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直流电熔炉岩棉熔体数值模拟研究

硅酸盐通报 2024年第6期43卷 2294-2300页

作者：何德威孙诗兵康俊奇张旭东陈子龙王晶晶田英良北京工业大学材料与制造学部北京100124 交城义望铁合金节能环保科技有限责任公司吕梁030500

采用ANSYS软件对直流电熔炉岩棉熔体进行数值模拟,在稳定电压130 V、稳定熔体高度1 600 mm和进出料稳定状态下,改变阴极电极的插入深度,研究电熔炉熔体的温度分布、流场分布、电流密度分布状况。研究发现,熔体在阴极和阳极之间以及电极... 详细信息

采用ANSYS软件对直流电熔炉岩棉熔体进行数值模拟,在稳定电压130 V、稳定熔体高度1 600 mm和进出料稳定状态下,改变阴极电极的插入深度,研究电熔炉熔体的温度分布、流场分布、电流密度分布状况。研究发现,熔体在阴极和阳极之间以及电极周围形成高温区,由阳极至阴极方向及入口对称侧由上至下方向,温度呈现降低趋势,入口侧温度由上至下方向呈现升高趋势。随着阴极插入深度增加,熔体的整体温度及相应的电流密度上升。阴极插入深度越深,整体温场升温幅度越大。在进料口侧和出料口侧,熔体因自然对流分别形成环流,环流具有的自搅拌和自均化作用对熔体均化具有重要的工艺意义。通过改变阴极插入深度可以提高熔体控制能力,有利于提高后续成纤效果与质量。

关键词：岩棉电熔炉数值模拟温度分布流场分布

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面向5G通信的微波介质陶瓷材料的研究进展与展望

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现代技术陶瓷 2024年第1期45卷 44-58页

作者：张鹏林健贾强杨晓军李辉北京工业大学材料与制造学部材料加工教研室北京100124

微波介质陶瓷材料已成为5G通信天线、滤波器等关键部件的重要候选材料。为实现5G通信设备的小型化、高集成度,迫切需要微波陶瓷材料具有高频率稳定性、低损耗、高品质因子等特性。本文针对5G通信对微波介质陶瓷材料的新技术需求,概述了... 详细信息

微波介质陶瓷材料已成为5G通信天线、滤波器等关键部件的重要候选材料。为实现5G通信设备的小型化、高集成度,迫切需要微波陶瓷材料具有高频率稳定性、低损耗、高品质因子等特性。本文针对5G通信对微波介质陶瓷材料的新技术需求,概述了微波陶瓷材料在5G通信中的应用,着重对现有低介电常数、中介电常数和高介电常数微波陶瓷材料体系进行了回顾,并提出了进一步提升微波陶瓷高频率、低损耗、温度稳定性等性能的发展方向。本文旨在为研发新一代满足5G及其以上通信技术需求的微波介质陶瓷材料提供参考。

关键词：第五代移动通信技术微波介质陶瓷微波介电性能应用

新型水基高分子焊锡球表面处理剂及其性能研究

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材料保护 2024年第4期57卷 194-200页

作者：王同举林子彭张文倩雷永平吴宇庭刘亚浩冷启顺北华航天工业学院电子与控制工程学院河北廊坊065000 北京工业大学材料与制造学部北京100000

为解决焊锡球在长期存放与运输过程中易被氧化的问题,以Sn3.0Ag0.5Cu焊锡球为研究对象,研制出一种新型水基高分子焊锡球表面处理剂,此种表面处理剂是由苯并三氮唑和聚乙烯醇4000作为成膜剂,使用抗坏血酸作为抗氧化剂,并添加少量碱性配... 详细信息

为解决焊锡球在长期存放与运输过程中易被氧化的问题,以Sn3.0Ag0.5Cu焊锡球为研究对象,研制出一种新型水基高分子焊锡球表面处理剂,此种表面处理剂是由苯并三氮唑和聚乙烯醇4000作为成膜剂,使用抗坏血酸作为抗氧化剂,并添加少量碱性配位剂与表面活性剂制成。表面处理剂处理后对焊锡球进行抗氧化性测试、剪切强度测试、空洞测试以及包覆情况测试与Raman光谱表征,结果表明:经此种表面处理剂处理后的焊锡球焊点剪切强度提高48%;焊锡球焊点空洞率低于4%,符合业内要求(低于15%)。上述结果说明此种表面处理剂处理过后的焊锡球会在表面形成一层致密的抗氧化薄膜,能提高焊球的抗氧化性能。

关键词：表面处理剂 Sn3.0Ag0.5Cu 焊锡球抗氧化性焊接性能

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固溶工艺对镍基单晶高温合金初熔温度的影响

电子显微学报 2024年第2期43卷 146-154页

作者：孙铭王恒喆龙海波毛圣成张泽韩晓东北京工业大学材料与制造学部北京100124 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310027 南方科技大学材料科学与工程系广东深圳518055

