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微缺陷对铀材料腐蚀的影响研究现状

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 572-580页

作者：董豪鹏蔡定洲苏斌刘柯钊中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907

铀及铀合金是核工业中重要的结构和功能材料,其腐蚀状态对于材料的使役有效性有重要影响。材料学因素,包括组分、组织结构、内部和表面的缺陷状态等是影响铀材料耐蚀性能的内因。本文重点综述了铀材料中微缺陷对腐蚀的影响规律的研究现... 详细信息

铀及铀合金是核工业中重要的结构和功能材料,其腐蚀状态对于材料的使役有效性有重要影响。材料学因素,包括组分、组织结构、内部和表面的缺陷状态等是影响铀材料耐蚀性能的内因。本文重点综述了铀材料中微缺陷对腐蚀的影响规律的研究现状,从杂质元素、夹杂、显微组织、表面状态4个方面系统梳理了国内外公开报道的研究工作和取得的规律认识。在此基础上,简要的提出了改善和消除微缺陷以提升铀材料耐蚀性能的策略。

关键词：铀材料微缺陷腐蚀规律

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含能材料通道式制备技术的发展思考

含能材料 2024年第3期32卷 232-234页

作者：范桂娟张祯琦中国工程物理研究院化工材料研究所

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模... 详细信息

通道式制备技术具有高效的混合和传递性能、反应空间小、模块化结构、并行放大,可有效提高反应过程安全性和过程的精准调控,实现连续安全生产等优点,其应用领域正在从精细化工、医药等逐渐拓展至含能材料领域,可有效解决传统间歇反应模式中所存在的合成过程可控性差、效率低、危险性高、工程放大难等问题。目前,通道式制备技术已实现了多种含能材料的合成、结晶及包覆过程,从而开启了含能材料制备模式的革新时代。

关键词：含能材料通道式模块化结构间歇反应传递性能工程放大可控性反应空间

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简谐基础加速度激励下的点阵结构优化设计

航空学报 2024年第5期45卷 306-316页

作者：陈立曾孝云黄文张建飞中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621900

航空航天类产品面临愈加剧烈的振动环境,同时对结构的设计也提出了更高的轻量化需求。针对简谐基础加速度激励下的结构振动抑制问题,基于高比强度、比刚度的轻质点阵结构,提出通过优化点阵结构杆件的截面尺寸来降低结构动响应的优化方... 详细信息

航空航天类产品面临愈加剧烈的振动环境,同时对结构的设计也提出了更高的轻量化需求。针对简谐基础加速度激励下的结构振动抑制问题,基于高比强度、比刚度的轻质点阵结构,提出通过优化点阵结构杆件的截面尺寸来降低结构动响应的优化方法。以点阵结构杆件的截面尺寸为设计变量,结构体积为约束,建立简谐基础加速度激励下结构关键点处位移响应最小为优化目标的优化数学模型。采用模态位移法高效求解结构动响应及灵敏度,并通过GCMMA优化算法实现优化问题求解。数值算例和振动实验表明所提出的点阵结构优化方法在保证结构轻量化的同时,能够大幅度降低结构的振动响应。

关键词：简谐基础加速度激励点阵结构动响应结构优化模态位移法

面向工件自动化装配的空间位姿柔性接触式测量方法研究

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 75-83页

作者：郭文婷陈东生程思博孙若依中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621900

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、畸变等影响鲁棒性不高。为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测量系统,... 详细信息

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、畸变等影响鲁棒性不高。为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测量系统,通过解耦将位姿调节量转化为姿态、圆心、相位相互独立的测算量。首先采用视觉引导方式构建视觉坐标系实现点位测量路径自更新实现柔性测量,然后通过测量工件平面、圆周、孔位圆周获取坐标点位,最后采用最小二乘法拟合平面并将圆周点位进行投影拟合圆心,求解定位孔圆心构成的向量空间夹角得到姿态、相位及圆心的调整量。本文所述方法可以提高测量效率,解耦调整方式大大降低了位姿联调的相互影响,提高了位姿测量的柔性和鲁棒性。通过实验对本文所提方法的有效性进行验证,实验结果表明:采用空间位姿柔性接触式测量方法进行测量后调整,其工件相对位置偏差在0.075 mm以下,姿态角度偏差在0.02°以下,相位角度偏差在0.055°以下。

