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具有优异加工硬化性能的钛基非晶复合材料

上海金属 2023年第5期45卷 22-27页

作者：高登冉榆俞王建乔珺威山西太钢不锈钢股份有限公司山西太原030003 太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024

采用电弧熔炼成功制备了含有bcc枝晶相的(Ti48 Zr29.5 Ni6 Ta0.5 Be16)非晶复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、拉伸试验机等研究了该材料的枝晶相形貌及力学性能,并结合d电子轨道理论预测了β-Ti枝晶相的稳... 详细信息

采用电弧熔炼成功制备了含有bcc枝晶相的(Ti48 Zr29.5 Ni6 Ta0.5 Be16)非晶复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、拉伸试验机等研究了该材料的枝晶相形貌及力学性能,并结合d电子轨道理论预测了β-Ti枝晶相的稳定性。结果表明:枝晶相的加工硬化性能源于β相的不稳定,在形变过程中发生了TRIP效应,生成了硬度更高的马氏体抑制了剪切带的传播,提高了枝晶相的加工硬化性能。该材料的室温屈服强度为1300 MPa,抗拉强度为1510 MPa,断后伸长率约6%,具有优异的加工硬化性能。通过混合定则预测了该材料的屈服强度,预测值与实际值的误差为9.32%。

关键词：非晶复合材料 TRIP 效应枝晶相马氏体相

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神府南部延安组富油煤多源判识规律

煤炭学报 2022年第5期47卷 2057-2066页

作者：师庆民王双明王生全郭晨蔡玥杜芳鹏乔军伟常波峰张宏苗彦平西安科技大学陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕煤集团神木红柳林矿业有限公司陕西榆林719300

富油煤对缓解我国油气资源供应紧张局势、实现煤炭绿色低碳利用具有重要的资源优势。与富氢煤相比,富油煤具有更广义的范畴、更明确的实用性,且高挥发分产率与高焦油产率之间并不具有单调对应性,尤其在有限区域或煤阶范围内,这一规律尤... 详细信息

富油煤对缓解我国油气资源供应紧张局势、实现煤炭绿色低碳利用具有重要的资源优势。与富氢煤相比,富油煤具有更广义的范畴、更明确的实用性,且高挥发分产率与高焦油产率之间并不具有单调对应性,尤其在有限区域或煤阶范围内,这一规律尤为明显。但目前富油煤识别指标单一且以往数据较少,在标准格金干馏试验基础上丰富富油煤识别方法是亟待解决的重要问题。以神府南部矿区为例,通过探讨富油煤相关性特点及宏-微观控制规律,结果显示:①煤层厚度与煤焦油产率分布稳定性呈正相关性,但与焦油产率相关性较弱;②在有限的煤阶范围内,挥发分与焦油产率间规律不甚显著,反而对产气率、产水率约束性更为明显。这一现象同样体现在H/C原子比,高H/C原子比并未指示高焦油产率,但对较低的产气率和较高的产水率具有清晰指示意义,这与煤中含氧官能团裂解并获取氢自由基的过程存在密切相关性;③宏观煤岩类型对焦油产率具有较好的控制性,这与煤体显微煤岩组成密切相关,总体表现为镜质组、矿物双重控制性,其中光亮煤、半亮-半暗煤焦油产率主要受控于镜质组含量;暗淡煤、夹矸主要受控于煤中矿物含量;④灰分与焦油产率间总体呈单调递减规律,但不同煤灰成分表现有所不同。指示内源沉积作用的CaO+MgO质量分数增加,有助于富油煤热解催化并一定程度提高煤焦油产率。指示陆源碎屑沉积的SiO2+Al2O3质量分数增加则会降低煤焦油产率,与灰分指示规律一致。指示闭塞、滞留环境的Fe2O3(黄铁矿)虽然对煤热解具有催化裂解作用,但在格金干馏试验条件下并未明显促进焦油产率升高,反而对产水率的促进作用更为明显;⑤真密度与焦油产率间呈负相关性,低密度煤样表现为Aar/Aal,B,C,CH2/CH3相对较小,指示煤中脂肪结构较为丰富、烷基侧链丰富,有利于热解过程中不稳定化学键裂解形成分子量较小的烷基自由基进而提高煤焦油产出。