固溶处理是消除镍基单晶高温合金凝固偏析的重要手段,而进行固溶处理的前提是具备合适的固溶窗口。随合金的发展,固溶窗口逐渐变窄,从而加大了固溶处理的难度。由于固溶窗口为动态窗口,其上限的初熔温度会随合金内部γ′相及共晶的溶解... 详细信息

固溶处理是消除镍基单晶高温合金凝固偏析的重要手段,而进行固溶处理的前提是具备合适的固溶窗口。随合金的发展,固溶窗口逐渐变窄,从而加大了固溶处理的难度。由于固溶窗口为动态窗口,其上限的初熔温度会随合金内部γ′相及共晶的溶解而提高,因此开展固溶工艺对合金初熔温度影响机制的研究具有重要意义。然而,目前缺乏不同固溶工艺对合金初熔温度影响机制及作用机理的相关研究。本文采用电子显微学为研究手段,对比研究了阶段式和连续式固溶处理对初熔温度的影响规律。研究发现,固溶处理会促进合金的均匀化行为,而均匀化程度随固溶工艺中高温下保温时间的延长而增加;均匀化效果越好的样品,其初熔温度提升更大,但是均匀化效果越好的合金内部也存在较多由“柯肯达尔效应”所诱发形成的固溶微孔。

关键词：镍基单晶高温合金固溶处理初熔温度微观组织

Cu离子分子筛催化材料在去除NO_(x)方面应用的研究进展

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材料导报 2024年第2期38卷 42-50页

作者：孟令钦崔素萍甘延玲王亚丽马晓宇北京工业大学材料与制造学部北京100124 中山大学环境科学与工程学院广州510275

控制大气中氮氧化物的排放对环境和人体健康有着至关重要的作用,应用于NO_(x)去除的技术有很多,其中选择性催化还原(NH3-SCR)技术是去除NO_(x)极有效的技术之一,利用CO去除NO_(x)为烟气脱硝(CO-SCR)提供了一种简单且低成本的技术,直接... 详细信息

控制大气中氮氧化物的排放对环境和人体健康有着至关重要的作用,应用于NO_(x)去除的技术有很多,其中选择性催化还原(NH3-SCR)技术是去除NO_(x)极有效的技术之一,利用CO去除NO_(x)为烟气脱硝(CO-SCR)提供了一种简单且低成本的技术,直接催化分解NO_(x)被认为是去除NO_(x)最理想、最环保的技术。Cu离子分子筛作为去除NO_(x)的高效催化剂,具有宽温度窗口和良好的水热稳定性。本文综述了Cu交换分子筛在去除NO领域的研究进展,讨论了Cu离子分子筛在NH3-SCR、CO-SCR以及直接催化分解NO中的应用,着重总结了Cu离子参与去除NO的反应机理,归纳了分子筛中Cu活性位点对脱硝性能的影响,还讨论了铜离子分子筛的抗H_(2)O和SO_(2)中毒性能,展望了Cu离子分子筛未来可能的发展方向。

关键词： Cu离子分子筛 NO_(x)去除 NH3-SCR NO直接分解 CO-SCR

融合Radon变换的孔边裂纹Lamb波定位成像研究

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上海理工大学学报 2024年第2期46卷 152-160页

作者：张祥虎刘宏业孙茂循杨晖陶东辉吕炎刘秀成上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 北京工业大学材料与制造学部北京100124

基于不同模态Lamb波与孔边裂纹相互作用的基本原理,聚焦不同模态Lamb波波包飞行时间精确检测问题,以各向同性板中的孔边裂纹为研究对象,开展了融合Radon变换的孔边裂纹Lamb波定位成像研究。首先,使用宽频chirp信号激励稀疏传感器阵列产... 详细信息

基于不同模态Lamb波与孔边裂纹相互作用的基本原理,聚焦不同模态Lamb波波包飞行时间精确检测问题,以各向同性板中的孔边裂纹为研究对象,开展了融合Radon变换的孔边裂纹Lamb波定位成像研究。首先,使用宽频chirp信号激励稀疏传感器阵列产生Lamb波,并采集通孔散射信号作为基线信号,采集孔边裂纹散射信号作为缺陷信号。其次,对chirp响应信号进行滤波处理,优化选取窄带单音频脉冲响应信号的中心频率和调制周期数。然后,对基线单音频脉冲响应信号进行Radon变换,得到优化后的群速度和偏移时间,并计算出Lamb波波包飞行时间。最后,使用椭圆定位成像算法对孔边裂纹进行定位成像,并将成像结果与名义群速度法的结果进行对比。结果表明,使用Radon变换可以准确获取Lamb波波包飞行时间,提升了不同模态Lamb波对孔边裂纹缺陷的检测能力。