关键词：接触测量最小二乘法位姿检测工业机器人

双波长近红外拉曼光谱仪及在腐蚀产物分析中的应用

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 756-761页

作者：王茂成李赣程浩姜维陈广李海波中国工程物理研究院材料研究所表面物理化学重点实验室四川绵阳621908 中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效... 详细信息

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效率严重下降,导致近红外拉曼光谱仪器难以探测3 000 cm^(-1)以上的波段,存在荧光抑制效果与检测范围无法兼顾的问题。由于高波数的拉曼特征峰是识别材料种类和解析材料结构的重要依据,如氨基的N—H伸缩振动峰在3 300 cm^(-1)附近、 OH-伸缩振动峰在3 650 cm^(-1),这些基团是分析材料腐蚀产物、水合物、有机物等的重要依据。因此,迫切需要开发一种解决拉曼光谱仪器无法兼顾荧光抑制效果和检测光谱范围问题的方法。该工作提出一种采用光谱仪固定检测波段、 730和830 nm双波长激光“接力”激发的方案(即830 nm激发低波数拉曼、 730 nm激发高波数拉曼)。通过双激光波长“接力”激发、固定检测波段的新设计,可有效拓宽检测范围至200~3 700 cm^(-1),并且不会降低光谱分辨率(达到6 cm^(-1)),与此同时整机光路无机械可动部件,可靠性高便于实现便携式设计。通过样机进行测试,证明该技术方案具备高灵敏度、较好荧光抑制效果、宽检测范围和较高光谱分辨率等优势。通过研制的双波长近红外拉曼光谱仪获得了铀腐蚀产物、有机涂层下的LiH潮解产物的清晰拉曼信号,解决了特种材料无损检测的技术难题。该技术也适用于其他研究及检测领域,特别是拉曼散射截面小、荧光背景高的物质检测。由于双波长近红外拉曼光谱仪可覆盖200~3 700 cm^(-1)检测范围,为多数水合物、含羟基及氨基官能团物质的拉曼检测提供了一种可行的技术途径。

关键词：荧光抑制高波数无损检测便携式拉曼光谱仪双波长激发

热处理温度对选区激光熔化成形316L不锈钢冲击韧性及各向异性的影响

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中国激光 2024年第12期51卷 139-147页

作者：汪洋扬孙明艳陈捷秦煜沈显峰王国伟黄姝珂中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响,利用选区激光熔化(SLM)技术制备了不同成形取向的316L冲击构件,并比较了SLM态、1050℃热处理态以及1100℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明,按冲击韧性从大到小排列... 详细信息

为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响,利用选区激光熔化(SLM)技术制备了不同成形取向的316L冲击构件,并比较了SLM态、1050℃热处理态以及1100℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明,按冲击韧性从大到小排列,依次为SLM态、1100℃热处理态、1050℃热处理态。随着热处理温度的升高,冲击断口的韧窝逐渐增大。对于SLM态,XY-Z样的冲击韧性比XZ-X样和XY-X样更好,但热处理之后XY-Z样的冲击韧性反而最差。同时,热处理之后亚晶组织逐渐消失,夹杂物粗化,晶粒尺寸增大,大角度晶界增加,逐层制备的多层结构被破坏,晶粒织构发生变化,这些微观组织的变化与冲击韧性密切相关。

关键词：激光技术选区激光熔化 316L 冲击韧性各向异性热处理

二硫化钼掺杂改性FOX⁃7含能复合材料的热分解特性

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含能材料 2024年第1期32卷 31-37页

作者：许紫岚蔚明辉赵煦聂福德中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为了提高1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7)的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂‐反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、X... 详细信息

