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W辐照损伤初期的分子动力学研究

金属学报 2015年第6期51卷 724-732页

作者：姚曼崔薇王旭东徐海譞 PHILLPOT S R 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 Department of Materials Science and Engineering University of Tennessee Department of Materials Science and Engineering University of Florida

运用分子动力学方法,探究bcc-W在中子辐照初期,由辐照诱发的缺陷形成和演化的微观过程的原子机制.选取初始碰撞原子（PKA）能量1.0~25.0 ke V,模拟温度范围100~900 K,研究W中位移级联产生的缺陷数量及分布,PKA方向和温度对稳定Frenkel p... 详细信息

运用分子动力学方法,探究bcc-W在中子辐照初期,由辐照诱发的缺陷形成和演化的微观过程的原子机制.选取初始碰撞原子（PKA）能量1.0~25.0 ke V,模拟温度范围100~900 K,研究W中位移级联产生的缺陷数量及分布,PKA方向和温度对稳定Frenkel pairs数的影响,缺陷团簇以及W的离位阈能.结果表明,若级联诱发的缺陷在峰值阶段呈近球形密集分布,稳定阶段Frenkel pairs数相对较少,若缺陷呈非球形相对分散分布,稳定阶段Frenkel pairs数相对较多;稳定Frenkel pairs数受PKA方向的影响不大,且随温度升高有下降趋势;比较而言,间隙原子团簇分数比空位团簇分数高,而空位团簇倾向于形成较大的团簇;W的平均离位阈能受温度影响较小,并具有一定的各向异性.

关键词： W 分子动力学位移级联稳定Frenkel pairs数离位阈能

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宽厚板连铸黏结漏钢的工艺因素

北京科技大学学报 2014年第6期36卷 757-762页

作者：刘宇王旭东施桂钱姚曼张晓兵倪汉平陆洪周王雄大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 江苏沙钢集团张家港215625 中冶南方工程技术有限公司武汉430223

以钢厂宽厚板连铸黏结漏钢的实测样本为基础,重点考察了断面、拉速、液位等主要工艺因素对铸坯黏结的影响,统计和分析了黏结发生时的结晶器热流及其变化规律,对可能诱发黏结的浇铸参数和结晶器热流等进行了分析和探讨.

关键词：连铸宽厚板黏结漏钢结晶器热流

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基于图像处理的黏结漏钢可视化检测方法

中南大学学报（自然科学版） 2016年第2期47卷 380-385页

作者：刘宇王旭东杜凤鸣孔令伟姚曼张晓兵大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 东北电力大学机械工程学院吉林吉林132012 江苏沙钢集团江苏张家港215625

基于板坯连铸结晶器温度在线监控系统,在实现结晶器温度及其变化速率"热成像"的基础上,借助阈值分割算法对温度变化的可疑区域进行提取,并采用八连通判别算法对异常区域进行区分和标记,开发基于计算机图形学的结晶器黏结漏钢可视化预报... 详细信息

基于板坯连铸结晶器温度在线监控系统,在实现结晶器温度及其变化速率"热成像"的基础上,借助阈值分割算法对温度变化的可疑区域进行提取,并采用八连通判别算法对异常区域进行区分和标记,开发基于计算机图形学的结晶器黏结漏钢可视化预报方法。以此为基础,从异常区域的位置、扩展、移动以及形状等方面,归纳和提炼结晶器黏结的共性特征,并与伪黏结进行区分。实验结果表明:基于图像处理的黏结漏钢预报方法,能够将伪黏结有效剔除,直观呈现异常发生和传播的全部过程及其典型特征,为异常在线诊断和准确预报提供先进手段,对于促进连铸生产的智能化、可视化控制水平具有积极意义。

关键词：连铸黏结漏钢图像处理可视化检测

钢铁熔渣在高压水射流条件下的粒度与胶凝活性变化规律

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北京科技大学学报 2011年第2期33卷 161-165页

