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金刚石/铜-硼复合材料界面结构及其对热导率和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 246-254页

作者：谢忠南郭宏肖伟张习敏黄树晖孙明美解浩峰有研科技集团有限公司有色金属结构材料制备加工国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

通过控制硼含量制备不同界面结构的金刚石/铜复合材料,研究复合材料的界面显微组织及其对热性能和力学性能的影响。结果表明,界面处形成微米级B4C齿状结构,该结构为界面结合提供冶金结合和机械啮合的双重作用。金刚石/铜-硼复合材料获... 详细信息

通过控制硼含量制备不同界面结构的金刚石/铜复合材料,研究复合材料的界面显微组织及其对热性能和力学性能的影响。结果表明,界面处形成微米级B4C齿状结构,该结构为界面结合提供冶金结合和机械啮合的双重作用。金刚石/铜-硼复合材料获得最高为695 W/(m·K)的热导率和535 MPa的弯曲强度。金刚石与B4C之间形成具有金刚石(111)//B4C (104)取向关系的半共格界面。微纳米级齿状结构可提高界面声子传输效率和界面结合强度。

关键词：金属基复合材料金刚石/铜复合材料热导率界面结构

基于实验和DFT计算揭示EDTA对α-HH晶形调控的影响

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建筑材料学报 2024年

作者：杜景卫郅晓朱建平刘松辉司亚超河南理工大学材料科学与工程学院龙佰集团股份有限公司中国建筑材料科学研究总院

为探索钛石膏高附加值利用，以乙二胺四乙酸为转晶剂研究钛石膏制备α-HH的可行性，并揭示对晶形调控的影响. DFT计算和实验结果表明：EDTA中的羧酸与Ca2+形成配位吸附，在不同晶面产生吸附能差异并通过延长反应时间，促使各晶面生产速... 详细信息

为探索钛石膏高附加值利用，以乙二胺四乙酸为转晶剂研究钛石膏制备α-HH的可行性，并揭示对晶形调控的影响. DFT计算和实验结果表明：EDTA中的羧酸与Ca2+形成配位吸附，在不同晶面产生吸附能差异并通过延长反应时间，促使各晶面生产速率不同. 由于在顶部的吸附作用较端面强，使得晶体沿着纵轴的生长能力减弱，在横轴的生长作用增强. 在EDTA剂量0.1%时制备出长径比1.09:1的短柱状α-HH，但随着剂量的增大在横轴的生长过剩易产生板状晶形，不利于短柱状α-HH制备.

关键词：钛石膏乙二胺四乙酸(EDTA) DFT 吸附能晶形调控

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冷拔82B-V珠光体钢中碳化物演化行为

钢铁 2024年

作者：王志豪曹燕光杨庚蔚李昭东张开臣王进建武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京市建筑工程研究院有限责任公司

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织... 详细信息

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织分析结果表明，经冷拔后珠光体片层逐渐转向拉拔方向，且片层间距由140 nm减小至80 nm，表现出良好的变形能力；在拉拔过程中，钢丝中的铁素体内部生成了大量位错胞状结构，铁素体片层被位错壁隔断呈“竹节”状形貌，渗碳体发生转动，部分相邻的铁素体片层区域间的渗碳体相发生溶解消失。物理化学相分析结果表明，盘条拉拔成钢丝后合金渗碳体中的C元素扩散至铁素体内部，部分渗碳体发生溶解，渗碳体质量分数由7.99%降至6.67%；稳定化处理后的钢绞线中合金渗碳体质量分数略有回升，提高至7.00%；而APT的结果表明，与盘条相比，C原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数仅为13.5%，降低了7.5个百分点；Cr、Mn和V原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数分别为0.51%、1.59%和0.23%，分别降低了0.246、0.785和0.170个百分点，进一步证实了在大变形拉拔过程中合金渗碳体发生溶解，C、Cr、Mn和V扩散至铁素体中。通过拉伸试验和断口形貌分析可知，钢丝在拉伸过程无颈缩产生，断口呈射状及结晶状，存在贯穿整个截面的撕裂棱；而钢绞线产生了颈缩，断口呈灰色无光泽的纤维状，芯部撕裂棱较浅，结晶状形貌明显减少，表现出更优的综合力学性能，其抗拉强度和断面收缩率分别达2 045 MPa和35.2%。

关键词：珠光体钢丝拉拔微观组织合金渗碳体三维原子探针

碳热还原氮化硅藻土制备Si_(2)N_(2)O/SiC复合粉体

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硅酸盐通报 2024年第7期43卷 2680-2684页

