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纳米氧化石墨烯和乙烯-醋酸乙烯酯胶粉对水泥砂浆力学性能及微观结构的影响

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复合材料学报 2024年

作者：赵辛源乔宏霞李少飞魏智强曹辉叶付凯葸玲玲兰州理工大学土木工程学院甘肃省先进土木工程材料工程研究中心兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

本文采用纳米氧化石墨烯（GO）和乙烯-醋酸乙烯酯胶粉（EVA）对普通水泥砂浆进行改性，利用FTIR、XRD、TG、NMR及SEM等测试手段，在材料的化学组成、孔隙结构和微观形貌等方面揭示了GO和EVA对水泥砂浆力学性能的影响机制。结果表明：分... 详细信息

本文采用纳米氧化石墨烯（GO）和乙烯-醋酸乙烯酯胶粉（EVA）对普通水泥砂浆进行改性，利用FTIR、XRD、TG、NMR及SEM等测试手段，在材料的化学组成、孔隙结构和微观形貌等方面揭示了GO和EVA对水泥砂浆力学性能的影响机制。结果表明：分散良好的GO降低了新拌砂浆的流动度，EVA的加入改善了这一现象；单掺0.03wt% GO的试件力学性能达到最佳，7 d龄期的抗压、抗折强度较基准组（PC）试件提高了24.1%和31%。GO和EVA复掺后，掺量分别控制在0.03wt%和4wt%时试件的28 d力学性能最优，抗压、抗折强度分别为72 MPa和12 MPa，较PC试件提高了25.9%和33.3%。微观试验结果表明：GO的成核效应加速了水泥水化进程并且可以调节花状水化晶体的产生和生长，从而细化试样孔径分布，良好的填充效应使得孔隙结构变得更加致密。EVA早期形成网状薄膜阻碍水泥水化进程，在水化后期，充分发育的网状薄膜与水泥浆体形成互穿网络结构，促进孔隙结构致密化。二者发挥协同作用，显著增强水泥砂浆力学性能。

关键词：纳米氧化石墨烯乙烯-醋酸乙烯酯胶粉水泥砂浆力学性能孔隙结构

FeCrAl合金管TIG焊焊接接头的组织及性能

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材料导报 2024年第2期38卷 163-167页

作者：曹睿王恒霖秦巍刘少尊周双双刘一波王铁军闫英杰兰州理工大学材料科学与工程学院有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州730050 中国钢研科技集团有限公司安泰科技股份有限公司北京100081

采用TIG(Tungsten inert gas welding,TIG)焊对FeCrAl合金管同质材料进行焊接,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及能谱仪等手段研究了焊后接头的显微组织特征、焊后接头不同区域氧化物颗粒的分布情况及焊接接头的力学性能。FeCrAl合... 详细信息

采用TIG(Tungsten inert gas welding,TIG)焊对FeCrAl合金管同质材料进行焊接,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及能谱仪等手段研究了焊后接头的显微组织特征、焊后接头不同区域氧化物颗粒的分布情况及焊接接头的力学性能。FeCrAl合金TIG焊通过填充等成分的FeCrAl合金丝材进行焊接,焊后焊接接头主要由焊缝区、热影响区及母材组成。其中焊缝区为粗大的铁素体组织,热影响区为细小的等轴晶组织。焊缝区的Y_(2)O_(3)氧化物颗粒发生了明显粗化并与基体反应生成复合氧化物Y_(3)Al_(5)O_(12)。TIG焊焊接FeCrAl合金管热处理后,焊接接头最大抗拉强度值为530 MPa,约为母材强度的80.8%,可以实现大口径、大壁厚的FeCrAl合金管材的对接接头的力学性能要求。

关键词： FeCrAl合金 TIG焊接氧化物颗粒拉伸性能

液/固体积比对复合铸造A356/Q345组织及性能影响

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特种铸造及有色合金 2024年第10期44卷 1313-1319页

作者：梁晓玉李元东邱谨张宁周宏伟王晟曹驰兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325105

对Q345钢在700℃下进行热浸镀A356铝合金试验,采用液/固复合铸造法制备A356/Q345双金属复合材料。研究液/固体积比(5.54、6.91、9.93、13.3)对A356/Q345复合材料界面组织特征、厚度、相组成及力学性能的影响。结果表明,界面处均产生良... 详细信息

对Q345钢在700℃下进行热浸镀A356铝合金试验,采用液/固复合铸造法制备A356/Q345双金属复合材料。研究液/固体积比(5.54、6.91、9.93、13.3)对A356/Q345复合材料界面组织特征、厚度、相组成及力学性能的影响。结果表明,界面处均产生良好的冶金结合层,且随着液/固体积比的增大,结合层厚度由17.18μm增大至22.04μm。结合层主要由Al_(9)Fe_(2)Si_(2)相、Al_(8)Fe_(2)Si相和Al_(5)Fe_(2)相组成。铝基体和钢基体的显微硬度基本保持不变,结合层的显微硬度随液/固体积比的增大小幅增加,平均显微硬度(HV)为356.89,远高于铝基体和钢基体的显微硬度。复合材料的抗拉强度和剪切强度呈先增大后减小的趋势,液/固体积比为9.93时,复合材料的综合力学性能最佳,抗拉强度和剪切强度达到了最大值,分别为351.4 MPa和48.3 MPa。

