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模具温度和浇注温度对铸造Al-Li-Cu-Mg-Sc-Zr-Ti合金流动性和热裂行为的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：王一笑吴国华张亮郭幼节童鑫李良彬熊训满上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成形国家工程研究中心江西赣锋锂业有限公司

本文通过实验与模拟方法研究了浇注温度和模具温度对Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.15Sc-0.1Zr-0.1Ti合金流动性和热裂行为的影响。结果表明，当浇注温度从680℃升到740℃时，螺旋流动性试样的长度从302 mm增加到756 mm；当模具温度从200℃升到40... 详细信息

本文通过实验与模拟方法研究了浇注温度和模具温度对Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.15Sc-0.1Zr-0.1Ti合金流动性和热裂行为的影响。结果表明，当浇注温度从680℃升到740℃时，螺旋流动性试样的长度从302 mm增加到756 mm；当模具温度从200℃升到400℃时，螺旋流动性试样的长度从293 mm增加到736 mm。随着浇注温度和模具温度的增加，合金热裂敏感因子先降低后升高，主要是由于浇注温度过高容易产生含Li氧化物导致的。过高的浇注温度和模具温度容易产生氧化物夹杂物和孔洞，导致合金的流动性降低，热裂敏感因子升高，综合实验和模拟结果分析，浇注温度和模具温度分别控制在～720℃和～300℃适合生产铸造铝锂合金产品。

关键词：流动性热裂铸铝锂合金工艺参数数值模拟

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稀土Y掺杂V-Cr合金增塑机理及透氢性能

金属学报 2024年

作者：杨波陈小亮史晓斌任伟高恒宋广生安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备教育部重点实验室上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海大学理学院物理系

氢分离V100-xCrx(x=8、10，原子分数，%，下同)合金冷轧时易开裂，难以室温加工成形，而稀土Y的掺杂有助于提高冷轧塑变能力，促进高通量氢分离钒合金膜的规模化低廉制备。在优良冷轧成形性能的基础上，研究透氢效率和抗氢脆使用寿命对... 详细信息

氢分离V100-xCrx(x=8、10，原子分数，%，下同)合金冷轧时易开裂，难以室温加工成形，而稀土Y的掺杂有助于提高冷轧塑变能力，促进高通量氢分离钒合金膜的规模化低廉制备。在优良冷轧成形性能的基础上，研究透氢效率和抗氢脆使用寿命对开发新型高质量非Pd合金膜具有重要理论意义和应用价值。本工作利用氧氮氢分析仪、XRD、SEM、TEM、EPMA、冷轧机、硬度计、拉伸机、氢渗透装置研究了Y对铸态氢分离V100–x-yCrxYy合金(x=8,y=1;x=10,y=1、3，原子分数，%)微观组织、冷轧成形性能、透氢性能和抗氢脆性能的影响，探究了V100-xCrx合金脆化成因和V-Cr-Y合金增塑机理，且分析了V-Cr和V-Cr-Y合金膜组织形成和抗氢脆性能优劣原因。研究结果表明，V-Cr合金为单相等轴晶组织，而Y的掺杂导致形成枝晶状固溶体与枝晶间细小颗粒的复合组织。二元V-Cr合金中Y的掺杂显著降低了合金的硬度，且大幅度提高了合金的冷轧成形性能。在3种含Y合金中，V91Cr8Y1合金的硬度(108.88 HV)最低，最大冷轧压下率(94.5%)最高。虽然V-Cr-Y合金的氢渗透率较无Y的低，但仍是商业化Pd77Ag23合金的2.5～3.0倍，且其抗氢脆性能远优于V-Cr合金，可缓冷至室温而不破裂。稀土Y作为俘获剂与体系中O和S作用形成第二相颗粒，产生净化除杂效应使基体软化，降低塑变成膜的阻力，从而成功制备出成形性能和抗氢脆性能均优的V-Cr-Y合金膜。

