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Multi-layer multi-pass friction rolling additive manufacturing of Al alloy:Toward complex large-scale high-performance components

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2025年第2期32卷 425-438页

作者： Haibin Liu Run hou Chenghao Wu Ruishan Xie Shujun Chen College of Mechanical&Energy Engineering Beijing University of TechnologyBeijing 100124China Chongqing Research Institute of Beijing University of Technology Chongqing 401121China

At present,the emerging solid-phase friction-based additive manufacturing technology,including friction rolling additive man-ufacturing(FRAM),can only manufacture simple single-pass *** this study,multi-layer multi-pass FRAM-deposited alumin-um alloy samples were successfully prepared using a non-shoulder tool *** material flow behavior and microstructure of the over-lapped zone between adjacent layers and passes during multi-layer multi-pass FRAM deposition were studied using the hybrid 6061 and 5052 aluminum *** results showed that a mechanical interlocking structure was formed between the adjacent layers and the adja-cent passes in the overlapped center *** friction and rolling of the tool head led to different degrees of lateral flow and plastic deformation of the materials in the overlapped zone,which made the recrystallization degree in the left and right edge zones of the over-lapped zone the highest,followed by the overlapped center zone and the non-overlapped *** tensile strength of the overlapped zone exceeded 90%of that of the single-pass deposition *** is proved that although there are uneven grooves on the surface of the over-lapping area during multi-layer and multi-pass deposition,they can be filled by the flow of materials during the deposition of the next lay-er,thus ensuring the dense microstructure and excellent mechanical properties of the overlapping *** multi-layer multi-pass FRAM deposition overcomes the limitation of deposition width and lays the foundation for the future deposition of large-scale high-performance components.

关键词： aluminum alloy additive manufacturing solid-state friction stir welding multi-layer multi-pass

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Defect Engineering with Rational Dopants Modulation for High‑Temperature Energy Harvesting in Lead‑Free Piezoceramics

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Nano-Micro Letters 2025年第3期17卷 87-101页

作者： Kaibiao Xi Jianzhe Guo Mupeng Zheng Mankang Zhu Yudong hou Key Laboratory of Advanced Functional Materials Ministry of EducationCollege of Materials Science and EngineeringBeijing University of TechnologyBeijing 100124People’s Republic of China

High temperature piezoelectric energy harvester(HTPEH)is an important solution to replace chemical battery to achieve independent power supply of HT wireless ***,simultaneously excellent performances,including high figure of merit(FOM),insulation resistivity(ρ)and depolarization temperature(Td)are indispensable but hard to achieve in lead-free piezoceramics,especially operating at 250°C has not been reported ***,well-balanced performances are achieved in BiFeO3–BaTiO3 ceramics via innovative defect engineering with respect to delicate manganese *** to the synergistic effect of enhancing electrostrictive coefficient by polarization configuration optimization,regulating iron ion oxidation state by high valence manganese ion and stabilizing domain orientation by defect dipole,comprehensive excellent electrical performances(Td=340°C,ρ250°C>10^(7)Ωcm and FOM_(250°C)=4905×10^(–15)m^(2)N^(−1))are realized at the solid solubility limit of manganese *** HT-PEHs assembled using the rationally designed piezoceramic can allow for fast charging of commercial electrolytic capacitor at 250°C with high energy conversion efficiency(η=11.43%).These characteristics demonstrate that defect engineering tailored BF-BT can satisfy high-end HT-PEHs requirements,paving a new way in developing selfpowered wireless sensors working in HT environments.

关键词： Lead-free piezoceramic Defect engineering Dopants modulation High-temperature Piezoelectric energy harvester

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Low-temperature chlorination roasting technology for the simultaneous recovery of valuable metals from spent LiCoO_(2)cathode material

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2025年第1期32卷 80-91页

作者： Junjie Shi Changle hou Jingjing Dong Dong Chen Jianzhong Li Key Laboratory for Ecological Metallurgy of Multimetallic Mineral(Ministry of Education) Northeastern UniversityShenyang 110819China School of Metallurgy Northeastern UniversityShenyang 110819China