关键词：富油煤挥发分显微组分灰成分真密度焦油产率

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高熵合金腐蚀性能研究进展

太原理工大学学报 2017年第3期48卷 364-370页

作者：张敏张勇乔珺威太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

强耐腐蚀性是部分高熵合金的一个优异特性,但目前相关学者的研究报道并未对高熵合金耐蚀性及其影响因素有一个较综合的阐述。针对目前高熵合金的耐腐蚀性能及其影响因素的研究进展进行了综述,就制备方法与合金成分对高熵合金耐腐蚀性的... 详细信息

强耐腐蚀性是部分高熵合金的一个优异特性,但目前相关学者的研究报道并未对高熵合金耐蚀性及其影响因素有一个较综合的阐述。针对目前高熵合金的耐腐蚀性能及其影响因素的研究进展进行了综述,就制备方法与合金成分对高熵合金耐腐蚀性的影响进行了总结,并对高熵合金未来发展提出展望。此外,对高熵合金当前和潜在的应用进行了概述。

关键词：高熵合金高混合熵腐蚀行为

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煤层气合采地质研究进展述评

煤田地质与勘探 2022年第3期50卷 42-57页

作者：郭晨秦勇易同生马东民王生全师庆民鲍园陈跃乔军伟卢玲玲西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 贵州省煤田地质局贵州贵阳550008 中国煤炭地质总局航测遥感局陕西西安710199

煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成... 详细信息

煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成果,为深化煤层气开发地质理论、推动产业发展提供有力支撑。从叠置煤层气系统成藏机理、合采地质约束条件、合采可行性判识方法、合采储层伤害4个方面,系统分析评述我国煤层气合采地质领域的最新研究进展,以期为后续研究开展、工程实施与产业建设提供参考。主要认识可概括为:(1)深化了叠置煤层气系统成藏的层序控气机理以及成岩作用与地应力的后期改造效应;构建了煤系地下水环境化学封闭指数,为判识含气系统叠置性及流体动力条件提供了新的参数,结合流体压力剖面识别出3类含气系统叠置地质模式(增长型、衰减型和稳定型);进一步将叠置煤层气系统理念扩展到煤系气范畴,提出煤系复合储层叠置含气系统“共采兼容性”理论与方法体系,并应用于煤系气合采先导示范工程,取得初步应用成效;(2)华北石炭-二叠系(太原-山西组)与黔西-滇东上二叠统(长兴-龙潭组)是煤层气合采研究与工程实践的热点区域(层域),压力系统及渗透性差异是合采中最受关注的地质因素。华北山西组、太原组的水动力系统与供液能力差异是制约合采效果的重要因素,黔西-滇东地区合采煤层的最大层间跨度、累计煤厚、煤体结构受到更多关注,表层水干扰是制约织金区块煤层气合采效率的关键;(3)产能分析、物理模拟、数值模拟、产出水地球化学分析是煤层气合采可行性与干扰判识的重要方法,提出了基于产出水地球化学解析合采井产出水源和判识干扰程度的基本思路、技术图版和评价流程及基于产能曲线分峰剥离的产层贡献分析方法,技术方法的不断成熟、创新为煤层气合采方案、工艺优化与效率提升提供了有力支撑;(4)煤层气合采对地质条件与工程扰动更为敏感,易诱发储层伤害,涉及产层暴露诱发的贾敏效应与气锁伤害,压力系统与渗透性差异诱发的应力与速度敏感伤害。均一化储层改造、分压力系统开采(分时间或分空间)、精细化排采设计与管控是降低储层伤害的有效途径。

关键词：煤层气合采地质研究进展叠置含气系统干扰判识储层伤害产出水煤系气

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论煤炭绿色开采的地质保障

煤炭学报 2020年第1期45卷 8-15页

作者：王双明孙强乔军伟王生全西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

受“缺油、少气、相对富煤”能源资源禀赋特点制约,煤炭一直是我国能源安全的基础保障。煤炭资源是地球演化过程形成的层状沉积矿产,是近地表地壳的组成部分,煤炭开采会对地质条件和生态环境造成损害。煤炭绿色开采地质保障从煤炭资源... 详细信息

