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激光选区熔化Al-Si合金组织特征及腐蚀行为研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 870-881页

作者：郭林通王文礼杨海鸥刘文强西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 北京科技大学工程技术研究院北京100083

激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备的Al-Si合金在航空航天材料定制化和轻量化的发展中有着巨大潜力。然而,影响SLM成形件寿命的腐蚀行为研究尚有不足。本文结合当前文献报道,根据SLM过程中的凝固特征分析了冶金缺陷和微观... 详细信息

激光选区熔化(selective laser melting,SLM)制备的Al-Si合金在航空航天材料定制化和轻量化的发展中有着巨大潜力。然而,影响SLM成形件寿命的腐蚀行为研究尚有不足。本文结合当前文献报道,根据SLM过程中的凝固特征分析了冶金缺陷和微观组织的形成原因,论述了SLM制备的Al-Si合金的腐蚀机制,归纳总结了冶金缺陷、微观组织和热处理工艺对于腐蚀行为的影响。发现试样的致密度,表面状态(粗糙度)和共晶Si的含量、形态及分布对腐蚀性能有重要影响。在此基础上,指出了目前SLM工艺下Al-Si合金腐蚀研究中存在的工艺参数不够系统,忽视Mg、Fe等元素的作用,研究手段和范围不够完善等不足以及未来进一步发展的方向。

关键词：激光选区熔化 Al-Si合金腐蚀行为冶金缺陷微观组织

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大语言模型研究现状与趋势

工程科学学报 2024年第8期46卷 1411-1425页

作者：王耀祖李擎戴张杰徐越北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如Ch... 详细信息

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如ChatGPT等技术,取得了显著进展,对人工智能乃至其他领域的变革和发展产生了深远的影响.鉴于LLMs迅猛的发展,本文首先对LLMs相关技术架构和模型规模等方面的演进历程进行了全面综述,总结了模型训练方法、优化技术以及评估手段.随后,分析了LLMs在教育、医疗、金融、工业等领域的应用现状,同时讨论了它们的优势和局限性.此外,还探讨了大语言模型针对社会伦理、隐私和安全等方面引发的安全性与一致性问题及技术措施.最后,展望了大语言模型未来的研究趋势,包括模型的规模与效能、多模态处理、社会影响等方面的发展方向.本文通过全面分析当前研究状况和未来走向,旨在为研究者提供关于大语言模型的深刻见解和启发,以推动该领域的进一步发展.

关键词：大语言模型(LLMs) 自然语言处理深度学习人工智能 ChatGPT

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五氧化二钒薄膜材料制备方法研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 111-119页

作者：杜金晶孙晔朱军李倩王斌刘景田孟晓荣西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 陕西省膜分离技术研究院西安710055

由于V^(5+)的饱和氧化态,五氧化二钒成为钒体系中最稳定的氧化物。作为功能材料,五氧化二钒薄膜在众多科学领域有着巨大的应用潜力,因而受到越来越多的关注。这主要归功于其特殊的层状结构、高能量密度、良好的化学和热稳定性以及优异... 详细信息

由于V^(5+)的饱和氧化态,五氧化二钒成为钒体系中最稳定的氧化物。作为功能材料,五氧化二钒薄膜在众多科学领域有着巨大的应用潜力,因而受到越来越多的关注。这主要归功于其特殊的层状结构、高能量密度、良好的化学和热稳定性以及优异的光学和电学性能。五氧化二钒薄膜的制备方法很多,采用不同的实验方法在不同衬底上制备的五氧化二钒薄膜因化学成分和组织结构差异而造成其电学、光学性能也存在显著的差异。本文详细阐述了五氧化二钒薄膜现有的制备技术,并对五氧化二钒薄膜材料应用的发展趋势进行了展望,以期为五氧化二钒薄膜产业的发展提供参考。

关键词：五氧化二钒薄膜溶胶-凝胶法溅射法喷雾热解法

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高熵合金热变形行为研究进展

材料工程 2024年第1期52卷 45-56页

作者：于秋颖谢孝昌兰博张利伟李能熊华平中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京科技大学碳中和研究院北京100083

高熵合金颠覆了传统合金以一、两种元素为主的设计思想,其多主元和高混合熵的设计理念赋予了其高强、高韧、耐蚀、耐高温和抗氧化等优异的性能,已成为新型高性能结构材料领域的一个研究热点。高熵合金研发必然要走向工程应用,热加工是... 详细信息

