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Microstructure evolution,mechanical properties and fracture behavior of Al-xSi/AZ91D bimetallic composites prepared by a compound casting

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Journal of Magnesium and Alloys 2024年第5期12卷 1944-1964页

作者： Guangyu Li wenming jiang Feng Guan Junwen Zhu Yang Yu Zitian Fan State Key Laboratory of Materials Processing and Die&Mould Technology School of Materials Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China

In this paper,the effect of the Si content on microstructure evolution,mechanical properties,and fracture behavior of the Al-xSi/AZ91D bimetallic composites prepared by compound casting was investigated *** obtained results showed that all the Al-xSi/AZ91D bimetallic composites had a metallurgical reaction layer(MRL),whose thickness increased with increasing Si content for the hypoeutectic Al-Si/AZ91D composites,while the hypereutectic Al-Si/AZ91D composites were *** MRL included eutectic layer(E layer),intermetallic compound layer(IMC layer)and transition region layer(T layer).In the IMC layer,the hypereutectic Al-Si/AZ91D composites contained some Si solid solution and flocculent Mg_(2)Si+Al-Mg IMCs phases not presented in the hypoeutectic Al-Si/AZ91D ***,increasing Si content,the thickness proportion of the T layer increased,forming an inconsistent preferred orientation of the *** shear strengths of the Al-xSi/AZ91D bimetallic composites enhanced with increasing Si content,and the Al-15Si/AZ91D composite obtained a maximum shear strength of 58.6 MPa,which was 73.4% higher than the Al-6Si/AZ91D *** fractures of the Al-xSi/AZ91D bimetallic composites transformed from the T layer into the E layer with the increase of the Si *** improvement of the shear strength of the Al-xSi/AZ91D bimetallic composites was attributed to the synergistic action of the Mg_(2)Si particle reinforcement,the reduction of oxidizing inclusions and the ratio of Al-Mg IMCs as well as the orientation change of the MRL.

关键词： Al/Mg bimetallic composites Si content Mg_(2)Si reinforcement Microstructure Mechanical properties Fracture behavior

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卧式紧凑型旋流气浮装置旋流筒结构优化数值模拟研究

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工业水处理 2024年第6期44卷 179-188页

作者：龚俊张磊谢勰海类游蒋文明中石化胜利油田海洋采油厂山东东营257237 中石化石油工程设计有限公司山东东营257026 长庆油田分公司规划计划部陕西西安710018 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

由于油田开发采出液含水率上升和海上平台空间的限制,亟需紧凑型污水处理设备用于对海上油田含油污水处理。对此设计了卧式紧凑型旋流气浮装置,通过Fluent数值模拟方法对该装置旋流筒区域的流场分布及油水分离性能开展了系统研究,探究... 详细信息

由于油田开发采出液含水率上升和海上平台空间的限制,亟需紧凑型污水处理设备用于对海上油田含油污水处理。对此设计了卧式紧凑型旋流气浮装置,通过Fluent数值模拟方法对该装置旋流筒区域的流场分布及油水分离性能开展了系统研究,探究了旋流筒结构、入口管径、含油污水入口速度和入口含油率等因素对油水分离效果的影响。结果表明,在入口管径为20 mm,含油污水入口速度为2 m/s时,采用导流叶片的旋流筒结构能获得较好的流场分布;含油污水入口速度越大切向速度衰减越严重;旋流筒在高度为100~300 mm时切向速度衰减较大,在高度为300~650 mm内衰减较小;相同含油污水入口速度下,增大入口管径能使旋流筒内油相体积分数增大;增大含油污水入口速度反而会导致旋流筒内油相体积分数减小;旋流筒内油相体积分数呈“U”型分布,且随入口含油率增大而增大,与入口含油率成正比。

关键词：紧凑型气浮装置气浮旋流结构优化数值模拟

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旋流后置型超声速分离器激波控制方法数值模拟

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石油与天然气化工 2024年第4期53卷 8-18页

作者：蒋文明韩晨玉门惠云刘杨周媛媛山东省油气储运安全重点实验室中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中海石油(中国)有限公司天津分公司

目的超声速分离是一种基于收缩-扩张喷管的新型气体净化与燃料气加工技术。旋流后置型超声速分离器中的旋流器通常设置在扩压段前,易诱发正激波并破坏分离器内部低温环境,同时,激波难以控制。因此,拟通过优化超声速分离器结构的方式削... 详细信息