With the continuous increase in the disposal volume of spent lithium-ion batteries(LIBs),properly recycling spent LIBs has become essential for the advancement of the circular *** study presents a systematic analysis of the chlorination roasting kinetics and proposes a new two-step chlorination roasting process that integrates thermodynamics for the recycling of LIB cathode *** activation energy for the chloride reaction was 88.41 kJ/mol according to thermogravimetric analysis–derivative thermogravimetry data obtained by using model-free,model-fitting,and Z(α)function(αis conversion rate).Results indicated that the reaction was dominated by the first-order(F1)model when the conversion rate was less than or equal to 0.5 and shifted to the second-order(F2)model when the conversion rate exceeded *** conditions were determined by thoroughly investigating the effects of roasting temperature,roasting time,and the mass ratio of NH_(4)Cl to LiCoO_(2).Under the optimal conditions,namely 400℃,20 min,and NH_(4)Cl/LiCoO_(2)mass ratio of 3:1,the leaching efficiency of Li and Co reached 99.43% and 99.05%,*** of the roasted products revealed that valuable metals in LiCoO_(2)transformed into CoCl_(2) and ***,the reaction mechanism was elucidated,providing insights for the establishment of a novel low-temperature chlorination roasting technology based on a crystal structure *** technology can guide the development of LIB recycling processes with low energy consumption,low secondary pollution,high recovery efficiency,and high added value.

关键词： spent lithium-ion battery thermodynamics chlorination roasting kinetics circular economy

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琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩发育模式

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沉积学报 2019年第3期37卷 633-647页

作者：吴飘侯读杰甘军丁文静梁刚李兴冯信荦王慧中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中海石油(中国)有限公司湛江分公司南海西部石油研究院广东湛江524057 中国石油有限公司塔里木分公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000

琼东南盆地深水东区勘探程度低,钻井样品受油基泥浆污染严重,目前关于该区浅海相和海陆过渡相烃源岩的有机地球化学研究较为局限。通过对深水东区渐新统受油基泥浆污染的泥岩岩屑进行有效地洗油实验及有机地球化学分析测试,结合东部浅... 详细信息

琼东南盆地深水东区勘探程度低,钻井样品受油基泥浆污染严重,目前关于该区浅海相和海陆过渡相烃源岩的有机地球化学研究较为局限。通过对深水东区渐新统受油基泥浆污染的泥岩岩屑进行有效地洗油实验及有机地球化学分析测试,结合东部浅水区渐新统烃源岩样品的有机岩石学、有机地球化学分析测试等地质资料,系统剖析了深水东区渐新统不同沉积相烃源岩的地球化学特征、发育控制因素和发育模式。研究结果认为,琼东南盆地深水东区渐新统烃源岩的发育模式可分为海陆过渡相三角洲前缘模式和浅海相模式。海陆过渡相三角洲前缘烃源岩为中等—高有机质丰度,有机质类型为Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍大于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍小于1.2、高OL/C30H、高T/C30H、低C23TT/C30H、低C27ST/C29ST和相对较低的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,烃源岩的TOC和硫含量相关性极好,沉积水体为氧化性淡水—半咸水环境。三角洲前缘烃源岩的TOC和母源输入参数相关关系较好,而与Ga/C30H、C35/C3422S参数相关关系较差,说明三角洲前缘烃源岩的有机质丰度主要受陆源有机质输入的控制。浅海相烃源岩有机质丰度中等,有机质类型为Ⅱ2~Ⅲ型,具有Pr/Ph普遍小于3、(nC21+nC22/nC28+nC29)普遍大于1.5、低OL/C30H、低T/C30H、高C23TT/C30H、高C27ST/C29ST和相对较高的Ga/C30H、C35/C3422S的特征,且烃源岩的TOC和硫含量相关性较差,沉积水体为弱氧化性半咸水—咸水沉积环境。浅海相烃源岩的TOC和母源输入参数、Ga/C30H、C35/C3422S等相关关系均较好,说明浅海相烃源岩有机质丰度受水生有机质输入和弱氧化性半咸水—咸水沉积环境控制。滨海相烃源岩的有机质丰度为差—中等,有机质类型以Ⅲ型为主,且TOC受母质来源或沉积水体的氧化还原性影响较小,其烃源岩发育模式是一种破坏性模式。

关键词：琼东南盆地深水东区海陆过渡相烃源岩控制因素油基泥浆地球化学特征

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用离子色谱分析油田水中的有机酸

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现代科学仪器 2010年第5期 90-92页

作者：侯凯文侯读杰钱门辉刁慧中国地质大学(北京)能源学院海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室

为了研究储层次生孔隙的分布,本文建立了一种油田水有机酸离子色谱的测定方法,该分析方法简便、快捷、迅速、可靠,有较好的线性相关性,并且通过此方法对实际油田水样品进行测验的同时,采用对同一样品进行不同浓度的检测,从而达到了良好... 详细信息

为了研究储层次生孔隙的分布,本文建立了一种油田水有机酸离子色谱的测定方法,该分析方法简便、快捷、迅速、可靠,有较好的线性相关性,并且通过此方法对实际油田水样品进行测验的同时,采用对同一样品进行不同浓度的检测,从而达到了良好的效果,经过对比可得出:稀释倍数为50的样品,成图效果较好。该方法对于通过研究油田水中的有机酸来研究储层次生空隙的分布规律,具有重要的作用,对油田开发也具有很好的应用前景。