关键词：稀土元素成形性能增塑机理透氢性能抗氢脆性能

横向弱磁场对镍基高温合金发散双晶竞争生长行为的影响

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金属学报 2024年

作者：谢信亮周丽萍余建波玄伟东陈超越王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢国家重点实验室南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心

静磁场作为外加物理场，可以有效调控材料成形过程，为调控镍基高温合金凝固组织和晶体定向生长提供了新的思路。本工作研究了DD483镍基高温合金发散双晶在横向弱磁场下(0.1和0.7 T)定向竞争生长规律和组织形貌演变特征。结果表明：未... 详细信息

静磁场作为外加物理场，可以有效调控材料成形过程，为调控镍基高温合金凝固组织和晶体定向生长提供了新的思路。本工作研究了DD483镍基高温合金发散双晶在横向弱磁场下(0.1和0.7 T)定向竞争生长规律和组织形貌演变特征。结果表明：未施加磁场时，发散双晶中择优取向晶粒(晶粒A)淘汰非择优取向晶粒(晶粒B)，且晶粒淘汰速率与抽拉速率无关。磁场能显著影响发散双晶的竞争生长速率，且受双晶在磁场下的摆放方式和抽拉速率的影响。当发散双晶在磁场下按A-to-B方式摆放时，施加磁场抑制了择优取向晶粒(晶粒A)在晶界处的分枝，减缓了晶粒A的淘汰速率。当发散双晶按B-to-A方式摆放时，施加磁场进一步促进了晶粒A在晶界处的分枝，加速了晶粒A的淘汰速率。随着抽拉速率的提高，磁场对减缓或加速晶粒的竞争淘汰作用逐渐减弱。磁场的施加在枝晶间产生的热电磁对流效应改变了发散双晶晶界处的溶质分布，从而影响枝晶在晶界处的侧枝生长，是导致晶粒竞争生长行为发生变化的主要原因。随着拉速的增加，磁场作用时间变短，热电磁对流效应对晶界处分枝作用的影响减弱。

关键词：镍基高温合金晶粒竞争生长横向磁场热电磁对流

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筒形件中不同结构筋条整体成形方法综述

塑性工程学报 2024年第1期31卷 83-98页

作者：朱正午赵亦希于忠奇李双利上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

带筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要承载构件,采用塑性整体制造能够高效地成形出金属流线完整的带筋薄壁筒形件,是实现空天装备轻量化、提升性能的重要手段。针对带筋薄壁筒形件加筋结构,从加工理论、材料成形规律和工艺参数优化3个方... 详细信息

带筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要承载构件,采用塑性整体制造能够高效地成形出金属流线完整的带筋薄壁筒形件,是实现空天装备轻量化、提升性能的重要手段。针对带筋薄壁筒形件加筋结构,从加工理论、材料成形规律和工艺参数优化3个方面综述了带单筋薄壁筒形件、带纵横交叉筋薄壁筒形件、带螺旋交叉筋薄壁筒形件的整体成形方法。此外,对比了不同结构筋条在各加工方法下的成形参数和成筋特点,归纳了各类整体成形方法的优点与局限性,总结了带筋薄壁筒形件整体成形方法的发展趋势,对成形更高、更饱满均匀的加强筋进行展望。

关键词：带筋薄壁筒形件整体成形筋条参数

铁掺杂氮化碳/BiVO_(4)构建Z型光催化全解水

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分子催化（中英文） 2024年第2期38卷 112-120,I0001,I0002页

作者：刘智焬戚荣杰罗皓霖叶朕江治上官文峰上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用气相挥发法在聚合物氮化碳(PCN)结构中引入了适量的铁(Fe)掺杂组分,成功制备出具有可调Fe掺杂浓度的PCN半导体光催化剂,其中0.55%(w) Fe掺杂的PCN析氢催化活性(410μmol·h^(-1))为原始PCN的2.6倍并通过XRD、UV-Vis、PL、XPS、SEM... 详细信息