目的超声速分离是一种基于收缩-扩张喷管的新型气体净化与燃料气加工技术。旋流后置型超声速分离器中的旋流器通常设置在扩压段前,易诱发正激波并破坏分离器内部低温环境,同时,激波难以控制。因此,拟通过优化超声速分离器结构的方式削弱激波的影响。方法①基于热力学和空气动力学的原理,提出了一种适用于旋流后置型超声速分离器的激波控制理论;②根据该理论设计了一种能够控制激波的跨旋流结构,建立了该结构的普适性设计公式;③通过数值模拟研究,分析了跨旋流结构的倾斜角度、渐扩段长度、旋流器的叶片扭转角度3个重要结构参数对激波控制的影响。结果当跨旋流结构的倾斜角度为3.3°、渐扩段长度为107 mm、旋流器的叶片扭转角度为120°时,分离器具有最佳性能。结论相比传统的旋流后置型分离器,添加跨旋流结构可以保证流体流通面积在渐扩段持续增加,从而实现对激波的有效控制,以提高分离器的冷凝和分离效率。

关键词：超声速流动激波控制纯化旋流后置数值模拟跨旋流结构

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L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)细化剂的制备及其对铝合金组织的影响

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特种铸造及有色合金 2024年第7期44卷 940-946页

作者：陈旭席卫国陈吉程婧璠蔡启舟蒋文明华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室武汉430074

采用单质粉末通过高能球磨和真空烧结制备了L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)金属间化合物,并将其破碎后与Al粉进行混合制备了Al-25Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)复合细化剂。研究了球磨时间、烧结温度对制备L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)金属间化... 详细信息

采用单质粉末通过高能球磨和真空烧结制备了L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)金属间化合物,并将其破碎后与Al粉进行混合制备了Al-25Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)复合细化剂。研究了球磨时间、烧结温度对制备L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)金属间化合物的影响。以纯铝和Al-5Cu-Mn铸造铝合金为对象,研究了复合细化剂对α-Al宏观和微观组织的影响及作用机制。结果表明,球磨粉末在600℃下烧结可制备单相的L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)化合物颗粒,随着球磨时间增加,烧结形成的化合物颗粒的平均尺寸减小至11μm,形貌趋于球形。Al-25Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)复合细化剂对α-Al具有较好的细化效果,加入0.25%的Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)细化剂后,纯铝及Al-5Cu-Mn合金的晶粒尺寸分别细化至224μm和137μm。L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)化合物是α-Al的有效形核质点,与α-Al的错配度为2.35%,相比于Al3Ti,其错配度更小,异质形核能力更强。

关键词： L1_(2)型Al_(67)Cu_(8)Ti_(25)金属间化合物显微组织晶粒细化异质形核

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Improving mechanical properties of AZ91D magnesium/A356 aluminum bimetal prepared by compound casting via a high velocity oxygen fuel sprayed Ni coating

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Journal of Magnesium and Alloys 2022年第4期10卷 1075-1085页

In this paper,a Ni coating was deposited on the surface of the A356 aluminum alloy by high velocity oxygen fuel spraying to improve the performance of the AZ91D magnesium/A356 aluminum bimetal prepared by a compound *** effects of the Ni coating as well as its thickness on microstructure and mechanical properties of the AZ91D/A356 bimetal were systematically researched for the first *** demonstrated that the Ni coating and its thickness had a significant effect on the interfacial phase compositions and mechanical properties of the AZ91D/A356 *** 10μm’s Ni coating cannot prevent the generation of the Al-Mg intermetallic compounds(IMCs)at the interface zone of the AZ91D/A356 bimetal,while the Ni coating with the thickness of 45μm and 190μm can avoid the formation of the Al-Mg *** the Ni coating was 45μm,the Ni coating disappeared and transformed into Mg-Mg_(2)Ni eutectic structures+Ni_(2)Mg_(3)Al particles at the interface *** a thickness of 190μm’s Ni coating,part of the Ni coating remained and the interface layer was composed of the Mg-Mg_(2)Ni eutectic structures+Ni_(2)Mg_(3)Al particles,Mg_(2)Ni layer,Ni solid solution(SS)layer,Al_(3)Ni_(2) layer,Al_(3)Ni layer and sporadic Al_(3)Ni+Al-Al_(3)Ni eutectic structures from AZ91D side to A356 side in *** interface layer consisting of the Mg-Ni and Al-Ni IMCs obtained with the Ni coating had an obvious lower hardness than the Al-Mg *** shear strength of the AZ91D/A356 bimetal with a Ni coating of 45μm thickness enhanced 41.4%in comparison with that of the bimetal without Ni coating,and the fracture of the bimetal with 45μm’s Ni coating occurred between the Mg matrix and the interface layer with a mixture of brittle fracture and ductile fracture.