作者：李宇张玲玲宗燕兵刘晓明苍大强北京科技大学冶金与生态工程学院生态与循环冶金教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

通过自行设计搭建的高温熔融-高压水射流装置,进行了熔融态转炉钢渣与高炉渣的高压水射流试验.试验表明:采用高压水射流直接冷却微细化的方法能够同时实现转炉钢渣的微细化与胶凝活性增强;在本文试验条件下,采用8～10MPa的高压水,射流... 详细信息

通过自行设计搭建的高温熔融-高压水射流装置,进行了熔融态转炉钢渣与高炉渣的高压水射流试验.试验表明:采用高压水射流直接冷却微细化的方法能够同时实现转炉钢渣的微细化与胶凝活性增强;在本文试验条件下,采用8～10MPa的高压水,射流冷却后的射流钢渣体积平均粒度达到94.3μm,主要物相是玻璃相和结晶矿物Ca2S iO4,由其所制备胶凝材料养护28 d的抗压强度达33.96MPa,超过原钢渣制备胶凝材料8MPa.射流高炉矿渣形成絮状结构,并具有更低胶凝活性.与熔融态高炉矿渣相比,熔融态转炉钢渣更适合采用高压水射流方法.

关键词：钢铁冶金渣废料利用粉碎水泥

连铸坯液固相分数检测及液芯末端位置定位新方法

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大连理工大学学报 2013年第2期53卷 221-226页

作者：王兆峰姚曼王旭东李国斌刘宇施桂钱杨龙胜陆洪周张晓兵大连理工大学电子信息与电气工程学部辽宁大连116024 大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 江苏沙钢集团江苏张家港215625

为了准确测量二冷区内铸坯的液固相分数,精确预报铸坯的凝固终点,在理论解析、物理模拟和实验验证研究的基础上,提出了振动法检测连铸坯液固相分数和液芯末端位置的新方法,总结了激振力和受迫振动位移等信号的反馈规律,比较了振频和激... 详细信息

为了准确测量二冷区内铸坯的液固相分数,精确预报铸坯的凝固终点,在理论解析、物理模拟和实验验证研究的基础上,提出了振动法检测连铸坯液固相分数和液芯末端位置的新方法,总结了激振力和受迫振动位移等信号的反馈规律,比较了振频和激振力对相位差的影响,并对检测方案总体思路的可行性进行了论证.研究结果为板坯凝固过程中液固相分数及凝固终点的在线检测提供了指导和参考.

关键词：凝固终点理论解析物理模拟液固相分数

Fe^(2+)、Fe^(3+)对CaO-Al_2O_3-SiO_2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

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材料科学与工艺 2012年第2期20卷 45-51,60页

作者：杨志杰李宇苍大强刁美玲郭文波钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院生态系北京100083

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、EDS等手段研究了Fe2+、Fe3+对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响.结果表明,Fe2+在微晶玻璃中与Mg2+的作用相同,取代以网络外体形式存在的Al3+,使得微... 详细信息

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、EDS等手段研究了Fe2+、Fe3+对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响.结果表明,Fe2+在微晶玻璃中与Mg2+的作用相同,取代以网络外体形式存在的Al3+,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影响,并当Fe2+掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石.Fe3+掺量小于7.5%时,起到补充Si4+不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe3+起到与Fe2+、Mg2+相同的作用,使得析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%时,转变为透辉石,且析晶能力得到大幅提升.随着Fe2+和Fe3+含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但Fe2+具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe3+可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力.

