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ZrC增强激光熔覆CoCrNi合金熔覆层的组织及性能

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 778-786页

作者：刘冉党鲜婷陈楚琦吴韬北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 浙江机电职业技术学院浙江杭州310053

采用激光熔覆技术,在低碳钢表面制备了ZrC增强的CoCrNi合金涂层。研究了不同ZrC含量(0%,1%,3%,5%,质量分数)对CoCrNi基中熵合金涂层组织、硬度和耐磨性的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了涂层的相组成及微观组织结构,并采用显微硬度和摩... 详细信息

采用激光熔覆技术,在低碳钢表面制备了ZrC增强的CoCrNi合金涂层。研究了不同ZrC含量(0%,1%,3%,5%,质量分数)对CoCrNi基中熵合金涂层组织、硬度和耐磨性的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了涂层的相组成及微观组织结构,并采用显微硬度和摩擦磨损试验对样品的硬度和耐磨性进行测试。结果表明:熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,没有出现明显的裂纹及空洞等缺陷。不含ZrC的CoCrNi中熵合金涂层由单相fcc结构组成,随着涂层中ZrC的加入,涂层中的物相组成变为了fcc+ZrC_(0.7)+Cr_(23)C_(6)+ZrO_(2)。涂层的晶粒得到了明显细化,实现了晶界强化、固溶强化和弥散强化(Orowan)的共同作用,形成的碳化物Cr_(23)C_(6)相与fcc固溶体结合形成共晶碳化物,起到了协同强化作用,有效地提高了涂层的硬度和耐磨性。ZrC中的Zr与空气中的杂质O结合生成的ZrO_(2)也对涂层的性能产生了不利影响,主要是因为ZrO_(2)的存在会导致涂层中颗粒分布不均匀加剧,弱化弥散强化的作用。当ZrC较少时,涂层的性能并未得到较好的提升;当涂层中ZrC含量增加到5%(质量分数)时,涂层中析出了较多的强化相ZrC_(0.7)能够有效的提高材料的性能,该涂层的最大硬度(HV0.1)为(6379.8±147)MPa,摩擦系数为0.161,相较于不含ZrC的涂层均有较大的提升。

关键词： ZrC 激光熔覆 CoCrNi合金微观结构性能

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提高烧结矿产量生产实践

冶金能源 2024年第4期43卷 43-47,53页

作者：刘燕霞韩立浩张志旺陈敏董中奇河北工业职业技术大学材料工程系河钢集团钢研总院

通过改善某企业360 m^(2)烧结机焦粉和返矿粒级、优化除尘灰配加方式、合理配矿、系统改进布料装置、实施低负压点火技术改造、加强烧结机系统漏风治理、加大主抽风机能力、提高冷却系统和成品系统的处理能力、提升设备和工艺技术水平... 详细信息

通过改善某企业360 m^(2)烧结机焦粉和返矿粒级、优化除尘灰配加方式、合理配矿、系统改进布料装置、实施低负压点火技术改造、加强烧结机系统漏风治理、加大主抽风机能力、提高冷却系统和成品系统的处理能力、提升设备和工艺技术水平、建立上下工序制约机制,烧结料层厚度由750 mm逐步提高至900 mm。烧结矿生产实现了厚料低碳低温烧结,内返配比由18%降低至13%以下,成品率提高4.2个百分点,烧结矿产量由12141 t/d提高至12893 t/d,烧结入炉比由78%提高至84%,为铁前降本增效取得可观的经济效益。

关键词：烧结矿产量成品率料层厚度

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纳米改性超高性能混凝土板在爆炸荷载下的动态响应试验研究

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材料导报 2024年第11期38卷 88-96页

作者：李少杰张云峰张玉令闫军杜仕国陈博陆军工程大学弹药工程系石家庄050000 西北核技术研究所西安710000 河北交通职业技术学院路桥工程系石家庄050000

为探究纳米改性超高性能混凝土板(UHPC)在爆炸荷载下的动态力学响应,设计了系列UHPC靶板并对其进行近场爆炸冲击试验,采用动态测试系统和相关传感器采集响应信号,对靶板在受载下的位移、应变、加速度等关键力学参数进行研究分析。结果表... 详细信息

