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以聚氨酯为例开展《高分子材料研究方法》探讨式教学

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高分子通报 2024年

作者：犹阳李云琦贵州大学材料与冶金学院高分子材料与工程系

《高分子材料研究方法》是高分子材料与工程专业本科教育的必修课程，在发展新质生产力的时代背景下，针对现有课程限于表征方法及相关原理知识的碎片化问题，将材料共性的组成-工艺-结构-性质关系这个知识系统与聚氨酯材料制备、应用... 详细信息

《高分子材料研究方法》是高分子材料与工程专业本科教育的必修课程，在发展新质生产力的时代背景下，针对现有课程限于表征方法及相关原理知识的碎片化问题，将材料共性的组成-工艺-结构-性质关系这个知识系统与聚氨酯材料制备、应用和回收利用的技术体系结合起来，构建了前沿与基础相结合的高分子材料表征方法的系统教学设计。在实际教学中，融合思政内容的辨证法、可持续发展和新质生产力等思想，采用探讨式教学引导学生参与翻转讨论，激发学生的自主学习积极性，使其熟练掌握高分子材料表征方法的核心知识和技能。该教改实践顺应发展新质生产力的时代需求，为高分子材料研究必需的系统知识和技能教学提供了参考。

关键词：新质生产力材料表征方法聚氨酯系统教学

多道次压缩变形对AZ80镁合金微观组织演化的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 311-322页

作者：李振亮张欣磊田董扩内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

镁合金具有密排六方结构,可动滑移系少导致其室温塑性差,而热加工对调控镁合金塑性有重要作用。本工作对AZ80镁合金分别进行恒温、阶梯降温多道次压缩变形,利用电子背散射衍射(EBSD)技术观察分析了不同变形程度、不同变形路径下AZ80镁... 详细信息

镁合金具有密排六方结构,可动滑移系少导致其室温塑性差,而热加工对调控镁合金塑性有重要作用。本工作对AZ80镁合金分别进行恒温、阶梯降温多道次压缩变形,利用电子背散射衍射(EBSD)技术观察分析了不同变形程度、不同变形路径下AZ80镁合金的微观组织,研究了AZ80镁合金热压缩变形过程中晶界、位错密度、Schmid因子和极图演化规律。结果表明:晶粒尺寸、孪晶、织构综合作用对AZ80镁合金塑性调控的影响优于单一动态再结晶对其塑性调控的影响,恒温三次变形(ε=0.6)(3P)有利于发生动态再结晶,而阶梯降温三次变形(ε=0.6)(3P)更有利于塑性变形。晶粒取向差减小、小角度晶界(LAGBs)数量增多、几何必需位错(GND)密度增加3者共同作用产生更多86°{1012}拉伸孪晶是影响阶梯降温三次变形塑性调控的重要因素。

关键词： AZ80 晶界取向差几何必需位错密度塑性调控

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接头电阻对CORC电缆交流损耗的影响分析

电工技术学报 2024年第16期39卷 4909-4917页

作者：李超杨文超杨嘉彬李全信赢天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 国家储能技术产教融合创新平台(天津大学) 天津300072 剑桥大学工程系剑桥CB30FA 河北省紧凑型聚变重点实验室(新奥科技发展有限公司) 廊坊065001

采用第二代高温超导(HTS)带材绕制的CORC电缆具有载流能力高、力学性能好等优点,是制造核聚变磁体的理想电缆之一。然而,当由CORC电缆制造的核聚变磁体闭环运行时,现有的工艺很难保证每根CORC电缆的超导带材的接头电阻完全相同,这会对C... 详细信息

采用第二代高温超导(HTS)带材绕制的CORC电缆具有载流能力高、力学性能好等优点,是制造核聚变磁体的理想电缆之一。然而,当由CORC电缆制造的核聚变磁体闭环运行时,现有的工艺很难保证每根CORC电缆的超导带材的接头电阻完全相同,这会对CORC电缆的交流损耗等电气特性产生重要影响。因此,该文搭建了含接头电阻的CORC电缆的三维有限元模型,分析了接头电阻对CORC电缆交流损耗的影响。结果表明,当CORC电缆传输交流电流时,不均匀的接头电阻将导致CORC电缆三根超导带的电流分布不均匀,进而增加了电缆的总体交流损耗。此外,得到了CORC电缆的交流损耗总是随着接头电阻不均匀程度的增加而增大的分析结果。