关键词： Magnesium/aluminum bimetal Microstructure Mechanical properties Ni coating Compound casting High velocity oxygen fuel spraying

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苏打盐碱湿地两种栽培方式下3种水生植物生理生态和养分吸收特征的比较

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湿地科学 2024年第4期22卷 518-525页

作者：王涛文波龙徐惠风王恺聪姜文明李红明吉林农业大学农学院吉林长春130118 中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

为了提高苏打盐碱地区稻田—苏打盐碱湿地复合系统的水资源利用效率,消减灌区退水的环境影响,针对苏打盐碱生境水、土资源的特点,开展3种水生植物的引种实验研究。通过引种水芹(Oenanthe javanica)、雍菜(Ipomoea aquatic)和茭白(Zizani... 详细信息

为了提高苏打盐碱地区稻田—苏打盐碱湿地复合系统的水资源利用效率,消减灌区退水的环境影响,针对苏打盐碱生境水、土资源的特点,开展3种水生植物的引种实验研究。通过引种水芹(Oenanthe javanica)、雍菜(Ipomoea aquatic)和茭白(Zizania caduciflora),观测其在水培和土培方式下的生长指标、光合生理指标和产量,并对氮、磷吸收特征进行研究。研究结果表明,在水培方式下,水芹和雍菜的生长速率、光合速率、叶绿素含量、生长指标和产量都比土培方式下大,水芹和雍菜平均每亩产量分别比土培方式下多1148.11 kg和863.76 kg;在土培方式下,茭白的生长速率、光合速率、叶绿素含量、生长指标和产量明显大于水培方式下,茭白平均每亩产量比水培方式下多1043.34 kg;水培方式下3种水生植物的根部全氮含量显著大于土培方式下的含量,水芹、雍菜和茭白根部全氮含量分别比土培方式下大136.26%、106.82%和24.51%;在土培方式下,3种水生植物的全磷含量明显大于水培方式下的含量,水芹地上部和根部全磷含量分别比水培方式下的含量大28.57%和33.33%,雍菜地上部全磷含量比水培方式下大77.78%,茭白地上部和根部全磷含量分别比水培方式下大100.00%和77.78%;在土培方式下,3种水生植物的可溶性糖含量显著大于水培方式下的含量,水芹、雍菜和茭白可溶性糖含量分别比水培方式下的含量大50.98%、43.21%和22.90%。

关键词：苏打盐碱湿地栽培方式水生植物生理生态养分吸收特征

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2024年美国奶牛H5N1亚型高致病性禽流感疫情分析

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中国动物检疫 2024年第6期41卷 1-7页

作者：蒋文明刘朔彭程刘华雷中国动物卫生与流行病学中心农业农村部动物生物安全风险预警及防控重点实验室(南方)青岛市动物生物安全重点实验室山东青岛266032

2024年3月以来,美国报告了多例奶牛H5N1亚型高致病性禽流感病例,引发全球广泛关注。本文对本次疫情进行了系统梳理,分析了疫情流行情况和分布规律,提出了风险防范建议。现有数据表明,引发奶牛感染的H5N1亚型高致病性禽流感病毒属于2.3.4... 详细信息

2024年3月以来,美国报告了多例奶牛H5N1亚型高致病性禽流感病例,引发全球广泛关注。本文对本次疫情进行了系统梳理,分析了疫情流行情况和分布规律,提出了风险防范建议。现有数据表明,引发奶牛感染的H5N1亚型高致病性禽流感病毒属于2.***.4.4b分支,与美国同期在家禽和野禽中流行的毒株高度同源。初步分析表明,感染奶牛的病毒可能来源于野生候鸟。疫情发生后,美国采取了限制移动、调运检测等综合防控措施。本次疫情可能对美国奶牛产业造成一定程度的负面影响,但从目前来看对我国影响较小。建议持续进行国外疫情监视,国内加强野禽风险监测,强化家禽强制免疫,积极宣传引导,做好应急储备等,降低本次疫情对我国的影响。

关键词： H5N1 高致病性禽流感奶牛

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Effect of La on microstructure,mechanical properties and fracture behavior of Al/Mg bimetallic interface manufactured by compound casting

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Journal of Materials Science & Technology 2022年第10期105卷 214-225页

作者： Zheng Zhang wenming jiang Guangyu Li Junlong Wang Feng Guan Guoliang Jie Zitian Fan State Key Laboratory of Materials Processing and Die and Mould Technology School of Materials Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China

