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超音速激光沉积硬质铝合金的疲劳性能研究

表面技术 2024年第13期53卷 55-63页

作者：李楠王强牛文娟郭楠葛书恺黄亮亮王金李申奥韩鹏西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心西安710055

目的通过冷喷涂(Cold Spraying)和超音速激光沉积(Supersonic Laser Deposition)技术对预制缺口的硬质铝合金试样进行修复。方法通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射检测器和X射线衍射仪等,研究了不同工艺对修复层微观结构和晶粒细化的... 详细信息

目的通过冷喷涂(Cold Spraying)和超音速激光沉积(Supersonic Laser Deposition)技术对预制缺口的硬质铝合金试样进行修复。方法通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射检测器和X射线衍射仪等,研究了不同工艺对修复层微观结构和晶粒细化的影响,对修复后试样的疲劳性能进行了测试。结果冷喷涂和超音速激光沉积涂层中均未发现粉末材料的相变。7075铝合金颗粒在冷喷涂和超音速激光沉积过程中的严重塑性变形导致了双峰晶粒结构。激光辅助加热提高了喷涂颗粒的塑性变形能力,使涂层的平均晶粒尺寸降至0.92μm,其中局部动态再结晶是晶粒细化的主要原因。另外,超音速激光沉积层的平均显微硬度为196HV,高于冷喷涂涂层和基体。超音速激光沉积修复试样的疲劳极限为(135±15)MPa,远高于冷喷涂和未修复前的试样,这归因于修复涂层内聚和黏合强度的增加。结论激光的引入可以改善7075铝合金颗粒的塑性变形能力,从而提高了修复层的显微硬度和修复件的疲劳极限。

关键词：冷喷涂超音速激光沉积涂层修复疲劳

AlLi-LDH中Al-O八面体环吸附锂的机制

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第4期34卷 1321-1332页

作者：田勇攀王成成张帆徐亮赵卓童碧海安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032

采用共沉淀法合成铝锂层状双氢氧化物(AlLi-LDH)并进行提锂试验。AlLi-LDH的空间群为P32或C2/m,微观形貌呈直径为5~10μm的规则球形。AlLi-LDH吸附Li^(+)后,空间群转化为P32。当Li^(+)浓度为95.4 mg/L时,1 h后锂吸附量为8.98 mg/g;吸附4... 详细信息

采用共沉淀法合成铝锂层状双氢氧化物(AlLi-LDH)并进行提锂试验。AlLi-LDH的空间群为P32或C2/m,微观形貌呈直径为5~10μm的规则球形。AlLi-LDH吸附Li^(+)后,空间群转化为P32。当Li^(+)浓度为95.4 mg/L时,1 h后锂吸附量为8.98 mg/g;吸附48 h后,吸附量增加到16.50 mg/g;根据二级吸附模型预测Li^(+)吸附总量为17.57 mg/g。当Mg^(2+)/Li^(+)的质量比为1067时,Mg^(2+)/Li^(+)分离系数为29536。空间群为P32时,Li-O的相互作用强度变弱,且相互作用属于静电效应。具有P32空间基团的AlLi-LDH更容易吸附和解吸Li^(+)。

关键词：共沉淀铝锂层状双氢氧化物空间群吸附锂

基于修正J-C和BP神经网络模型的超细晶纯钛动态本构行为

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 409-416页

作者：刘晓燕李帅康杨西荣西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300~450℃,应变速率为2000~3000 s^(-1)下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线。结果表明:在所研究的条件下... 详细信息

为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300~450℃,应变速率为2000~3000 s^(-1)下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线。结果表明:在所研究的条件下,真应力-真应变曲线均表现为明显的“双应力峰”特征,晶界处的位错湮灭、重新排列及后续绝热剪切带的形成是两次应力减小的主要因素,流动应力均表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。综合考虑应变硬化、应变速率硬化和热软化效应,提出一种修正J-C本构模型和BP人工神经网络模型,并对两种模型进行了准确性分析。结果表明BP人工神经网络模型能够更好地预测超细晶纯钛的动态力学行为,相关系数可达0.97065,平均相对误差(AARE)仅为4.63%。

关键词：超细晶 J-C本构模型 BP人工神经网络模型动态本构行为

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磷石膏制备免烧人造骨料及其性能

建筑材料学报 2024年第4期27卷 375-380页

作者：马文青李子木李灿华章蓝月李明晖安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

以磷石膏为原材料,利用碱激发技术制备人造骨料,并研究不同配合比对人造骨料性能的影响.结果表明:当水添加量为10%、水玻璃添加量(以Na_2O含量计)为3%、成型压力为63 MPa、养护时间为28 d、水泥掺量为30%时,人造骨料的抗压强度达到25.16... 详细信息

以磷石膏为原材料,利用碱激发技术制备人造骨料,并研究不同配合比对人造骨料性能的影响.结果表明:当水添加量为10%、水玻璃添加量(以Na_2O含量计)为3%、成型压力为63 MPa、养护时间为28 d、水泥掺量为30%时,人造骨料的抗压强度达到25.16 MPa,吸水率为15.21%,堆积密度为1 156.4 kg/m~3;骨料中的钙矾石等水化产物增强了人造骨料的强度.