关键词：高温超导带材 CORC电缆接头电阻电流分布交流损耗

一种丙磺酸木质素醚的合成及混凝土减水性能研究

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高分子学报 2024年第3期55卷 349-358页

作者：李合邦郭元龙邓磊陈文红吕昌伟谢海波贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 科之杰新材料集团(贵州)有限公司黔南布依族苗族自治州551200

通过木质素磺酸钙(LC)与1,3-丙磺酸内酯(PS)在NaOH的催化下制备丙磺酸木质素醚(PSLC)高效减水剂,并系统地研究了投料比、反应温度、反应时间对产物净浆流动度的影响.结果表明,当m(PS):m(LC)=1.27:1、反应温度为80℃、反应时间为24 h时,... 详细信息

通过木质素磺酸钙(LC)与1,3-丙磺酸内酯(PS)在NaOH的催化下制备丙磺酸木质素醚(PSLC)高效减水剂,并系统地研究了投料比、反应温度、反应时间对产物净浆流动度的影响.结果表明,当m(PS):m(LC)=1.27:1、反应温度为80℃、反应时间为24 h时,在水灰比为0.29的条件下,PSLC5的水泥净浆流动度为(250±1)mm.采用核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)系统研究了PSLC的结构与热性能.还探索了其水泥净浆流动度、坍落度、抗压强度、减水率,均优于商用萘系N06减水剂.PSLC优异的减水效果主要是由于其吸附在水泥颗粒表面上有较高的静电斥力.

关键词：木质素磺酸钙 1,3-丙磺酸内酯高效减水剂静电斥力

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基于界面追踪-动网格技术模拟凝固收缩下Fe-C合金宏观偏析

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金属学报 2024年第3期60卷 388-404页

作者：董士虎张红伟吕文朋雷洪王强东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收... 详细信息

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收缩腔的作用,但却导致气-合金界面模拟困难。为了简化模拟的复杂性,本工作基于液-固混相的连续介质模型,将凝固过程中收缩的体积与固相区、糊状区及液相区下降的体积建立关联,从而确定熔体顶端边界;结合动网格技术,开发了一种追踪收缩腔界面的模型,实现了Fe-C合金铸锭凝固收缩和宏观偏析的耦合模拟,预测的收缩腔形状与实验相符。结果表明:Fe-0.3%C合金铸锭凝固过程中,在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩后,预测的铸锭顶部正偏析最大值减少了4.78%。铸锭顶端界面的换热,会减轻铸锭顶端正偏析。耦合热-溶质浮升力及凝固收缩影响,顶端与环境换热系数为h=2.0 W/(m^(2)·K)的铸锭上部溶质分布更符合文献实验测量结果。在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩增强了糊状区内溶质浮力影响,致使铸锭凝固前沿主流股旋流方向更快反转,熔钢流速超过仅考虑热-溶质浮升力时的流速,从而加快了铸锭凝固速率。本模型预测的铸锭底端负偏析小于文献实验结果,这是由于本模型仅考虑了液-柱状晶混相,进一步的模型中需加入等轴晶粒沉降的影响。

关键词： Fe-C合金凝固收缩宏观偏析界面追踪动网格

Al-Mg系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响

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贵州师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期42卷 1-11,18,F0002页

作者：赵飞黄文森贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025

铝镁合金是轻量化材料应用领域中一种重要的金属材料,属于中高强度铝合金,具有较高的塑性、良好的耐蚀性以及优良的焊接性等优势,目前在航空航天、交通运输和军工制造等领域具有广阔的应用前景。笔者综述了铝镁合金力学性能特点以及用途... 详细信息

铝镁合金是轻量化材料应用领域中一种重要的金属材料,属于中高强度铝合金,具有较高的塑性、良好的耐蚀性以及优良的焊接性等优势,目前在航空航天、交通运输和军工制造等领域具有广阔的应用前景。笔者综述了铝镁合金力学性能特点以及用途,介绍了Al-Mg系合金中的强化机制,重点阐述了Al-Mg系合金中主合金化元素Mg及其含量对合金微观组织和力学性能的影响规律及机理,详细论述了Mn、Zr、Ti、Sc、Er、Y等微合金化元素的作用以及对Al-Mg系合金微观组织和力学性能的影响规律。最后,结合Al-Mg系合金当前研究现状,提出了今后值得研究的方向。