关键词： A356/Q345复合材料液/固体积比复合铸造界面组织力学性能

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MOF衍生的Fe-N-C电催化剂,用于高效氧还原反应

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功能材料 2024年第8期55卷 8103-8110,8127页

作者：张景涛王奎刘乐任杰杨浩伟闫晓丽太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024

由于传统能源的大量消耗与环境污染等问题,探索高效清洁的新型能源显的越来越重要。锌空电池作为一种绿色清洁能源受到了广泛的关注,然而其阴极氧还原(ORR)反应较为缓慢限制了其大规模应用。因此开发一种高效、绿色经济的非贵金属催化... 详细信息

由于传统能源的大量消耗与环境污染等问题,探索高效清洁的新型能源显的越来越重要。锌空电池作为一种绿色清洁能源受到了广泛的关注,然而其阴极氧还原(ORR)反应较为缓慢限制了其大规模应用。因此开发一种高效、绿色经济的非贵金属催化剂对氧还原反应至关重要。以金属-有机骨架(MOF)作为前驱体,通过高温热解合成了铁基氮掺杂碳电催化剂(Fe-N-C)。Fe-N-C催化剂由于其较强的金属-氮配位结构可以避免金属原子的聚集和溶解,使金属原子均匀分散在氮掺杂的碳载体上,实现较高的ORR性能。制备的Fe-N-C-2催化剂具有丰富的孔隙结构和大量的Fe-N X活性位点。其在碱性电解质中半波电位为0.91 V,在酸性电解质中半波电位为0.75 V。同时将其应用于锌空电池具有高达1.47 V的开路电压和163.1 mW/cm^(2)的功率密度。该策略为设计二维结构以构建高性能电催化剂提供了一种有前途的方法。

关键词：非贵金属催化剂金属-有机框架 Fe-N-C 氧还原反应锌空气电池

Sc含量对6061/AZ31B复合板微观组织及性能的影响

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特种铸造及有色合金 2024年第10期44卷 1339-1344页

作者：张宁李元东邱谨梁晓玉周宏伟王晟曹驰兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325105

以AZ31B作为基板、不同Sc含量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%)进行合金化处理的6061液态金属作为浇覆材料,制备固-液铸轧6061/AZ31B复合板。采用光学显微镜、扫描电镜以及XRD分析合金的显微组织和相组成,并对其力学性能进行测试。结果表明... 详细信息

以AZ31B作为基板、不同Sc含量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%)进行合金化处理的6061液态金属作为浇覆材料,制备固-液铸轧6061/AZ31B复合板。采用光学显微镜、扫描电镜以及XRD分析合金的显微组织和相组成,并对其力学性能进行测试。结果表明,不同Sc含量下的复合板冶金结合界面厚度并未发生明显变化,均为5μm左右,但铝基体的晶粒明显细化。Sc含量为0.2%时,对铝基体晶粒细化效果最好,复合板表现出理想的力学性能,其中抗拉强度和剪切强度分别达到峰值234.841 MPa和70.032 MPa,较未添加Sc的合金分别提高了22.0%和69.3%。

关键词： 6061/AZ31B复合板显微组织力学性能 Sc含量

SA508-3/690异种金属焊接接头显微组织及裂纹形成机理

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热加工工艺 2024年第13期53卷 35-39页

作者：席特蒋勇杨飞廖芬王若蒙闫英杰曹睿兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室材料科学与工程学院甘肃兰州730050 四川大西洋焊接材料股份有限公司四川自贡643000

镍基焊材52M因具有优异的抗晶间腐蚀性和耐蚀性,被广泛应用在核电站关键部位的焊接。通过焊条电弧焊用焊材52M焊接低合金钢SA508Gr.3Cl.2和镍基Inconel690合金。结合光学显微镜和扫描电子显微镜分析熔合边界附近的微观组织、成分分布及... 详细信息

镍基焊材52M因具有优异的抗晶间腐蚀性和耐蚀性,被广泛应用在核电站关键部位的焊接。通过焊条电弧焊用焊材52M焊接低合金钢SA508Gr.3Cl.2和镍基Inconel690合金。结合光学显微镜和扫描电子显微镜分析熔合边界附近的微观组织、成分分布及析出相,探究其对熔敷金属内裂纹形成及硬度变化的影响。结果表明:隔离层熔合边界附近形成Ⅰ型边界、Ⅱ型边界、半岛状组织及岛状组织;S、Nb、Mo元素在局部晶界偏析发生共晶反应引起液化,进而导致在熔敷金属中形成少量结晶裂纹;由于Nb、Mo、Cr等元素的固溶强化作用,熔敷金属的显微硬度略高于两侧母材。

