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混氢天然气输氢技术研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2021年第1期52卷 31-43页

作者：周承商黄通文刘煌刘咏中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

混氢天然气输氢技术是近年发达国家提出的氢气输送新方案。该技术利用现有的天然气管道设施,避免庞大的输氢管网建设投资,可望解决氢气规模化运输的难题。本文对混氢天然气技术的概念及其特点和关键技术问题进行介绍,并对相关技术包括... 详细信息

混氢天然气输氢技术是近年发达国家提出的氢气输送新方案。该技术利用现有的天然气管道设施,避免庞大的输氢管网建设投资,可望解决氢气规模化运输的难题。本文对混氢天然气技术的概念及其特点和关键技术问题进行介绍,并对相关技术包括氢气制备、管道改造、氢气分离、混氢天然气的使用进行综述。最后,对混氢天然气输氢的前景进行展望,并总结混氢天然气输氢需要解决的相关问题。

关键词：混氢天然气制氢技术管道运输氢气分离燃料电池

BCC型V-Ti-M(M=V,Ti,Cr或Zr)合金氢气压缩性能研究

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功能材料 2022年第6期53卷 6006-6013页

作者：高云鹤李珂刘煌周承商中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

金属氢化物氢压缩技术具有安全、无活动部件、可利用低品废热等优点,但该技术对储氢合金的吸放氢平台压力、平台斜度和滞后效应等性能有较高的要求。研究了合金元素对BCC型V基合金氢压缩性能的影响,采用电弧熔炼法制备了V_(75)Ti_(20)M_... 详细信息

金属氢化物氢压缩技术具有安全、无活动部件、可利用低品废热等优点,但该技术对储氢合金的吸放氢平台压力、平台斜度和滞后效应等性能有较高的要求。研究了合金元素对BCC型V基合金氢压缩性能的影响,采用电弧熔炼法制备了V_(75)Ti_(20)M_(5)(M=V、Ti、Cr、Zr)氢压缩合金,利用体积吸附法测定合金的PCT曲线和动力学性能,计算PCT曲线的平台斜度、滞后效应、氢压缩比及氢反应速率,比较合金的氢压缩性能。结果表明:V_(75)Ti_(20)Cr_(5)合金的可逆储氢量为1.05%(质量分数),相比于V_(75)Ti_(25)合金,其氢压缩速率显著提升;而V_(75)Ti_(20)Zr_(5)合金的可逆储氢量、氢压缩比和氢压缩速率均明显降低。

关键词：氢压缩 V基合金储氢合金

烧结温度对高速钢颗粒增强钛基复合材料组织与性能的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2019年第1期24卷 68-74页

作者：曾晗吴宏周承商刘咏刘彬中南大学粉末冶金研究院长沙410083

以M2型高速钢颗粒为增强体,采用放电等离子烧结技术,在850～1 000℃温度下制备高速钢颗粒增强钛基复合材料,研究烧结温度对复合材料显微组织以及硬度与摩擦性能的影响。结果表明,高速钢颗粒与钛基体的界面过渡层未发现孔洞或Ti-Fe金属... 详细信息

以M2型高速钢颗粒为增强体,采用放电等离子烧结技术,在850～1 000℃温度下制备高速钢颗粒增强钛基复合材料,研究烧结温度对复合材料显微组织以及硬度与摩擦性能的影响。结果表明,高速钢颗粒与钛基体的界面过渡层未发现孔洞或Ti-Fe金属间化合物,材料的最高致密度达到96.8%。在850℃的烧结温度下,高速钢颗粒周围析出一层碳化物,随烧结温度升高,碳化物因C的扩散而消失,高速钢颗粒中的W、Mo在高速钢颗粒周围富集。高速钢颗粒与钛基体的界面处硬度较高,1 000℃下钛基体的硬度(HV)达426.9。高速钢颗粒的添加有利于改善钛的摩擦性能,高速钢颗粒增强钛基复合材料的磨损方式以黏着磨损为主。随烧结温度升高,材料的硬度逐渐升高且耐磨性增强。

关键词：钛基复合材料高速钢放电等离子烧结显微结构摩擦性能

挤出式3D打印工艺制备WC-10Co硬质合金的显微结构与力学性能

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粉末冶金材料科学与工程 2023年第2期28卷 141-150页