采用气相挥发法在聚合物氮化碳(PCN)结构中引入了适量的铁(Fe)掺杂组分,成功制备出具有可调Fe掺杂浓度的PCN半导体光催化剂,其中0.55%(w) Fe掺杂的PCN析氢催化活性(410μmol·h^(-1))为原始PCN的2.6倍并通过XRD、UV-Vis、PL、XPS、SEM等表征阐明了Fe掺杂对PCN的影响和作用机理.同时调控钒酸铋的生长环境(配合剂、水热时间、pH)合成了具备不同形貌的钒酸铋(BiVO4),进一步成功合成了暴露{010}和{-121}晶面的十面体BiVO_(4).Z型体系中还原和氧化过程分离,可以在不同催化剂上分别进行氧化还原反应,能够有效抑制逆反应的发生,同时扩宽光催化材料的设计和选择的可能性.以PCN作为产氢端催化剂,十面体BiVO_(4)作为产氧端催化剂,以Fe^(3+)/Fe^(2+)作为离子对构建了Z型体系实现了光催化全解水.其中0.55%Fe掺杂的PCN-Fe/BiVO_(4)表现出了更优异的光催化活性,全解水的产氢性能比未改性的PCN/BiVO_(4)提升近一倍,进一步验证了气相挥发法掺杂Fe改性策略的有效性.这种基于催化剂(氮化碳)性质的掺杂改性方法对于催化剂的优化和设计以及构建Z型光催化全解水体系的探索具备一定的借鉴意义.

关键词：氮化碳铁掺杂钒酸铋 Z型体系光催化

航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

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上海航天（中英文） 2024年第3期41卷 103-109页

作者：黄静宏邹仁珍陈航朱帅江燕范根莲谭占秋李志强张荻上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室材料科学与工程学院上海200240 上海机电工程研究所上海201109 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

碳纳米管(CNT)作为增强体的铝基复合材料(CNT/Al)具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势,用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料,采用叠片粉末冶金与合金化方法制备... 详细信息

碳纳米管(CNT)作为增强体的铝基复合材料(CNT/Al)具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势,用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料,采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5%CNT/2A12复合材料,并研究了不同时效条件下的力学性能与阻尼性能。在130℃时效6~14 h时,复合材料具有最佳的拉伸强度与延伸率,抗拉强度最高可达595 MPa(时效12 h),延伸率最高可达14.0%(时效8 h)。复合材料的阻尼在0~180℃时变化不大,其在0.005左右,180~300℃时明显提高,300℃时可达0.05,阻尼性能受时效时间影响不大。复合材料的储存模量随测试温度升高而下降,在180~300℃时随振动频率升高而升高。时效条件为130℃-8 h时,质量分数1.5%CNT/2A12复合材料性能兼具良好的力学性能与阻尼性能。

关键词： CNT/2A12复合材料热处理力学性能阻尼性能储存模量

基于缺陷工程增强的rGO/CoNiS超级电容器电极材料的制备和电化学性能(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：王絮赵伯旺梁佳宇刘庚正郭泽飞郝惠莲李文尧沈文忠上海工程技术大学材料科学与工程学院上海交通大学物理与天文学院太阳能研究所人工结构与量子调控教育部重点实验室

为了探索过渡金属硫化物中的缺陷对其电化学性能的影响，作者采用氧化石墨烯和钴镍硫化物作原材料通过溶剂热法合成了含有硫缺陷的还原氧化石墨烯/钴镍硫化物(rGO10-CoNi2S4-x)复合电极材料。合成的复合电极材料既包含有纳米片又同时包... 详细信息