关键词：磷石膏碱激发技术人造骨料性能

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多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 209-219页

作者：周华生曹燕章小峰吴迪赵鑫磊邢梅林方敏江雅安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

氢脆是高强钢中普遍存在的现象,也是其研发过程中必须攻克的难题。为了深入理解高强钢的氢脆与其缺陷之间的关系,发展了许多测试评价方法,如宏观尺度的慢应变速率拉伸、线性增加应力、恒载荷拉伸这类力学实验以及检测氢含量的热脱附光... 详细信息

氢脆是高强钢中普遍存在的现象,也是其研发过程中必须攻克的难题。为了深入理解高强钢的氢脆与其缺陷之间的关系,发展了许多测试评价方法,如宏观尺度的慢应变速率拉伸、线性增加应力、恒载荷拉伸这类力学实验以及检测氢含量的热脱附光谱法和电化学氢渗透法,根据高强钢的塑性损失、最大断裂应力、断裂时间、应力强度因子、氢的俘获能和扩散速率等参数直接进行氢脆敏感性的评价。但宏观尺度的实验无法深入地研究高强钢发生氢脆的机理,通过介观、微观尺度的实验和表征手段,如压痕法、纳米压痕法、微悬臂梁弯曲实验、原子探针技术、氢微印技术、扫描开尔文探针显微镜等,从局部测试高强钢性能变化和准确检测氢被俘获的位置,能够在解释氢脆机理和认识氢与高强钢中缺陷之间相互作用的问题上提供更加准确的依据。本文介绍、对比了上述这些实验方法并调研了多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展,总结了高强钢氢脆研究现状和主流的测试评价方法,为深入探索高强钢氢脆提供了思路。

关键词：高强钢氢脆多尺度缺陷多尺度实验

纳米花状MoO_(3−x)负极的制备及电化学性能

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 823-834页

作者：侯雪阳程帆阮苗杜浩飞张雪峰方钊西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

三氧化钼(MoO_(3))由于自身理论比容量高、热稳定性好以及二维层状结构,成为目前广受关注的锂离子电池负极材料之一。但是,由于MoO_(3)自身的本征导电率低以及转换反应过程中严重的体积膨胀,限制了MoO_(3)的大规模应用。本文通过质子−... 详细信息

三氧化钼(MoO_(3))由于自身理论比容量高、热稳定性好以及二维层状结构,成为目前广受关注的锂离子电池负极材料之一。但是,由于MoO_(3)自身的本征导电率低以及转换反应过程中严重的体积膨胀,限制了MoO_(3)的大规模应用。本文通过质子−电子共掺杂以及高能纳米化方式,在MoO_(3)中引入了氧空位和纳米花结构,制备了纳米花MoO_(3−x)材料,并将其用作锂离子电池负极。通过引入氧空位以及进行纳米化处理,有效改善了材料的导电性能,扩大了范德华间隙,缓冲了材料在长期充放电过程中的体积膨胀。结果表明,所制备的纳米花MoO_(3−x)具有良好的锂离子存储性能,在2 A/g的电流密度下能够循环500圈,比容量能够达到591 mA∙h/g,显著高于以往报道的三氧化钼基负极材料。

关键词：三氧化钼锂离子电池负极材料质子−电子共掺杂氧空位长循环稳定性

钼精矿焙烧过程中杂质化合物对烧结行为的影响

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 549-560页

作者：李小明翟钰华邹冲王伟安李彬西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

在钼精矿焙烧过程中,伴生元素转化及其与二硫化钼的相互作用会引起粉体部分熔化、结块、团聚等烧结现象,严重影响钼焙砂质量和炉子寿命。本文研究了钼精矿焙烧时赋存的杂质(种类和含量)以及焙烧温度对其烧结行为的影响,对其烧结程度进... 详细信息