To improve the Al/Mg bimetallic interface,La was added into the Al/Mg bimetallic interface manufactured by a compound casting *** effect of La addition on the microstructure,mechanical properties and fracture behavior of the Al/Mg bimetallic interface and the formation mechanism of the interface were studied in ***_(11)La_(3),Al_(8)Mn_(4)La,Al_(20)Ti_(2)La,and other rare earth precipitates(RE precipitates)preferentially precipitated at the interface with La addition,while the number of the Al_(11)La_(3)and Al_(8)Mn_(4)La located in eutectic structure area(E area)gradually increased and aggregated in the interface with the increase of the La ***,the matrix structure in different areas of the Al/Mg interface changed in different degrees,and the eutectic structure and primaryγ(Mg_(17)Al_(12))dendrites in the E area were refned,but the intermetallic compounds area(IMC area)had no obvious *** the addition of the La,the interface was strengthened under the comprehensive effect of refnement strengthening and precipitation strengthening from the E *** the La content increased to 1.0%,the shear strength of the Al/Mg bimetal reached the maximum of 51.54 MPa,which was 30.95%higher than the group without La ***,with the further increase of the La content,the large area aggregation of the Al_(11)La_(3)and Al_(8)Mn_(4)La occurred in the interface,leading to the separation of the matrix structure of the E area and the decrease of the shear strength of the Al/Mg interface.

关键词： Compound casting Al-Mg intermetallic compounds Rare earth La Al/Mg interface Microstructure Mechanical properties

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FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响

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精密成形工程 2024年第3期16卷 115-122页

作者：徐远财蒋文明李庆晴牛言清余令辉樊自田华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室武汉430074

目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD... 详细信息

目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al_(3)Mg_(2)扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的交界处,断裂面产生了一定程度的塑性变形,剪切强度为48.46MPa,相对于无涂层的Al/Mg双金属提高了59.56%。当高熵合金涂层厚度为20μm时,铝侧生成了AlxFeCoNiCrCu高熵合金,镁侧则只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相,断裂发生在高熵合金涂层与镁基体交界处,剪切强度为39.69 MPa。结论高熵合金涂层可以有效阻碍Al、Mg元素之间的扩散,从而显著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金属间化合物的产生,大幅度降低界面层厚度。金属间化合物的减少和混合相对裂纹扩展的阻碍作用显著提高了Al/Mg双金属界面的剪切强度。

关键词： FeCoNiCrCu高熵合金涂层 Al/Mg双金属超音速火焰喷涂复合铸造微观组织力学性能

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Effect of vibration on interfacial microstructure and mechanical properties of Mg/Al bimetal prepared by a novel compound casting

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Journal of Magnesium and Alloys 2022年第8期10卷 2296-2309页

作者： Feng Guan wenming jiang Guangyu Li Junwen Zhu Junlong Wang Guoliang Jie Zitian Fan State Key Laboratory of Materials Processing and Die&Mould Technology School of Materials Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China

In this work,a vibration was applied in the preparation of the Mg/Al bimetal by a novel compound casting in order to improve the mechanical properties of the Mg/Al bimetal,and the effect of the vibration on the interfacial microstructure and mechanical properties of the Mg/Al bimetal was *** results indicated that the vibration had a significant effect on the interfacial microstructure and mechanical properties of the Mg/Al bimetal,but it did not change the phase compositions of the interface,which was composed of layerⅠ(Al3Mg2+Mg2Si),layerⅡ(Al_(12)Mg_(17)+Mg_(2)Si)and layerⅢ(Al_(12)Mg_(17)/δ-Mg).Without vibration,the Mg_(2)Si phase with a needle-like morphology mainly aggregated in the layerⅡof the *** the application of the vibration,the SEM and EBSD analysis results showed that the Mg_(2)Si and Al3Mg2phases in the interface were obviously refined,and the distribution of the Mg_(2)Si became more uniform,due to the strong forced convection of the molten metal resulting from the *** TEM analysis indicated that the interface between the A_(l3)Mg_(2) and Mg_(2)Si phases was non-coherent,suggesting the Mg_(2)Si particles cannot act as a heterogeneous nucleation base during the solidification process of the *** to the Mg/Al bimetal without vibration,the shear strength of the Mg/Al bimetal with vibration increased by about 50%from 31.7 MPa on average to 47.5 MPa,and the hardness of the layer I of the interface increased,and the hardness of the layerⅢ*** fracture surface transformed from a flat fracture morphology without vibration to an irregular zigzag fracture morphology.

关键词： Mg/Al bimetal Vibration Compound casting Interfacial microstructure Bonding properties

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