关键词：离子色谱有机酸油田水

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辽河坳陷东部凹陷天然气特征及成因类型

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天然气工业 2011年第2期31卷 43-47,124页

作者：李军侯读杰李敬含张金川刘鑫徐波中国石油勘探开发研究院中国石油辽河油田公司勘探开发研究院中国地质大学(北京)能源学院海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室

辽河坳陷东部凹陷是辽河油田重要的天然气生产区,随着勘探程度的不断深入,亟待从整体格局上对天然气成因、成藏与分布规律进行系统研究,确定下一步勘探方向与勘探潜力。为此,依据该区天然气的地球化学特征(含氮特征、干燥系数、碳同位... 详细信息

辽河坳陷东部凹陷是辽河油田重要的天然气生产区,随着勘探程度的不断深入,亟待从整体格局上对天然气成因、成藏与分布规律进行系统研究,确定下一步勘探方向与勘探潜力。为此,依据该区天然气的地球化学特征(含氮特征、干燥系数、碳同位素特征、甲烷氢同位素特征、轻烃特征等),对其成因类型和分布规律进行了分析。结果认为:该区天然气具有较明显的混源特征,既表现为不同热演化程度天然气的混合,也表现为不同成因类型天然气的混合;不同层系、不同地区天然气混合比例有着较大区别,总体上以生物—油型混合气和油型—煤型混合气为主;按照成熟阶段来划分则以热解气为主,裂解气和过渡带气各占3%和6%。

关键词：辽河坳陷东部凹陷天然气成因类型混源气碳同位素有机质类型热演化混合比例

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Experiments and modeling of microstructural and mechanical behaviors of laser-welded Ni-based superalloy at high temperatures

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Chinese Journal of Aeronautics 2025年第1期38卷 99-114页

作者： Ting hou Yong LI Degang WANG Yuelin WANG Marko VILOTIC School of Mechanical Engineering and Automation Beihang UniversityBeijing 100191China Department of Structure Shenyang Aircraft Designand Research InstituteShenyang 110000China Engineering Center Shenyang Aircraft CorporationShenyang 110000China Faculty of Technical Science University of Novi SadNovi Sad 21102Serbia

The performance of welded Ni-based superalloys at high temperatures is essential to be evaluated due to their particular service environment for aero-engines and high-speed *** tensile properties and related microstructural evolutions such as the carbide precipitate and grain of a laser-welded Ni-based alloy were experimentally and numerically investigated at different temperatures(20,300,500,800℃).The results show that at room temperature,the strength of the Base Material(BM)was slightly smaller,with a difference of less than 1%,than the Welded Material(WM),which can be attributed to the more uniformly distributed needle-shaped carbide precipitates in the WM than those nonuniformly coarser spherical ones in the *** at 300℃ and 500℃,the strength of WM decreased more obviously compared with that of BM due to the more apparent growth of grain:13.52%loss in yield strength in WM alloys as compared with BM alloys at 300℃,and 16.57% at 500℃.At 800℃,the strength of BM and WM both decreased to a similar level due to Dynamic Recrystallization(DRX).However,a much higher elongation was observed for the BM than WM(less than 50%of BM),which can be attributed to the enhanced dislocation accumulation capability of the large spherical carbides along grain boundaries on the fracture surface in ***,a unified model considering the welding effects on both microstructures(dislocation,carbides,and grain)and mechanical properties evolutions at different temperatures was developed and *** on this model,the key temperature ranges(20–600℃)where apparent weakening of strength and uniform plasticity occurs for welded structures were identified,providing a direct guidance for potential structure and process design.

关键词： Ni-based superalloy Microstructure Mechanical properties Constitutive model High temperature

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准噶尔盆地西北缘二叠系风城组储层发育特征及油气富集因素

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特种油气藏 2019年第1期26卷 37-44页

作者：李学良张奎华林会喜张关龙侯读杰中国地质大学(北京) 北京100083 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 中国石化胜利油田分公司山东东营257000

为了明确准噶尔盆地西北缘二叠系风城组储层的发育特征,分析控制油气富集的主要因素,指导下步勘探开发,通过钻井、岩心、薄片和扫描电镜等资料的观察与分析,对储层的岩石类型、储集空间、物性特征及其对油气富集的控制作用进行了研究。... 详细信息

