉强度和断裂延伸率得到了同时提升。综上,本研究采用激光3D打印技术成功制备了AlCoCrFeNii系高熵合金样品,并对其微观组织与力学性能做了系统研究,这为制备具有高强高塑性能的高熵合金提供了新的途径和技术路线。

关键词：激光3D打印共晶高熵合金微观结构力学性能

激光熔化沉积AlCoCrFeNi_(2.5)高熵合金的组织与力学性能研究

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中国激光 2021年第6期48卷 97-104页

作者：黄留飞孙耀宁季亚奇吴昌贵乐国敏刘学李晋锋新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047 中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907 四川大学物理学院四川成都610064

采用激光熔化沉积法制备AlCoCrFeNi_(2.5)高熵合金,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、电子背散射衍射技术和力学拉伸测试研究合金的凝固组织、元素分布和力学性能。研究结果表明,通过激光熔化沉积法制备的AlCoCrFeNi_(2.5)高... 详细信息

采用激光熔化沉积法制备AlCoCrFeNi_(2.5)高熵合金,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、电子背散射衍射技术和力学拉伸测试研究合金的凝固组织、元素分布和力学性能。研究结果表明,通过激光熔化沉积法制备的AlCoCrFeNi_(2.5)高熵合金的微观组织为外延生长的柱状枝晶,其由一次和二次枝晶干处的面心立方(FCC)相与枝晶间隙处的体心立方(BCC)相组成。拉伸结果表明,在激光沉积方向,合金的抗拉强度达到1428 MPa,延伸率为25.8%。断口形貌显示出在FCC相区域观察到了大量的滑移轨迹,而位于枝晶间隙处的硬质BCC相能够有效阻碍滑移的扩展,使得FCC相中的位错密度进一步提高。拉伸变形过程中,合金内部组织中的FCC相与BCC相的耦合协同作用,可以促使AlCoCrFeNi_(2.5)高熵合金表现出优异的综合力学性能。

关键词：材料激光熔化沉积高熵合金微观组织拉伸性能

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激光熔覆技术制备高熵合金涂层研究进展

激光与光电子学进展 2019年第24期56卷 26-33页

作者：黄留飞孙耀宁王国建新疆大学机械工程学院

多主元高熵合金的发现打破了传统多组元合金中存在复杂金属间化合物的桎梏,利用其特有的高熵效应可以生成简单且综合性能优异的相结构。基于该特性,高熵合金具有优异的力学性能、高温性能和耐腐蚀性能等。介绍了高熵合金的成分调控,综... 详细信息

多主元高熵合金的发现打破了传统多组元合金中存在复杂金属间化合物的桎梏,利用其特有的高熵效应可以生成简单且综合性能优异的相结构。基于该特性,高熵合金具有优异的力学性能、高温性能和耐腐蚀性能等。介绍了高熵合金的成分调控,综述了激光熔覆技术制备高硬度、热稳定及抗高温氧化、耐腐蚀、耐磨损高熵合金涂层的研究现状,展望了激光熔覆高熵合金涂层的发展前景。

关键词：激光技术激光熔覆高熵合金涂层成分调控

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菌酶协同发酵对青稞秸秆营养品质的影响

饲料研究 2024年 117-123页

作者：王廷艳白国明侯留飞黄世斌王轲青海省饲草料技术推广站门源回族自治县农村经济经营服务站

试验旨在探究菌酶协同发酵对青稞秸秆营养价值的改善效果。试验采用单因素分析法设定C1对照组（不添加菌酶）、C2组（复合酶）、C3组（单菌+复合酶）、C5～C7组（双菌+复合酶）和C8～C10组（三菌+复合酶），以青稞秸秆为原料，以植物乳... 详细信息

试验旨在探究菌酶协同发酵对青稞秸秆营养价值的改善效果。试验采用单因素分析法设定C1对照组（不添加菌酶）、C2组（复合酶）、C3组（单菌+复合酶）、C5～C7组（双菌+复合酶）和C8～C10组（三菌+复合酶），以青稞秸秆为原料，以植物乳杆菌、布氏乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌、黑曲霉为发酵菌种，以纤维素酶+木聚糖酶+果胶酶+漆酶为复合酶，并添加适量的葡糖糖粉+麸皮+菜粕为辅料，经袋装厌氧发酵后通过品质化验、养分变化及体外发酵参数等数据来筛选适宜青稞秸秆的最佳发酵组合。结果显示，菌酶协同发酵可提高青稞秸秆的发酵品质，C6组的发酵效果相对最好，与C1组和C2组相比，C6组的粗蛋白质含量提高12.80%和12.53%，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素含量分别降低0.65%、34.83%、64.85%和0.78%、36.59%、64.10%，干物质体外降解率提高14.96%和9.61%，微生物菌体蛋白含量提高71.46%和21.33%，氨态氮含量增加43.32%和19.31%，总挥发性脂肪酸含量增加9.63%和7.26%。研究表明，菌酶协同发酵可改善青稞秸秆营养价值，提高体外消化率，且复合酶+植物乳杆菌+酿酒酵母发酵效果较佳。

关键词：青稞秸秆菌酶协同生物发酵营养品质

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基于元学习的结构损伤定位与量化

中国公路学报 2024年

作者：王磊黄杜康马亚飞黄可长沙理工大学土木工程学院

针对现有基于深度神经网络的结构损伤识别方法需要大量标记数据的不足，本文提出了一种基于元学习的结构损伤定位和量化方法。首先，基于人工神经网络建立结构损伤定位和量化模型，学习结构模态参数（频率、振型）与刚度参数之间的非线... 详细信息