为了探索过渡金属硫化物中的缺陷对其电化学性能的影响，作者采用氧化石墨烯和钴镍硫化物作原材料通过溶剂热法合成了含有硫缺陷的还原氧化石墨烯/钴镍硫化物(rGO10-CoNi2S4-x)复合电极材料。合成的复合电极材料既包含有纳米片又同时包含有纳米棒。恒电流充放电测试表明，当电流密度为1 A g-1时，电极材料获得的比电容为3050.1F g-1; 当电流密度从1 A g-1增加至10 A g-1时，电容保持率为86.1%. 与不含硫缺陷的rGO-CoNi2S4复合物相比，含有硫缺陷的rGO10-CoNi2S4-x具有高的比电容和良好的倍率性能。优化的含有硫缺陷的rGO10-CoNi2S4-x电极材料展示出了良好的循环性能和倍率性能。

关键词：氧化还原石墨烯/钴镍硫复合材料超级电容器电化学性能硫缺陷热溶剂法

1 MHz,273 W掺镱棒状光纤啁啾脉冲放大系统

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物理学报 2024年第13期73卷 142-147页

作者：王栋梁史卓王井上吴洪悦张晓辉常国庆中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 上海交通大学物理与天文学院上海200240 华南理工大学材料科学与工程学院广州510275 季华实验室佛山528200 松山湖材料实验室东莞523808

掺镱超快光纤激光器因光束质量好、输出功率高而被广泛应用于科学研究、工业加工、医疗诊断等领域.大模场面积的棒状光纤可以提供平均功率在百瓦量级的高能量飞秒脉冲输出,本文基于掺镱棒状光纤搭建了啁啾脉冲放大系统,详细研究脉冲输... 详细信息

掺镱超快光纤激光器因光束质量好、输出功率高而被广泛应用于科学研究、工业加工、医疗诊断等领域.大模场面积的棒状光纤可以提供平均功率在百瓦量级的高能量飞秒脉冲输出,本文基于掺镱棒状光纤搭建了啁啾脉冲放大系统,详细研究脉冲输入功率对脉冲放大及压缩的影响.实验结果表明,在低放大功率下(<160 W)增大输入功率可提升放大效率且脉冲压缩质量基本不受影响;当放大功率进一步增大时,需选择合适的输入功率避免积累过量非线性相位.该啁啾脉冲放大系统可将20 W圆偏光输入放大至305 W,压缩后产生平均功率为273 W、能量为273μJ的264 fs脉冲,脉冲平均功率和峰值功率比Pedersen课题组(Pedersen M E,Johansen M M,Olesen A S,Michieletto M,Gaponenko M,Maack M D 2022 Opt.Lett,475172)结果约提升了一倍.

关键词：超快光纤激光高平均功率脉冲放大

碳化对水泥基材料孔径分布及渗透速率影响的数值研究

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建筑材料学报 2024年

作者：童良玉刘清风上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室亚热带建筑与城市科学全国重点实验室

水泥基材料的碳化过程在固碳的同时可密实孔隙结构并提升材料抗渗性能。本文研究了非饱和水泥基材料碳化过程中沉积物在孔隙结构的填充位置，分析了碳化过程对孔径分布及渗透速率的影响.基于复合概率孔径分布，本文构建了碳化后水泥基... 详细信息

水泥基材料的碳化过程在固碳的同时可密实孔隙结构并提升材料抗渗性能。本文研究了非饱和水泥基材料碳化过程中沉积物在孔隙结构的填充位置，分析了碳化过程对孔径分布及渗透速率的影响.基于复合概率孔径分布，本文构建了碳化后水泥基材料非线性孔径分布转化模型和渗透速率预测模型，并分别通过试验数据进行了模型验证.结果表明，在综合考虑碳化后孔隙率和孔径分布变化的情况下，水分渗透速率的预测精度可得到提升.参数化分析显示，碳化时孔饱和度的变化将改变碳化产物在孔隙结构中的沉积位置，进而导致碳化后孔径分布和渗透速率的差异.此外，相较于单一孔隙密实过程，迭代密实过程中材料渗透速率下降率有所减缓.

关键词：水泥基材料固碳孔径分布水分渗透速率