为探究纳米改性超高性能混凝土板(UHPC)在爆炸荷载下的动态力学响应,设计了系列UHPC靶板并对其进行近场爆炸冲击试验,采用动态测试系统和相关传感器采集响应信号,对靶板在受载下的位移、应变、加速度等关键力学参数进行研究分析。结果表明,两次爆炸冲击下系列UHPC板的抗爆抗冲击性能均显著优于普通高强混凝土板,同时掺有钢纤维和碳纳米管(CNTs)的UHPC板(SF0.5CNT-UHPC、SF1.0CNT-UHPC)具有良好的抗变形能力和结构稳定性。随钢纤维含量的增加,UHPC板的应变峰值、加速度峰值和跨中最大挠度均明显减小,相应损伤程度减轻。使用等效单自由度分析从理论上计算了SF0.5CNT-UHPC、SF1.0CNT-UHPC板在弹性阶段的位移响应,发现跨中最大挠度的理论计算结果与实测值较为接近,两靶板误差分别为13.5%、8.7%。CNTs和钢纤维通过抑制不同尺度的缺陷显著提升了UHPC的强度、刚度和抗裂性,对UHPC表现出协同强化作用。

关键词：超高性能混凝土碳纳米管钢纤维爆炸冲击动态响应

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间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 44-50页

作者：徐昭何伟王义天贾臻邾茂盛庾汉成合肥工业大学建筑环境与技术工程系合肥230009 青海建筑职业技术学院市政机电系西宁810012

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高... 详细信息

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

关键词：地源热泵土壤温度土壤湿度相变材料

基于Deform-3D的汽车发动机十二角轴套多工位冷镦技术

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锻压技术 2024年第6期49卷 52-60页

作者：张志武波涛张国新李文涛韩龙海河北机电职业技术学院汽车工程系河北邢台054000

汽车发动机十二角轴套由于结构复杂导致生产工序较多,普遍存在效率不高、耗材多、质量不稳定等生产难题,为此,旨在开发一种适用于该轴套的多工位冷镦工艺。首先,对轴套结构进行分析,制定了两种符合成形理论的冷镦工艺方案,并完成了多工... 详细信息

汽车发动机十二角轴套由于结构复杂导致生产工序较多,普遍存在效率不高、耗材多、质量不稳定等生产难题,为此,旨在开发一种适用于该轴套的多工位冷镦工艺。首先,对轴套结构进行分析,制定了两种符合成形理论的冷镦工艺方案,并完成了多工位模具结构的简单设计与建模;其次,在Deform-3D中建立了轴套材料SCM420钢的Norton-Hoff流动应力模型,并依此对两种工艺进行了成形仿真,具体分析了金属的变形过程,同时比较了等效应力分布结果、载荷变化情况以及材料的损伤程度,从而提高了最终工艺的可靠性;最后,通过实际冷镦试验对仿真结果进行了验证,完成了十二角轴套的试生产。制造的轴套棱角饱满、成形完整,外观和内孔质量较好,无裂纹和划伤等缺陷,且尺寸精度高,能够满足使用要求。

关键词：多工位冷镦十二角轴套流动应力模型等效应力载荷材料损伤程度

PVA水凝胶直写3D打印制备Al2O3陶瓷的工艺研究

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粉末冶金工业 2024年第05期 83-88页

作者：石永亮刘浩陈存广河北工业职业技术大学材料工程系北京科技大学新材料技术研究院

实验以热溶-速冻技术开发的PVA水凝胶为粘结剂，制备了具有一定流变特性、稳定的Al2O3陶瓷浆料，并采用自行设计的气动挤出直写3D打印机实现了形状复杂的Al2O3陶瓷件成形制备。研究了Al2O3陶瓷浆料的流变行为及可挤出打印条件，对打印... 详细信息

实验以热溶-速冻技术开发的PVA水凝胶为粘结剂，制备了具有一定流变特性、稳定的Al2O3陶瓷浆料，并采用自行设计的气动挤出直写3D打印机实现了形状复杂的Al2O3陶瓷件成形制备。研究了Al2O3陶瓷浆料的流变行为及可挤出打印条件，对打印坯体断面及烧结件进行了观察分析，并对网格坯体的干燥-烧结收缩率及烧结件的抗弯强度进行了测定。结果表明：采用PVA水凝胶作为粘结剂可制备出稳定的并能保证匀速挤出的Al2O3陶瓷浆料，适于直写3D打印的固相体积分数为55%～65%。提高固相体积分数，有助于浆料的3D打印成形，降低坯体的干燥-烧结收缩率，抑制烧结变形，但过高的固相体积分数会降低坯体层与层之间粘合程度，降低烧结件的抗弯强度。实验得出的最佳固相体积分数为60%，并通过工艺优化实现了多种形状陶瓷件的3D打印。