作者：祝贤智成会朝周承商刘咏中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

传统方法制备复杂构件的硬质合金产品难度大,成本高,影响了硬质合金的持续发展。采用挤出式3D打印成形硬质合金打印样,经溶剂脱脂、热脱脂和气压烧结制备WC-10Co硬质合金样品,研究打印参数、脱脂工艺和烧结温度对样品的显微组织与力学... 详细信息

传统方法制备复杂构件的硬质合金产品难度大,成本高,影响了硬质合金的持续发展。采用挤出式3D打印成形硬质合金打印样,经溶剂脱脂、热脱脂和气压烧结制备WC-10Co硬质合金样品,研究打印参数、脱脂工艺和烧结温度对样品的显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用不同的喷嘴尺寸,可调节打印样的表面粗糙度与尺寸精度,使用溶剂-热脱脂两步法脱脂后脱脂坯形状与尺寸稳定,烧结后该合金的组织分布均匀,在1450℃烧结后合金硬度为87.3 HRA,抗弯强度超过3500 MPa,性能媲美常规粉末冶金方法制备的合金。

关键词：硬质合金挤出式3D打印溶剂脱脂抗弯强度硬度

PMMA表面包覆LaNi_(5)合金粉末的储氢性能

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粉末冶金材料科学与工程 2022年第6期27卷 595-600页

作者：李珂高云鹤黄通文周承商中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

LaNi_(5)储氢合金粉末易氧化,严重影响其储氢性能。本文采用溶液浸渍法将聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meth acrylate,PMMA)对LaNi_(5)合金粉末进行表面包覆改性,研究粉末的微观形貌、储氢性能和抗氧化性能。结果表明,空气氧化后,PMMA... 详细信息

LaNi_(5)储氢合金粉末易氧化,严重影响其储氢性能。本文采用溶液浸渍法将聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meth acrylate,PMMA)对LaNi_(5)合金粉末进行表面包覆改性,研究粉末的微观形貌、储氢性能和抗氧化性能。结果表明,空气氧化后,PMMA包覆LaNi_(5)合金的储氢量保持在1.29%(质量分数),而LaNi_(5)合金的储氢量仅为1.15%。对比未包覆的LaNi_(5)合金,PMMA包覆LaNi_(5)合金在空气氧化后仍保持较好的吸放氢动力学性能和储氢量,且具备良好的循环稳定性。因此,PMMA包覆LaNi_(5)合金可减缓合金在空气中的氧化反应,改善合金的抗氧化性能,有利于合金的应用和储氢安全性。

关键词： LaNi_(5)合金抗氧化性能 PMMA 包覆合金粉末

国际合作模式下研究生创新型人才培养——中南大学材料学科研究生国际合作培养的实践

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创新与创业教育 2021年第1期12卷 67-71页

作者：周承商刘咏中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

创新型人才在提高我国科技创新能力、服务经济社会发展方面发挥着重要作用。我国的研究生教育肩负着国家高层次人才培养和科技创新的重要使命。提出高校要通过推动国际科研项目合作、开设国际师资课程、邀请外国专家访学等国际合作模式... 详细信息

创新型人才在提高我国科技创新能力、服务经济社会发展方面发挥着重要作用。我国的研究生教育肩负着国家高层次人才培养和科技创新的重要使命。提出高校要通过推动国际科研项目合作、开设国际师资课程、邀请外国专家访学等国际合作模式来加强创新型研究生培养。中南大学粉末冶金研究院针对材料学科研究生创新型人才的培养,积极展开国际合作培养模式的探索与实践,取得了显著的效果。

关键词：国际合作研究生教育创新型人才培养

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自蔓延高温合成WC粉末的结晶行为

粉末冶金材料科学与工程 2022年第6期27卷 630-637页

作者：高雨阳刘咏陈刚唐啸天周承商中南大学粉末冶金研究院长沙410083 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