为了提高1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7)的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂‐反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重‐差示扫描量热仪(TG‐DSC)等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。结果表明,掺杂改性的FOX‐7/MoS2含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度,又可以催化高温下的分解放热。其中,与原料相比,FOX‐7/MoS2‐5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8℃和78.6 kJ·mol^(-1);高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4℃和340.4 kJ·mol^(-1)。热重‐质谱结果表明,高温阶段FOX‐7/MoS2‐5%产物中CO_(2)的比例从7.3%增加到16.8%,表明MoS_(2)的掺杂改性又促进了高温阶段的分解,使分解更加完全和充分。

关键词： 1,1‐二氨基‐2,2‐二硝基乙烯(FOX‐7) 二硫化钼(MoS_(2)) 热反应特性分解动力学催化分解

CT1400低温钛合金的显微组织与力学性能

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材料工程 2024年

作者：郑壮壮陆子川杨建辉常若寒涂罡姚草根吕宏军康黎航天材料及工艺研究所

针对大推力运载火箭对高性能低温钛合金材料的需求，设计了一种新型1500 MPa级Ti-Al-V-Zr-Mo-Nb低温钛合金（CT1400），制备了棒材及粉末冶金材料，并对其显微组织、拉伸性能和低温拉伸变形机理进行了观察与分析。结果表明：CT1400低温... 详细信息

针对大推力运载火箭对高性能低温钛合金材料的需求，设计了一种新型1500 MPa级Ti-Al-V-Zr-Mo-Nb低温钛合金（CT1400），制备了棒材及粉末冶金材料，并对其显微组织、拉伸性能和低温拉伸变形机理进行了观察与分析。结果表明：CT1400低温钛合金主要由α相和少量β相组成，是一种典型的近α型低温钛合金。其棒材形成明显的等轴细晶组织，粉末冶金材料则是以片层组织为主的“网状”结构组织特征。两种方法制备的CT1400钛合金均具有优异的室温及低温拉伸性能，位错强化与晶界强化共同作用可稳定实现低温强度1500 MPa级别。此外，合金20 K低温条件下的孪生变形可通过协调晶体学取向特征、促进应变硬化等措施进一步提高CT1400钛合金的低温塑性，使其具备优异的低温强塑性。

关键词：低温钛合金显微组织力学性能变形机理

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基于乌洛托品笼状结构阳离子的五唑盐合成

含能材料 2024年第6期32卷 631-640,I0003页

作者：江天宇刘天林王康才夏宏蕾张文全中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

基于两种乌洛托品笼状阳离子结构,合成了两种新的五唑盐——乌洛托品五唑盐(C_(6)H_(13)N_(9),1)和甲基化乌洛托品五唑盐(C_(7)H_(15)N_(9),2)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)对合成的五唑盐进行了结构表... 详细信息

基于两种乌洛托品笼状阳离子结构,合成了两种新的五唑盐——乌洛托品五唑盐(C_(6)H_(13)N_(9),1)和甲基化乌洛托品五唑盐(C_(7)H_(15)N_(9),2)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)对合成的五唑盐进行了结构表征,并采用热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)测试其热分解行为。使用原子化法计算了化合物1和2的生成焓,使用EXPLO5预测了爆轰性能,并采用BAM方法测试其撞击感度和摩擦感度。测试结果显示,化合物1属于单斜晶系(P21/c),晶胞参数为a=13.6795(2)Å,b=11.6892(1)Å,c=12.5941(2)Å,V=1937.53(5)Å^(3),α=γ=90°,β=105.822(1)°,Z=8,Dc=1.448 g·cm^(-3),化合物2属于单斜晶系(P21/m),晶胞参数为a=6.9025(5)Å,b=7.6042(5)Å,c=10.6808(9)Å,V=538.50(7)Å^(3),α=γ=90°,β=106.148(8)°,Z=2,Dc=1.389 g·cm^(-3)。化合物1和2的热分解温度分别为90.0℃和82.8℃,理论爆速爆压分别为8291 m·s^(-1),20.33 GPa和7862 m·s^(-1),17.41 GPa。测得化合物1和2的撞击感度和摩擦感度分别为5 J,288 N和3 J,86 N。

关键词：五唑乌洛托品笼状阳离子非金属盐合成