关键词：直写3D打印流变性能陶瓷浆料氧化铝 PVA水凝胶

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伪蛋白生物材料的分类、合成及其应用

化工进展 2024年第4期43卷 2001-2016页

作者：薛云娇张璇刘洋陈玉焕房静杨芳河北工业大学化工学院天津300130 天津生物工程职业技术学院天津300462

伪蛋白是一种新型合成生物可降解材料,以氨基酸为基本结构单元,它与蛋白质不同的是除了含有肽键外,还含有其他连接基团,这种结构使其既具有蛋白质的优良特性,又具有良好的力学性能、热性能、可调节的物理化学性能以及优异的细胞相容性... 详细信息

伪蛋白是一种新型合成生物可降解材料,以氨基酸为基本结构单元,它与蛋白质不同的是除了含有肽键外,还含有其他连接基团,这种结构使其既具有蛋白质的优良特性,又具有良好的力学性能、热性能、可调节的物理化学性能以及优异的细胞相容性和3D微孔结构等性质,因此伪蛋白能够有效应用于载体、伤口愈合、组织工程等生物医药领域。本文首先综述了目前所研究的伪蛋白的类型,包括非功能性和功能性伪蛋白两类;之后详细阐述了缩聚合成伪蛋白的方法,包括溶液缩聚、界面聚合、熔融缩聚、开环聚合四种方法;接着归纳了伪蛋白生物材料在药物载体、基因载体、组织工程、创面敷料等方面的应用;最后,对伪蛋白生物材料在合成路线及应用方面未来的发展进行了探讨和展望。

关键词：伪蛋白合成聚合物载体组织工程

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石墨含量对车用镀Ni石墨/Cu复合材料摩擦磨损性能的影响

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材料热处理学报 2024年第9期 77-83页

作者：王汇龙李丕毅高希瑞刘洋赈浙江工业职业技术学院交通学院上海交通职业技术学院汽车工程学院暨南大学化学与材料学院

石墨添加量是影响Cu基复合材料摩擦学性能的关键因素之一。为此，研究了镀Ni石墨含量(2、4、6和8 mass%)对镀Ni石墨/Cu复合材料摩擦学行为的影响，分析了石墨含量与复合材料的微观组织、物理性能及硬度的关系，以确定最佳的石墨添加量... 详细信息

石墨添加量是影响Cu基复合材料摩擦学性能的关键因素之一。为此，研究了镀Ni石墨含量(2、4、6和8 mass%)对镀Ni石墨/Cu复合材料摩擦学行为的影响，分析了石墨含量与复合材料的微观组织、物理性能及硬度的关系，以确定最佳的石墨添加量。结果表明：复合材料中石墨与Cu之间的结合性较好，没有出现明显的空隙和裂纹；随镀Ni石墨由2 mass%增加到8 mass%,复合材料的致密度和导电率分别减小了3.7%和43.5%,硬度先由60.3 HV0.1增大到63.4 HV0.1后再减小到59.7 HV0.1,其中转折点在6 mass%镀Ni石墨，而摩擦系数和磨损率均为先减小后增大。因此，理想的镀Ni石墨添加量为6 mass%,此时，复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主，粘着和氧化磨损为辅。

关键词： Cu基复合材料镀Ni石墨磨损机制

直写3D打印TiC网络陶瓷/高铬铸铁复合材料的制备及性能研究

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铸造 2024年第5期73卷 644-649页

作者：石永亮刘浩陈存广河北工业职业技术大学材料工程系河北石家庄050091 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

采用浆料直写3D打印技术制备了TiC网络陶瓷,并结合无压浸渗制备了TiC网络陶瓷/高铬铸铁复合材料。采用扫描电子显微镜对TiC网络陶瓷预制体与浸渗后的组织进行了观察,采用EDS对界面元素分布进行了分析,并对复合材料的硬度、抗压强度和耐... 详细信息

采用浆料直写3D打印技术制备了TiC网络陶瓷,并结合无压浸渗制备了TiC网络陶瓷/高铬铸铁复合材料。采用扫描电子显微镜对TiC网络陶瓷预制体与浸渗后的组织进行了观察,采用EDS对界面元素分布进行了分析,并对复合材料的硬度、抗压强度和耐磨性进行了测定。结果表明:复合材料中TiC线条与高铬铸铁线条在空间上形成了三维互穿网络结构,实现了空间韧化的效果,提高了复合材料的整体力学性能;随着复合材料中TiC线条体积分数的增加,硬度随之增加,抗压强度与耐磨性都表现为先增后减,在Ti C体积分数50%时达到最佳值。

关键词： Ti C网络陶瓷直写3D打印高铬铸铁无压浸渗耐磨性