受“缺油、少气、相对富煤”能源资源禀赋特点制约,煤炭一直是我国能源安全的基础保障。煤炭资源是地球演化过程形成的层状沉积矿产,是近地表地壳的组成部分,煤炭开采会对地质条件和生态环境造成损害。煤炭绿色开采地质保障从煤炭资源赋存地质条件出发,为实现煤炭资源安全高效开采、减缓和减小采掘工程对地质条件和生态环境损害,提供地质理论和技术支撑。从绿色开采地质保障的内涵、科学问题、技术问题、研究思路4个方面系统阐释了煤炭绿色开采地质保障理论与技术。煤炭绿色开采地质保障突出深部煤炭资源开采扰动下的地质条件变化,强调煤炭开采活动与地质结构和地表生态环境变化的整体研究,关注地下采掘工程引起时空效应范畴的地质条件变化和生态环境演化之间的耦合机制。总体研究思路是开采前精细勘查、开采过程有效减损、开采后恢复利用。采前实施空天地一体化精细勘查,查明煤系矿产资源空间赋存特征及维系地表生态系统的主要地质因素,构建涵盖煤系资源、地质条件、生态环境等要素的高精度三维模型,评价煤炭资源最佳利用方向和区域环境承载能力;采中进行地质条件损害探测、监测,揭示应力场、形变场、渗流场变化规律,研究煤系气、地下水运移和涌出特点,分析导致围岩动力灾害发生的地质因素,提出煤与瓦斯突出、水害、冲击地压等灾害超前预警理论及防控措施;采后进行采空区水体、有害气体、遗留资源的探测,巷道围岩、煤柱变形特征监测,研究煤-岩-水相互作用及采空区稳定性变化,开展地质条件及地表生态恢复演化过程研究,提出地下空间及遗留资源的综合利用理论与技术。煤炭绿色开采地质保障涵盖找煤、勘探、开采及采空区利用全过程,追求煤系矿产资源和生态环境保护协调发展。

关键词：煤炭绿色开采地质保障精细勘查有效减损恢复利用

化学序对NiCoCr中熵合金力学性能影响的分子动力学模拟

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功能材料 2023年第6期54卷 6194-6200,6223页

作者：郝士凯梁凯康恒潘少鹏牛晓峰乔珺威宋凯凯王伟民秦敬玉太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京计算科学研究中心北京100193 山东大学机电与信息工程学院山东威海264209 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061

采用蒙特卡洛和分子动力学模拟(MD)方法研究化学序(CSRO)对NiCoCr中熵合金(MEA)力学性能的影响规律。基于信息熵提出了一个描述化学序的参数S,其值越小体系的化学序越强。模拟结果表明体系平均原子体积和势能随着S减小而减小,且体系结... 详细信息

采用蒙特卡洛和分子动力学模拟(MD)方法研究化学序(CSRO)对NiCoCr中熵合金(MEA)力学性能的影响规律。基于信息熵提出了一个描述化学序的参数S,其值越小体系的化学序越强。模拟结果表明体系平均原子体积和势能随着S减小而减小,且体系结构更加稳定。接着,对NiCoCr中熵合金进行压缩模拟,模型的屈服强度随着S的减小呈现增加趋势。进一步数据分析发现,Cr原子以及具有多配位Cr原子的中心原子更容易变形,而具有多配位Ni或Co原子的中心原子则倾向于更难变形。由此可知,通过改变化学序和Cr原子的含量能提升NiCoCr高熵合金的力学性能,此结果为实验制备具有更优异性能的高熵合金提供了有价值的参考。

关键词：化学序中熵合金分子动力学模拟力学性能

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FeMnCoCr系亚稳高熵合金的研究进展

金属热处理 2021年第4期46卷 1-8页

作者：高天宇乔珺威吴玉程太原理工大学材料科学与工程学院高熵合金研究中心山西太原030024 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室山西太原030024 合肥工业大学有色金属材料及加工技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230009

高熵合金是一种原子排列有序,化学无序的新型多主元合金。通过改变合金元素的种类和浓度,能够调控合金系统层错能及显微组织的相稳定性,进而诱发形变孪晶、马氏体相变等塑性变形机制,最终使合金获得突出的综合力学性能。这种高熵合金的... 详细信息