关键词： Al-Mg系合金合金化强化机制力学性能

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高成形镁合金板材最新研究进展

稀有金属 2024年第3期48卷 398-410页

作者：杨青山颜宏伟彭鹏蒋斌潘复生重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

镁合金作为当前应用广泛的轻量化金属结构材料,具有高比强度和比刚度、优良的阻尼性能以及可回收等优点。同时,中国拥有丰富的镁资源,其应用与推广可起到缓解中国铁、铝矿等传统金属材料的短缺问题和降低污染的作用。变形镁合金在航空... 详细信息

镁合金作为当前应用广泛的轻量化金属结构材料,具有高比强度和比刚度、优良的阻尼性能以及可回收等优点。同时,中国拥有丰富的镁资源,其应用与推广可起到缓解中国铁、铝矿等传统金属材料的短缺问题和降低污染的作用。变形镁合金在航空航天、交通运输和生物医用支架等领域受到广泛青睐。但是,大部分变形镁合金具有密排六方(hcp)晶体结构,室温下能够开动的独立滑移系较少,因而在塑性变形时易形成强基面织构导致其室温塑性成形能力差。如何提高镁合金板材的室温成形性能是扩大镁合金应用当前亟待解决的主要问题之一。综述了近年来国内外研究学者在改善镁合金板材室温成形性的工作及研究进展,主要集中在添加合金元素和塑性预变形调控来消融强织构与低成形壁垒,阐述了添加稀土元素、微合金化、新型轧制及挤压加工、预变形塑性加工等手段对镁合金板材微观组织结构、晶体取向及成形性能的调控规律,为制备高成形性镁合金板材制备提供参考。

关键词：镁合金成形织构合金化塑性变形

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稀土Ce对DH36船板钢力学性能的影响

热加工工艺 2024年

作者：祝英杰杨吉春刘香军孟祥超杨昌桥王婷内蒙古科技大学材料与冶金学院

采用ZG-01型真空感应炉冶炼了不同Ce含量的DH36船板钢，对试验钢显微组织和力学性能进行了分析。结果表明，当Ce含量为0.0092%时，试验钢具有良好的力学性能。与未添加Ce的试验钢相比，Ce含量为0.0092%的试验钢的抗拉强度、屈服强度、... 详细信息

采用ZG-01型真空感应炉冶炼了不同Ce含量的DH36船板钢，对试验钢显微组织和力学性能进行了分析。结果表明，当Ce含量为0.0092%时，试验钢具有良好的力学性能。与未添加Ce的试验钢相比，Ce含量为0.0092%的试验钢的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击功、硬度均增大。稀土Ce加入后，珠光体和铁素体的晶粒尺寸减小，珠光体变得更加弥散；试验钢中的MnS、Al2O3、MnS+Al2O3复合夹杂被改性为Ce-Al-O-Mn系复合夹杂、CeAlO3+MnS系复合夹杂、CeO2夹杂，钢中Al2O3等夹杂物尺寸明显降低。

关键词： DH36船板钢稀土Ce 夹杂物

MgO−V_(2)O_(5)二元系固相反应相变及产物溶解行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1994-2006页

作者：向俊一罗明帅白路伟陆曦朱忠棚黄青云朱奎松裴贵尚吕学伟重庆科技大学冶金与材料工程学院重庆401331 攀枝花学院钒钛学院攀枝花617000 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

研究不同摩尔比MgO−V_(2)O_(5)混合物的固相反应行为。采用等温溶解平衡法测定25~55℃下反应产物(钒酸镁)在水中的溶解度,并研究其在稀硫酸中的溶解行为和动力学。结果表明,MgO与V_(2)O_(5)的摩尔比和焙烧温度对固相反应产物的相变有较... 详细信息

研究不同摩尔比MgO−V_(2)O_(5)混合物的固相反应行为。采用等温溶解平衡法测定25~55℃下反应产物(钒酸镁)在水中的溶解度,并研究其在稀硫酸中的溶解行为和动力学。结果表明,MgO与V_(2)O_(5)的摩尔比和焙烧温度对固相反应产物的相变有较大影响;MgV_(2)O_(6)在水中溶解度最大,其次是Mg_(2)V_(2)O_(7)和Mg_(3)V_(2)O_(8);随着pH值从4.0降低到2.5,温度从30℃增加到70℃,钒酸镁在稀硫酸中的溶解率显著增加,其在稀硫酸中的溶解符合二级伪均相反应模型。

关键词：提钒 MgO V_(2)O_(5) 焙烧浸出溶解度动力学