作者：万赣匡猛黄思源张琎珺王平张声洲赣州职业技术学院材料工程学院赣州341000 深圳市标准技术研究院深圳518033 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024 江西理工大学材料科学与工程学院赣州341000

氧氮化硅(Si_(2)N_(2)O)是性能优良的耐火材料和高温结构材料,具有优异的抗蠕变性、耐腐蚀性和抗氧化性等优点。本工作利用硅藻土作为硅源,乙炔炭黑作为还原剂,通过碳热还原氮化法在硅藻土表面原位合成Si_(2)N_(2)O/SiC复合粉体。采用X... 详细信息

氧氮化硅(Si_(2)N_(2)O)是性能优良的耐火材料和高温结构材料,具有优异的抗蠕变性、耐腐蚀性和抗氧化性等优点。本工作利用硅藻土作为硅源,乙炔炭黑作为还原剂,通过碳热还原氮化法在硅藻土表面原位合成Si_(2)N_(2)O/SiC复合粉体。采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)和N_(2)吸附/脱附等温线对样品进行表征。结果表明,在原料配比m(硅藻土)∶m(乙炔炭黑)=1∶1条件下,1 450℃煅烧4 h后,SiO_(2)完全转变成Si_(2)N_(2)O和β-SiC物相,样品整体呈球状形貌,大颗粒周围分布大量片层状小颗粒,并存在介孔结构。Si_(2)N_(2)O/SiC复合粉体作为性能优良的高温结构材料,有望在结构复合材料中得到广泛的应用。

关键词： Si_(2)N_(2)O/SiC 硅藻土碳热还原氮化法多孔结构高温结构材料复合粉体

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SP700钛合金热变形行为及组织演变

工程科学学报 2024年第4期46卷 676-683页

作者：田宁宋晓云叶文君惠松骁中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800~880℃、应变速率为1~10 s–1、压缩变形量为30%和50%条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩... 详细信息

采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800~880℃、应变速率为1~10 s–1、压缩变形量为30%和50%条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩变形的峰值流变应力降低.合金在800℃压缩变形时,流变应力曲线呈明显的动态软化,其显微组织中α片层逐渐破碎球化,部分α片层发生动态再结晶.随变形温度升高,合金压缩真应力–应变曲线呈稳态流变状态.在相同变形温度下,随应变速率和压缩变形量增加,α片层球化程度增加.热变形过程中,平行于压缩轴的α片层在压应力作用下弯曲扭折,片层内取向差不连续存在,并于不连续处存在新α/α界面.垂直于压缩轴的α片层在压应力作用下界面发生起伏,片层内部存在累积取向差.在界面起伏处β相楔入α片层,最终导致α片层的破碎球化.

关键词： SP700钛合金热变形条件动态再结晶高温流动行为 α片层球化

柠檬酸改性低分子量减水剂的合成、性能及机理

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材料导报 2024年第2期38卷 258-263页

作者：卢通钱珊珊刘晓高瑞军郑春扬江苏奥莱特新材料股份有限公司江苏省(奥莱特)混凝土高分子助剂工程技术研究中心南京211505 北京工业大学材料与制造学部北京100124 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024

以柠檬酸(CA)和聚乙二醇聚丙二醇单甲醚(MPEPPG)为主要反应原料,通过酯化反应合成一种柠檬酸改性低分子量减水剂(LMWS)。通过红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱测试获得合成减水剂的结构参数信息。同时通过动态光散射(DLS)、水泥净浆Zeta电... 详细信息

以柠檬酸(CA)和聚乙二醇聚丙二醇单甲醚(MPEPPG)为主要反应原料,通过酯化反应合成一种柠檬酸改性低分子量减水剂(LMWS)。通过红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱测试获得合成减水剂的结构参数信息。同时通过动态光散射(DLS)、水泥净浆Zeta电位、减水剂对水泥的吸附性能、水泥净浆凝结时间、水泥水化热、水泥净浆塑性粘度、水泥净浆流动度及混凝土性能等研究对比了相同酸醚比(n(CA)∶n(MPEPPG)=1∶1)时不同分子量LMWS的综合性能。结果表明:相同掺量条件下,分子量适中的LMWS-3显著降低水泥净浆的塑性粘度并延缓水泥的水化进程,具有优异的初始分散和分散保持性能。