关键词： Radon变换孔边裂纹 Lamb波定位成像算法飞行时间

生物与仿生微结构复合材料的断裂力学研究进展

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第5期54卷 74-96页

作者：韦小丁刘俊杰於中良朱文清高洋丛超男北京大学工学院力学与工程科学系湍流与复杂系统国家重点实验室北京100871 北京工业大学材料与制造学部北京100124 扬州大学机械工程学院扬州225127 中国农业大学理学院北京100083

亿万年的“物竞天择”促进自然界生物进化出精妙绝伦的微观结构,生物材料的力学性能因此得以突破传统结构材料著名的“强度-韧性”倒置关系,这为未来先进工程结构材料的研发提供了新的思路.但复杂的微结构也使生物材料的宏观断裂行为呈... 详细信息

亿万年的“物竞天择”促进自然界生物进化出精妙绝伦的微观结构,生物材料的力学性能因此得以突破传统结构材料著名的“强度-韧性”倒置关系,这为未来先进工程结构材料的研发提供了新的思路.但复杂的微结构也使生物材料的宏观断裂行为呈现出多尺度、多过程、多介质耦合的复杂特征,为建立基于均匀性假设的经典断裂力学理论方法带来新的挑战.对含有微结构的生物复合材料的断裂力学行为进行深入研究,对拓宽断裂力学的研究范畴,推动断裂力学理论的发展,启发新一代先进结构材料的优化设计具有重要的科学意义和潜在应用前景.本文试从理论分析、数值模拟、实验手段三个方面回顾近年来关于含有精细微结构的生物及仿生复合材料断裂力学的研究进展,重点介绍新方法与新思想,为非均质材料断裂力学的发展和先进材料的强韧化设计提供借鉴.

关键词：断裂力学微结构复合材料非均质材料强韧化

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高强铝合金电弧增材制造的研究进展

材料工程 2024年 1-14页

作者：王树文陈树君赵骐跃袁涛蒋晓青赵鹏经山河丁梧桐北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心中国科学院金属研究所

高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性，成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力，非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合... 详细信息

高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性，成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力，非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合分析了高强铝合金电弧增材制造工艺和设备研发现状、高强铝合金电弧增材的固有属性和缺陷以及主要的性能优化手段，讨论了组织和性能的固有特征和复合增材制造技术对组织和性能的影响。针对电弧增材制造高强铝合金不可忽略的本质冶金缺陷、特征性能需求和多种优化工艺的优劣等问题，提出了电弧增材制造高强铝合金综合评价体系、成分设计和丝材开发、专用热处理制度和复合增材制造技术的协同性等发展方向，以期为电弧增材制造高强铝合金的性能提升和应用推广提供重要参考。

关键词：电弧增材制造高强铝合金冶金缺陷优化工艺复合增材制造

不同尺寸钙矾石的制备及其对胶砂力学性能的影响

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复合材料学报 2024年

作者：曹卫华陈烽刘晓姚燕钱珊珊安徽海螺材料科技股份有限公司北京工业大学材料与制造学部中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室

为探究不同尺寸钙矾石对胶砂早强性能的影响，本文使用不同分散剂制得不同尺寸的钙矾石（AFt-0、AFt-1和AFt-2），通过红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）及电镜形貌（SEM）对制备的系列AFt进行表征，通过胶砂抗压强度、胶砂微观形貌、... 详细信息

为探究不同尺寸钙矾石对胶砂早强性能的影响，本文使用不同分散剂制得不同尺寸的钙矾石（AFt-0、AFt-1和AFt-2），通过红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）及电镜形貌（SEM）对制备的系列AFt进行表征，通过胶砂抗压强度、胶砂微观形貌、水泥水化热、水泥凝结时间等分析手段比较不同尺寸钙矾石对胶砂的力学性能、微观结构及水化作用的影响。结果表明：加入分散剂能控制钙矾石尺寸大小，同时提高钙矾石在溶液中的悬浮稳定性。不同尺寸钙矾石掺入胶砂后均能提高其早期抗压强度，而随着钙矾石尺寸减小，早期抗压强度提升幅度更大，其中掺入AFt-2的胶砂8 h抗压强度较同龄期空白样提高了225%，接近空白样1 d的抗压强度。从胶砂微观结构中也可以看出，掺入钙矾石尺寸越小，胶砂中钙矾石的早期形成量越多，这利于胶砂形成早期骨架体系。通过水化热分析也发现，随着钙矾石尺寸减小，水泥水化速度加快，水泥凝结时间缩短。

关键词：分散剂钙矾石硅烷偶联剂抗压强度胶砂