高熵合金是一种原子排列有序,化学无序的新型多主元合金。通过改变合金元素的种类和浓度,能够调控合金系统层错能及显微组织的相稳定性,进而诱发形变孪晶、马氏体相变等塑性变形机制,最终使合金获得突出的综合力学性能。这种高熵合金的设计理念称为“亚稳工程”。亚稳高熵合金的显微组织、相结构及变形机制与合金体系的层错能密切相关。在FeMnCoCr系亚稳高熵合金中,随着系统层错能降低,面心立方结构稳定性下降,从而激活应变诱导马氏体相变(γ→ε),实现了合金强度和塑性的同时提高。本文主要介绍了FeMnCoCr系亚稳高熵合金的成分设计、制备及加工方法、微观结构和力学性能,并对亚稳高熵合金未来的研究方向进行了展望。

关键词：高熵合金相变诱导塑性层错能力学性能

Au@TiO_2纳米管阵列的制备及光催化性能

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化工进展 2019年第3期38卷 1403-1410页

作者：周琱玉李涛涛王辉乔珺威梁伟太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024

利用一种简单易行、可控的方法制备了均匀的Au@TiO_2纳米管阵列。首先在室温下通过阳极氧化的方法形成TiO_2纳米管,再在氧化后的TiO_2纳米管上用磁控溅射沉积不同厚度的Au膜,最后将沉积Au膜后的TiO_2纳米管在空气中450℃退火2h。热处理... 详细信息

利用一种简单易行、可控的方法制备了均匀的Au@TiO_2纳米管阵列。首先在室温下通过阳极氧化的方法形成TiO_2纳米管,再在氧化后的TiO_2纳米管上用磁控溅射沉积不同厚度的Au膜,最后将沉积Au膜后的TiO_2纳米管在空气中450℃退火2h。热处理过程导致了Au向TiO_2纳米管的扩散,在纳米管表面形成了Au"岛"包裹的Au@TiO_2纳米管。对制备的Au@TiO_2纳米管的微观结构利用了扫描电子显微镜、能谱、X射线衍射和透射电子显微镜进行表征。并且用光电流、紫外可见光光漫反射光谱、荧光光谱和降解亚甲基蓝溶液的方法分析测量了Au@TiO_2纳米管的光电性能及光催化性能。结果表明:当可见光照射含Au@TiO_2纳米管催化剂的亚甲基蓝水溶液时,其光催化性能远远高于纯TiO_2纳米管,这是由于Au颗粒表面等离子体共振效应(LSPR)增加了电子-空穴对的分离并且延缓了其重组所致。

关键词： Au@TiO2纳米管 Au纳米粒子纳米薄膜制备阳极氧化磁控溅射催化剂光催化性能

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西藏煤炭地质工作进展及前景

煤田地质与勘探 2019年第2期47卷 36-43页

作者：乔军伟宁树正宋时雨杨成中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国煤炭地质总局煤航地质勘查院陕西西安710100 中国煤炭地质总局北京100038 中国矿业大学(北京)地球与测绘工程学院北京100083 青海煤炭地质勘查院青海西宁810000

通过对西藏近70年煤炭地质工作和成果的总结,梳理了全区主要煤矿点的煤炭地质勘查现状和主要成果,基本摸清了全区主要煤矿点含煤地层的形成时代、分布范围、含煤性及煤岩煤质特征;总结了西藏自治区赋煤构造单元和成煤盆地的划分,初步归... 详细信息

通过对西藏近70年煤炭地质工作和成果的总结,梳理了全区主要煤矿点的煤炭地质勘查现状和主要成果,基本摸清了全区主要煤矿点含煤地层的形成时代、分布范围、含煤性及煤岩煤质特征;总结了西藏自治区赋煤构造单元和成煤盆地的划分,初步归纳了主要聚煤期含煤地层的沉积体系和沉积环境。总体认为西藏自治区煤炭地质整体工作程度不高,成煤作用和聚煤规律研究有待进一步加深。指出了今后研究的主要内容是总结残留煤系与周边地区含煤沉积之间存在的共性及差异,分析主要聚煤期聚煤作用的时空迁移特征和迁移规律;研究特提斯演化和青藏高原隆起对聚煤盆地的控制和改造作用,分析其对煤系多种矿产耦合成矿的影响,为全区煤系多种矿产的综合勘查和开发提供依据。

关键词：西藏煤炭地质工作进展沉积环境聚煤作用