关键词：柠檬酸酯化低分子量减水剂混凝土

合成石英玻璃炉膛内气流场模拟仿真国内外发展现状

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1230-1236页

作者：周建欣聂兰舰王慧贾亚男魏晋刘瑞旺中国建材集团有限公司中国建筑材料科学研究总院有限公司石英与特种玻璃研究院建筑材料行业石英玻璃重点实验室北京100024

在合成石英玻璃的生产过程中,炉膛的设计以及炉膛内气流场的合理分布和控制会影响合成石英玻璃的均匀性和温度分布,从而进一步影响合成石英玻璃的物理性能和化学成分均匀性,因此炉膛内气流场的稳定性对于提高合成石英玻璃的生产效率具... 详细信息

在合成石英玻璃的生产过程中,炉膛的设计以及炉膛内气流场的合理分布和控制会影响合成石英玻璃的均匀性和温度分布,从而进一步影响合成石英玻璃的物理性能和化学成分均匀性,因此炉膛内气流场的稳定性对于提高合成石英玻璃的生产效率具有重要作用。本文介绍了合成石英玻璃的特性及相关应用,针对目前炉膛内气流场温度较高且无法进行测试等问题,结合国内外关于气流场模拟的研究现状,总结了目前气流模拟方法、仿真模型、数值计算技术等方面的研究进展。通过比较和分析多种模拟方法和模型,总结了计算流体力学(CFD)方法在合成石英玻璃制备中的应用前景。此外,文中还提出了多物理场耦合应用的发展方向,这为优化合成石英玻璃的制备流程和产品质量提供了参考。

关键词：合成石英玻璃化学气相沉积炉膛气流模拟计算流体力学多物理场耦合

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有机胺类CO_(2)捕集吸收剂研究进展

应用化工 2024年第1期53卷 172-177页

作者：张帅郅晓石信超房晶瑞曲齐齐马腾坤陈阁中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验北京100024

综述了有机胺类化学吸收剂的研究进展、性能评价指标、不同吸收剂的CO_(2)捕集机理、存在问题以及有机胺类CO_(2)捕集吸收剂的发展趋势。为了实现1.5℃温控目标及“碳中和”愿景,二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发和应用愈发受到关注... 详细信息

综述了有机胺类化学吸收剂的研究进展、性能评价指标、不同吸收剂的CO_(2)捕集机理、存在问题以及有机胺类CO_(2)捕集吸收剂的发展趋势。为了实现1.5℃温控目标及“碳中和”愿景,二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发和应用愈发受到关注。在众多碳捕集技术中,以有机胺类作为吸收剂的化学吸收法是研究最多、最为成熟的碳捕集技术,已在电力、水泥、化工等行业建成多项示范工程,有望实现电力和工业部门大规模CO_(2)减排。

关键词：碳捕集有机胺化学吸收相变催化

碳化钢渣水泥砂浆抗压强度及膨胀性能试验研究

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铁道建筑 2024年第7期64卷 149-153页

作者：高鹏飞李克冰屈雨浓中冶检测认证有限公司北京100088 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

用钢渣按一定掺量替代天然砂制成水泥砂浆,进行抗压强度试验和膨胀性能试验,分析钢渣的碳化和掺量对水泥砂浆试件抗压强度和膨胀性能的影响。结果表明:未碳化钢渣水泥砂浆试件抗压强度随掺量增加而减小,碳化钢渣水泥砂浆试件抗压强度随... 详细信息

用钢渣按一定掺量替代天然砂制成水泥砂浆,进行抗压强度试验和膨胀性能试验,分析钢渣的碳化和掺量对水泥砂浆试件抗压强度和膨胀性能的影响。结果表明:未碳化钢渣水泥砂浆试件抗压强度随掺量增加而减小,碳化钢渣水泥砂浆试件抗压强度随掺量增加先增大后减小;钢渣水泥砂浆试件膨胀破损情况随钢渣掺量增加而愈加严重,龄期相同时未碳化钢渣水泥砂浆试件更快出现破损,且破损发展更严重,说明对钢渣进行碳化处理能够明显提升水泥砂浆的体积稳定性;钢渣水泥砂浆试件膨胀率总体上随钢渣掺量增加而增大。对于本文试验所用钢渣,掺量不超过45%时对钢渣进行碳化处理可抑制水泥砂浆试件的膨胀,但掺量达到60%时,掺入钢渣所导致的膨胀效应远大于钢渣碳化对其膨胀的抑制作用。研究结果可为碳化钢渣在工程中的应用提供参考。

关键词：工程材料抗压强度试验研究碳化钢渣膨胀性能