针对现有基于深度神经网络的结构损伤识别方法需要大量标记数据的不足，本文提出了一种基于元学习的结构损伤定位和量化方法。首先，基于人工神经网络建立结构损伤定位和量化模型，学习结构模态参数（频率、振型）与刚度参数之间的非线性映射关系；其次，利用模型无关元学习方法训练损伤定位和量化模型，优化人工神经网络的初始权值参数，以提升损伤定位和量化模型在少量数据下的泛化性能；最后，在少量模态数据下基于训练模型进行快速学习，实现结构损伤的定位与量化。本文方法利用模型无关元学习训练策略获取先验知识，可在少量训练数据条件下加速新结构损伤定位和量化任务的学习过程。采用3跨桥梁数值算例和Z24桥工程实例验证所提方法的有效性。结果表明：在少量模态数据下，本文方法能有效且准确地定位和量化结构损伤。与传统的人工神经网络方法和迁移学习方法相比，本文方法具有更快的收敛速度和更高的识别精度。

关键词：桥梁工程损伤定位和量化元学习模态数据健康监测人工神经网络

基于贝叶斯滤波框架的多类型异常监测数据在线诊断方法

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工程力学 2024年

作者：黄可肖磊黄杜康马亚飞王磊长沙理工大学土木工程学院长沙理工大学南方地区桥梁长期性能提升技术国家地方联合工程实验室

受恶劣环境、传感器老化和故障等因素影响，土木工程结构健康监测数据易出现异常值，难以客观反映结构的真实服役状态。针对传统异常值离线检测方法存在的检测效率低、主观性强和难以有效识别多类型异常值等问题，提出了一种基于贝叶斯... 详细信息

受恶劣环境、传感器老化和故障等因素影响，土木工程结构健康监测数据易出现异常值，难以客观反映结构的真实服役状态。针对传统异常值离线检测方法存在的检测效率低、主观性强和难以有效识别多类型异常值等问题，提出了一种基于贝叶斯滤波框架的多类型异常监测数据在线诊断方法。该方法利用伯努利概率模型描述监测数据中的多类型异常值，将概率模型参数扩展到结构状态向量中，利用贝叶斯滤波框架在线更新扩展状态向量，从而实现多类型异常数据的在线诊断和修正。采用单自由度系统和三跨桥梁数值模型以及12层钢筋混凝土框架缩尺模型的振动台试验共同验证所提方法的有效性和适用性。研究表明，所提方法不仅能够在线诊断和修正监测系统中的多类型异常数据，同时能够提高结构动力响应重构精度，显著提升健康监测系统中异常数据诊断的时效性。

关键词：结构健康监测异常值检测在线诊断伯努利概率模型贝叶斯框架

基于SSA方法的共模误差提取及其对GNSS垂向坐标时间序列的影响分析

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全球定位系统 2024年第3期49卷 45-50,79页

作者：黄留波广西机电职业技术学院南宁530007

本研究基于德国北部24个GNSS测站8 a的数据,引入奇异谱分析方法(singular spectrum analysis,SSA),提出一种顾及不同残差子分量互相关性及子分量贡献率的共模误差(common mode error,CME)识别方法.探讨了CME对GNSS坐标时间序列噪声和参... 详细信息

本研究基于德国北部24个GNSS测站8 a的数据,引入奇异谱分析方法(singular spectrum analysis,SSA),提出一种顾及不同残差子分量互相关性及子分量贡献率的共模误差(common mode error,CME)识别方法.探讨了CME对GNSS坐标时间序列噪声和参数估计的影响.通过与主成分分析(principal component analysis,PCA)方法的对比发现,提出的新方法与PCA方法提取的CME结果非常接近,证实了新方法的可行性.GNSS的CME序列主要包含白噪声(white noise,WN)、闪烁噪声(flicker noise,FN)和非整数谱指数幂律噪声(power law noise,PL).在剔除CME后,各测站的WN和有色噪声量级分别平均下降了30.32%和52.61%,说明CME中有色噪声占主导地位.同时,CME改正后,坐标的周年周期和半年周期振幅均有所减小,参数拟合的均方根误差(root mean squared error,RMSE)降低了16.7%.综上所述,新方法在提高GNSS坐标时间序列质量方面具有重要实际意义.

关键词：共模误差(CME) GNSS 奇异谱分析噪声主成分分析(PCA)

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支持商密SM9算法框架的多因素认证方案

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2137-2148页

作者：朱留富汪定南开大学网络空间安全学院天津300350 天津市网络与数据安全技术重点实验室天津300350 数据与智能系统安全教育部重点实验室天津300350

无线传感器技术使用公开无线信道且存储和计算资源受限,这使其容易遭受潜在的主动攻击(篡改等)和被动攻击(监听等)。身份认证是保障信息系统安全的第一道防线,如何为无线传感器设备设计多因素认证方案是目前安全协议研究的热点。目前,... 详细信息

无线传感器技术使用公开无线信道且存储和计算资源受限,这使其容易遭受潜在的主动攻击(篡改等)和被动攻击(监听等)。身份认证是保障信息系统安全的第一道防线,如何为无线传感器设备设计多因素认证方案是目前安全协议研究的热点。目前,大多数身份认证方案都基于国外密码标准设计,不符合国家核心技术自主可控的网络空间安全发展战略。商密SM9标识密码算法是中国密码标准,已由ISO/IEC标准化并被广泛使用。因此,该文研究如何在商密SM9标识密码算法框架下,将口令、生物特征以及智能卡相结合来设计多因素身份认证方案,并利用模糊验证技术和蜜罐口令方法增强口令安全。该文在随机谕言模型(Random Oracle Model, ROM)下证明了方案的安全性,并给出启发式安全分析。与相关身份认证方案的对比结果表明,该文提出的身份认证方案在提供安全性的同时能够适用于资源受限的无线传感器网络。

关键词：多因素认证国产密码随机谕言模型