关键词： Fe2+ Fe3+ 微晶玻璃析晶

hcp-Ti中辐照诱发缺陷演化及温度效应的分子动力学研究

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金属学报 2013年第5期49卷 530-536页

作者：姚曼高晓曾维鹏王旭东徐海譞 Simon R.Phillpot 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 Materials Science and Technology Division Oak Ridge National Lab Department of Materials Science and Engineering University of Florida

运用分子动力学方法研究了hcp Ti中的级联碰撞.建立晶体结构模型,选取不同的初级碰撞原子方向和能量,分别研究了级联碰撞中所产生的点缺陷的演化情况,给出初始物理图景.对级联碰撞中的两大特征分布"离位峰"及"热峰"进行分析,定量讨论了... 详细信息

运用分子动力学方法研究了hcp Ti中的级联碰撞.建立晶体结构模型,选取不同的初级碰撞原子方向和能量,分别研究了级联碰撞中所产生的点缺陷的演化情况,给出初始物理图景.对级联碰撞中的两大特征分布"离位峰"及"热峰"进行分析,定量讨论了损伤区瞬态温度分布,局部"熔化区域"的变化,辐照诱发峰值缺陷数和稳定缺陷数等,为分析材料辐照损伤行为提供了数据.本工作中运用的计算方法可作为研究材料辐照诱发缺陷形成微观机制的一个有效手段.

关键词： hcp-Ti 级联碰撞分子动力学辐照诱发缺陷温度

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宽厚板连铸结晶器摩擦行为在线测试与分析

钢铁 2013年第2期48卷 29-33页

作者：张帅马红军姚曼王旭东张晓兵大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 江苏沙钢集团江苏张家港215625

结晶器/铸坯摩擦行为是影响并决定铸坯表面质量的重要因素。以宽厚板坯连铸结晶器为对象,在线检测基于液压振动装置的结晶器/铸坯摩擦力,测试和分析浇铸温度、铸坯断面、拉速与结晶器振动方式等主要工艺参数对摩擦力的影响,为考察和调... 详细信息

结晶器/铸坯摩擦行为是影响并决定铸坯表面质量的重要因素。以宽厚板坯连铸结晶器为对象,在线检测基于液压振动装置的结晶器/铸坯摩擦力,测试和分析浇铸温度、铸坯断面、拉速与结晶器振动方式等主要工艺参数对摩擦力的影响,为考察和调控结晶器/铸坯摩擦行为提供试验基础。相同工艺条件下,摩擦力随浇铸温度的升高而降低,随铸坯断面尺寸的增加而增大。正弦、非正弦振动方式与拉速-振频、振幅振动控制模型的合理匹配,能够显著改善高拉速下的结晶器/铸坯摩擦行为,结晶器振动工艺的开发和优化对于充分发挥液压振动装置设备潜力,稳定高拉速下铸坯表面质量具有积极意义。

关键词：摩擦力结晶器振动宽厚板连铸

FEM-SPH耦合算法模拟铝液粒化的动态过程

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材料科学与工艺 2013年第5期21卷 1-7页

作者：徐啸雄苍大强刘晓明李宇宗燕兵北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

针对传统基于网格方法不能有效模拟大变形问题的现状，本文引入SPH（Smoothed Particle Hydrodynamic）方法模拟液态钢渣（文中简称液渣）与粒化轮的碰撞过程．因液渣物性参数尚不完善，故以铝液代替并使用SPH方法建模，粒化轮则用FEM（... 详细信息

针对传统基于网格方法不能有效模拟大变形问题的现状，本文引入SPH（Smoothed Particle Hydrodynamic）方法模拟液态钢渣（文中简称液渣）与粒化轮的碰撞过程．因液渣物性参数尚不完善，故以铝液代替并使用SPH方法建模，粒化轮则用FEM（Finite Element Method）建模，并通过接触算法实现***的耦合，研究了粒化轮转速、铝液的流速等因素对碰撞过程铝液液滴体积大小的影响．模拟结果表明：当SPH粒子承载质量为2．04×10-4ks时，粒化轮转速达到900rad／min；粒化前铝液流速为1m／s时粒化效果较好且体积多分布在1330～1930mm3；碰撞后粒子运动速度多集中在5～25m／s．

关键词：铝液粒化 SPH FEM 接触算法数值模拟