在钼精矿焙烧过程中,伴生元素转化及其与二硫化钼的相互作用会引起粉体部分熔化、结块、团聚等烧结现象,严重影响钼焙砂质量和炉子寿命。本文研究了钼精矿焙烧时赋存的杂质(种类和含量)以及焙烧温度对其烧结行为的影响,对其烧结程度进行定量化计算,并观察烧结物中各成分黏结形态的微观形貌。结果表明:钼精矿中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)对钼精矿焙烧烧结行为影响很小,而CaO、MgO、Fe_(2)O_(3)、CuO和K_(2)CO_(3)会强化烧结行为;增大反应温度达到MoO_(3)与钼酸盐共晶的临界温度后会加剧团聚现象;增大CaO、CuO和K_(2)CO_(3)含量,对钼精矿烧结行为影响最大。烧结物中各组分之间的黏结形态分为三类,即加SiO_(2)或Al_(2)O_(3)后呈孤立型,加CaO或MgO后呈交叉型,以及加Fe_(2)O_(3)、CuO或K_(2)CO_(3)后呈包裹型。

关键词：钼精矿热力学焙烧杂质烧结

过渡金属硫化物Co_(9)S_(8)的制备及电化学性能研究进展

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化工进展 2024年第6期43卷 3114-3127页

作者：李莹莹刘安姜乐妍李晖陈春钰居殿春江苏科技大学冶金工程学院江苏张家港215600

过渡金属硫化物Co_(9)S_(8)由于具有比电容高、倍率性能好、循环寿命长、生产成本较低等特点,是一类极有潜在应用前景的石墨替代储能材料。但Co_(9)S_(8)存在充放电过程中体积膨胀大和导电性差等问题,导致充放电过程中材料结构易破坏,... 详细信息

过渡金属硫化物Co_(9)S_(8)由于具有比电容高、倍率性能好、循环寿命长、生产成本较低等特点,是一类极有潜在应用前景的石墨替代储能材料。但Co_(9)S_(8)存在充放电过程中体积膨胀大和导电性差等问题,导致充放电过程中材料结构易破坏,容量衰减快,还不能完全满足实际市场需求。本文基于Co_(9)S_(8)不同类型复合材料在各领域的最新研究,综述了Co_(9)S_(8)材料在实际应用中通过结构设计(形貌和颗粒大小调控)、多组分掺杂以及表面包覆等策略克服该材料存在的缺陷,通过对现有研究的归纳与总结,简述针对过渡金属硫化物Co_(9)S_(8)的主要改性手段,并对其今后的研究重点提出可行性建议。

关键词：过渡金属硫化物结构改性元素掺杂电化学性能

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稀土钇对高碳硬线钢中氧化铝夹杂物的改性研究

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稀有金属 2024年第4期48卷 508-516页

作者：熊星强李长荣陈龙海陈璐宁州韶贵州大学材料与冶金学院贵州省冶金工程与过程节能重点实验室贵州贵阳550025

为了改性铝脱氧钢中的夹杂物(主要是Al_(2)O_(3)),采用稀土钇处理的实验方案。基于经典热力学以及Factsage软件计算了钇活度对夹杂物的演变规律,结果表明,稀土钇加入后主要和钢液中的O,S和Al结合,阻碍了Al_(2)O_(3)夹杂物的聚集和长大... 详细信息

为了改性铝脱氧钢中的夹杂物(主要是Al_(2)O_(3)),采用稀土钇处理的实验方案。基于经典热力学以及Factsage软件计算了钇活度对夹杂物的演变规律,结果表明,稀土钇加入后主要和钢液中的O,S和Al结合,阻碍了Al_(2)O_(3)夹杂物的聚集和长大。通过凝固过程中夹杂物类型的变化规律,研究了稀土钇对夹杂物的改性过程。计算了钢中夹杂物的尺寸分布、数量密度、均匀度、最小界面间距、面度密度等,结果表明钇对夹杂物起到了不同程度的改性效果。当钇的添加量为0.032%时,夹杂物平均直径为2.97μm,均匀度为0.68,夹杂物最小界面间距大于10μm的比例为24.1%,夹杂物的面积密度集中在0.037%;当钇的添加量为0.065%时,夹杂物平均直径为2.34μm,均匀度为0.76,夹杂物最小界面间距大于10μm的比例为33.7%,夹杂物的面积密度集中在0.024%;当钇的添加量为0.087%时,夹杂物平均直径为1.71μm,均匀度为1.02,夹杂物最小界面间距大于10μm的比例为46.7%,夹杂物的面积密度集中在0.015%。理论计算和实验结果基本验证了3组实验中的最佳方案是添加0.087%的钇。

关键词：高碳硬线钢 Al_(2)O_(3)夹杂物夹杂物改性稀土钇