以黑钨矿(Fe(Mn)WO_(4))、黄钨(WO_(3))、电石(CaC_(2))和高纯铝粉为主要原料,采用自蔓延高温合成法(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)制备单晶WC粉末,研究添加铝热剂(Fe_(3)O_(4)-Al混合物,n(Fe_(3)O_(4)):n(Al)=3:8)、原料预热和投料量对WC粉末粒度和形貌特征的影响。结果表明:用SHS法制备的WC粉末晶型完整;添加铝热剂会生成大量Fe3W3C相,导致WC粉末的纯度降低;对坩埚内的原料粉末预热会使WC晶粒充分生长,WC粉末粒度增大,同时WC晶粒形貌由球形转变为多边形;增加反应物料投料量会使WC粉末粒径增大,粉末形貌由球形转变为多边形。

关键词：自蔓延高温合成铝热剂原料粉末预热反应物料投料量 WC粉末晶型 WC粉末粒度

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旋锻钨合金的残余应力及动态力学性能

粉末冶金材料科学与工程 2021年第5期26卷 404-411页

作者：林泽华康俊周永贵周承商闫文敏中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 深圳市注成科技股份有限公司深圳518100 中国兵器工业第208研究所瞬态冲击技术重点实验室北京102202

以W、Ni、Fe粉末为原料,采用冷等静压成形和真空烧结工艺制备成分为95W-3.5Ni-1.5Fe的钨合金,然后进行变形量分别为15%、30%和40%的旋锻变形,利用扫描电镜观察、电子背散射衍射分析、X射线衍射分析、霍普金森压杆(SHPB)及实弹靶试等手... 详细信息

以W、Ni、Fe粉末为原料,采用冷等静压成形和真空烧结工艺制备成分为95W-3.5Ni-1.5Fe的钨合金,然后进行变形量分别为15%、30%和40%的旋锻变形,利用扫描电镜观察、电子背散射衍射分析、X射线衍射分析、霍普金森压杆(SHPB)及实弹靶试等手段分析和测试合金的微观组织、动态力学性能和应力分布。结果表明:钨合金经旋锻变形后,钨颗粒被拉长,从球状变为橄榄状。经过40%变形量的旋锻加工,钨合金的静态抗拉强度与硬度(HRC)分别从983 MPa与28.9提升至1 434 MPa与46.1,伸长率从11.9%下降至4.6%。合金内部存在残余压应力,主要分布在钨颗粒与颗粒之间,以及Ni-Fe黏结相中。旋锻钨合金在应变速率约为1.2×10^(3)s^(-1)下冲击时具有较高的应变率,为4.9%,且在侵彻钢靶时表现出"自锐"性。

关键词： W-Ni-Fe合金旋锻变形动态力学性能绝热剪切微观组织残余应力

纳米Y_(2)O_(3) 对97W-2Ni-Fe 合金组织与性能的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2021年第2期26卷 117-124页

作者：康俊林泽华周永贵刘方舟周承商闫文敏深圳市注成科技股份有限公司深圳518100 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中国兵器工业第208研究所瞬态冲击技术重点实验室北京102202

以W、Ni、Fe元素粉末和纳米Y_(2)O_(3)粉末为原料,制备97W-2Ni-1Fe和96.5W-2Ni-Fe-0.5Y_(2)O_(3)钨合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段进行表征,并结合黏结相的面积分数和W晶粒接触度的分析,研究烧结温度与添加纳米Y_(2)O_(3)... 详细信息

以W、Ni、Fe元素粉末和纳米Y_(2)O_(3)粉末为原料,制备97W-2Ni-1Fe和96.5W-2Ni-Fe-0.5Y_(2)O_(3)钨合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段进行表征,并结合黏结相的面积分数和W晶粒接触度的分析,研究烧结温度与添加纳米Y_(2)O_(3)对高密度钨合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:随烧结温度升高,钨合金的晶粒尺寸和力学性能明显增加。在1510℃(液相)烧结温度下,添加纳米Y_(2)O_(3)使钨晶粒尺寸从21.6μm减小至7.8μm,黏结相的面积分数从4.45%增加至5.35%,接触度为0.67,合金力学性能显著提升,抗拉强度达到611 MPa,硬度(HRC)为40.1。96.5W-2Ni-Fe-0.5Y_(2)O_(3)合金的拉伸断裂形态为黏结相的撕裂和少量W晶粒解理断裂,添加纳米Y_(2)O_(3)使得黏结相撕裂的比例增加。

关键词： W-Ni-Fe合金纳米Y_(2)O_(3) 显微组织力学性能断裂形态