为了明确准噶尔盆地西北缘二叠系风城组储层的发育特征,分析控制油气富集的主要因素,指导下步勘探开发,通过钻井、岩心、薄片和扫描电镜等资料的观察与分析,对储层的岩石类型、储集空间、物性特征及其对油气富集的控制作用进行了研究。研究表明:研究区内二叠系风城组储层类型主要包括碎屑岩、云质岩和火山岩,储集空间主要为原生孔隙、溶孔和裂缝;碎屑岩储层整体为低—中孔隙度,平均值为7. 32%,粒内溶孔是其主要储集空间类型;云质岩储层孔隙度平均值为4. 62%,溶孔和裂缝是其主要储集空间类型;火山岩储层孔隙度平均值为2. 60%,溶孔和裂缝是其主要储集空间类型;优质储层控制了油气富集成藏,物性较好的储层含油性好。在此基础上,讨论了沉积作用、成岩作用以及构造作用对优质储层的控制作用,并预测了不同类型优质储层的空间展布。该研究对准噶尔盆地西北缘二叠系风城组储层下步勘探部署有较强指导意义。

关键词：储层发育特征油气成藏储层预测风城组二叠系准噶尔盆地西北缘

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热水沉积区黑色页岩稀土元素特征及其地质意义——以贵州中部和东部地区下寒武统牛蹄塘组页岩为例

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天然气工业 2018年第5期38卷 44-51页

作者：贾智彬侯读杰孙德强姜玉涵赵喆张自鸣洪梅畅哲董立成中国地质大学(北京)能源学院海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室国土资源部页岩气资源战略评价重点实验室中国科学院科技战略咨询研究院

为了弄清热水沉积与优质烃源岩发育两者之间的关系,以贵州中部和东部地区下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过对该区5个剖面(毕节市联兴村、贵阳市温水村、遵义市中南村、黔东南羊跳村、黔东南九门村)22个样品的主量元素和稀土元素进行测试分... 详细信息

为了弄清热水沉积与优质烃源岩发育两者之间的关系,以贵州中部和东部地区下寒武统牛蹄塘组页岩为例,通过对该区5个剖面(毕节市联兴村、贵阳市温水村、遵义市中南村、黔东南羊跳村、黔东南九门村)22个样品的主量元素和稀土元素进行测试分析,研究热水沉积作用影响下的稀土元素沉积特征,并利用稀土元素特征来判别热水活动强度及黑色页岩的沉积成因,进而结合有机碳含量探讨了热水沉积作用与优质页岩之间的关系。研究结果表明:(1)牛蹄塘组底部沉积受陆源输入、海相沉积和热水活动的共同影响,轻、重稀土元素在纵向上分异明显,底部重稀土元素相对富集,向上轻稀土元素相对富集,仅在热水活动最强的羊跳村剖面表现出稀土元素总量极低的特征;(2)在羊跳村剖面和中南村剖面附近存在2个热水活动中心,研究区由西向东受热水影响逐渐增大,热水沉积区的范围具有向九门村剖面东南方向延伸的趋势;(3)正常海相沉积和低温热水沉积的黑色页岩中δEu/Al(铕异常值/铝)、δY/Al(钇异常值/铝)值较低,随热水沉积影响强度增大而增大;(4)δEu>1的烃源岩的有机碳含量普遍较高,δEu/Al和δY/Al介于5~10时,低温热水沉积作用有利于有机质的富集和保存,对优质烃源岩的形成具有增益作用。

关键词：贵州中部和东部地区早寒武世牛蹄塘组页岩热水沉积优质烃源岩稀土元素 δEu/Al δY/Al 增益作用

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页岩气储层岩石孔隙特征对岩石密度作用机理探究

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科技通报 2017年第10期33卷 23-28页

作者：赵子斌侯读杰陈皓禹程熊董立成贾智彬中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)储层演化与油气富集教育部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)页岩气资源评价与战略选区国土资源部重点实验室北京100083

利用页岩气储层岩石密度等信息反演储层孔隙类型等发育特征,在页岩气储层评价过程中有重要意义。研究通过岩石各组分含量加权计算岩石密度,具体地分析了北美的几套热演化成熟的页岩气有利层系的孔隙度及孔隙类型与密度间关系,分析影响... 详细信息

利用页岩气储层岩石密度等信息反演储层孔隙类型等发育特征,在页岩气储层评价过程中有重要意义。研究通过岩石各组分含量加权计算岩石密度,具体地分析了北美的几套热演化成熟的页岩气有利层系的孔隙度及孔隙类型与密度间关系,分析影响岩石密度的因素,得出了(1)相同或相近孔隙度的具"有机孔"优势岩石呈现出高相对密度,"凝絮孔"等其他无机孔隙优势的岩石呈现出低相对密度;(2)具相同孔隙类型优势的岩石密度随着孔隙度的增大而降低;(3)具不同孔隙类型优势的岩石对比中,随孔隙度增大"有机孔"优势岩石比具其他类型优势孔隙的岩石密度低,反之则高。这些结论可为快速大致判断新区新井目的层位孔隙发育特征提供思路。

关键词：页岩气储层密度孔隙类型孔隙度

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