关键词： 52M镍基焊材异种金属结晶裂纹硬度

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齿轮精密塑性成形理论技术装备研究与应用

塑性工程学报 2024年第4期31卷 56-73页

作者：华林冯玮韩星会庄武豪武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

齿轮是传动系统的核心基础件,被广泛应用于机械、汽车、航空航天装备等领域。齿轮传统制造技术为切削加工,其材料利用率低、加工周期长,特别是金属流线切断,损害齿轮性能,无法满足高端装备发展需求。齿轮精密塑性成形制造技术具有节能... 详细信息

齿轮是传动系统的核心基础件,被广泛应用于机械、汽车、航空航天装备等领域。齿轮传统制造技术为切削加工,其材料利用率低、加工周期长,特别是金属流线切断,损害齿轮性能,无法满足高端装备发展需求。齿轮精密塑性成形制造技术具有节能、节材、高效和优质等特点,是高性能齿轮技术发展方向。阐述了齿轮精密塑性成形理论方法,分析了国内外圆锥直齿轮、圆柱直齿轮和圆柱螺旋/斜齿轮精密成形技术特点;介绍了齿轮精密成形典型装备及产线,总结了齿轮无切削摆辗精密成形和锻造精密成形应用情况。此外,展示了圆锥螺旋齿轮多自由度包络成形和非圆齿轮锻造成形新方法,为高性能齿轮无切削成形制造技术装备研究与应用提供了参考。

关键词：齿轮精密塑性成形精密成形理论精密成形技术精密成形装备

快压缩P_(1)波在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量传输特性

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振动与冲击 2024年第7期43卷 223-238页

作者：马强蒋汇鹏周凤玺蒋宁山青海大学土木工程学院西宁810016 青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室西宁810016 兰州理工大学土木工程学院兰州730050

基于弹性波在冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论,选取了饱和冻土中传播速度最大的快压缩P 1波入射在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量传输问题。根据分界面上的边界条件,推导出了快压缩P 1波从饱和冻土介质入射到弹性基岩分... 详细信息

基于弹性波在冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论,选取了饱和冻土中传播速度最大的快压缩P 1波入射在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量传输问题。根据分界面上的边界条件,推导出了快压缩P 1波从饱和冻土介质入射到弹性基岩分界面上透反射振幅比和能量率的解析表达式。研究了快压缩P_(1)波入射在饱和冻土与弹性基岩分界面上的能量与入射角度,入射频率,温度(含冰量),孔隙率,胶结参数以及接触参数的关系。研究结果表明:当入射角度为0°时仅存在压缩波,达到临界角后透射P波消失;各种波在达到临界角时出现不同程度的脉冲,其中反射P_(1)波最为显著;随着胶结参数,孔隙率,接触参数的增大,临界角越早出现;入射频率仅对反射P_(2),P_(3)和S_(2)波的能量反射率影响较大;当温度和含冰量较低或较高时,均不利于反射S_(2)波的能量产生。

关键词：饱和冻土弹性基岩快压缩P_(1)波透反射振幅比透反射能量率

复合加工Mg-Y-Zn-Ni合金的显微组织和性能

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特种铸造及有色合金 2024年第4期44卷 433-440页

作者：毕广利许浩彬姜静李元东蒋春宏赵李斌陈体军兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州兰石检测技术有限公司兰州730050 山西银光华盛镁业股份有限公司运城043800

研究了复合加工(挤压+轧制)Mg-2Y-0.5Zn-0.5Ni(摩尔分数,%,MYZN)合金的显微组织和力学性能。结果表明,挤压MYZN合金的组织主要由α-Mg、片状和块状的18R-LPSO相、细条纹状的14H-LPSO相以及Mg2Y和Mg24Y5颗粒相组成。在350 ℃下轧制后,合... 详细信息

研究了复合加工(挤压+轧制)Mg-2Y-0.5Zn-0.5Ni(摩尔分数,%,MYZN)合金的显微组织和力学性能。结果表明,挤压MYZN合金的组织主要由α-Mg、片状和块状的18R-LPSO相、细条纹状的14H-LPSO相以及Mg2Y和Mg24Y5颗粒相组成。在350 ℃下轧制后,合金发生了不均匀的塑性变形,形成了大量含有高位错密度的未再结晶区,再结晶晶粒和颗粒相得到显著细化,晶粒尺寸略微增加,LPSO相增多且弥散分布,同时形成了较强的基面织构。拉伸测试结果表明,挤压+轧制合金表现出理想的室温力学性能,其屈服强度(σ_(0.2))、抗拉强度(σ_(b))和伸长率(δ)分别为372 MPa、409 MPa和 8.4%,与挤压合金相比,σ_(0.2)和σ_(b)分别提升了10.7%和4.1%。力学性能的提高主要归结为大量小角度晶界的晶界强化、LPSO相的析出和扭折强化以及织构强化。

关键词：挤压/轧制Mg-Y-Zn-Ni合金显微组织 LPSO相力学性能

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