高熵合金颠覆了传统合金以一、两种元素为主的设计思想,其多主元和高混合熵的设计理念赋予了其高强、高韧、耐蚀、耐高温和抗氧化等优异的性能,已成为新型高性能结构材料领域的一个研究热点。高熵合金研发必然要走向工程应用,热加工是其中进一步调控组织性能的重要途径,表征热加工性能的热变形行为是一个新的研究重点和热点。本文从高熵合金热变形研究的现状出发,首先,将高熵合金按相结构进行分类总结,介绍其热变形本构关系和流变应力预测模型。然后,分析FCC,FCC+BCC和BCC结构高熵合金的热变形组织演变,系统综述热变形过程中的变形机制和再结晶机制。最后,强调了高熵合金热变形研究所面临的挑战,并对其未来研究方向提出以下建议:建立基于高熵合金物理性质的本构关系和结构特征的再结晶模型;加强不同制备工艺条件下和复杂载荷作用下的热变形行为研究,突破高熵合金关键制备工艺。

关键词：高熵合金热变形本构关系组织演变变形机制再结晶机制

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熔融钒渣析晶调控高效提钒机理

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 537-548页

作者：翟婷好王玲马保中张晴王成彦北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

基于熔融钒渣在不同冷却制度下导致钠化焙烧-水浸工艺提钒率波动大的问题,本文采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM+EDS)及电子探针(EPMA)等表征方法,研究熔融钒渣中钒的析出及钒尖晶石结晶特征对钒提取率的影响,并深入... 详细信息

基于熔融钒渣在不同冷却制度下导致钠化焙烧-水浸工艺提钒率波动大的问题,本文采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM+EDS)及电子探针(EPMA)等表征方法,研究熔融钒渣中钒的析出及钒尖晶石结晶特征对钒提取率的影响,并深入探讨了析晶调控高效提钒机理。结果表明:熔融钒渣的水淬温度对熔融钒渣中钒的析出率、钒尖晶石结晶粒度及钒渣钠化焙烧-水浸过程钒物相转化率及浸出率影响显著。在熔融钒渣降温过程中,1400~900℃为尖晶石快速成核生长期,900℃水淬后,钒基本完成从液相向尖晶石固相中的迁移,结晶相以钒铁尖晶石为主,其中钒呈均匀分散状态;900℃后,尖晶石生长变缓,并以钛铁尖晶石沿钒尖晶石边缘析出为主,尖晶石内部仍呈现钒的“中心聚集效应”。对1400℃、900℃和400℃水淬钒渣(Water-quenched vanadium slag,WQVS)分别进行钠化焙烧-水浸试验,水淬钒渣粒度小于0.15 mm,m(Na_(2)CO_(3))∶m(NaCl)∶m(WQVS)=10∶3∶100,焙烧温度为780℃,焙烧时间为200 min。将焙烧产物磨细至粒度小于0.18 mm后80℃水浸,浸出时间为45 min,钒浸出率分别为75.15%、95.09%和78.78%。这表明将熔融钒渣缓冷至900℃水淬可有效提高钠化焙烧-水浸工艺的钒提取率,并同时提高生产效率。

关键词：熔融钒渣钒尖晶石析晶调控空冷水淬钠化焙烧水浸

基于形态学开运算的浸矿体系孔隙结构及其演化特征

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工程科学学报 2024年第2期46卷 199-208页

作者：王雷鸣李辉尹升华潘晨阳廖文胜北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 核工业北京化工冶金研究院北京101149

立足堆浸体系的偏析分层复杂结构,结合X-ray CT无损探测、形态学开运算处理、MATLAB和OsiriX可视化软件等手段,引入颗粒间孔隙的当量孔隙尺寸、面积、数量等关键表征参量,如从二维量化和三维可视化层面揭示浸矿体系中颗粒间孔隙结构特... 详细信息

立足堆浸体系的偏析分层复杂结构,结合X-ray CT无损探测、形态学开运算处理、MATLAB和OsiriX可视化软件等手段,引入颗粒间孔隙的当量孔隙尺寸、面积、数量等关键表征参量,如从二维量化和三维可视化层面揭示浸矿体系中颗粒间孔隙结构特征及其演化规律.研究发现,细颗粒夹层呈“包裹体”状且均位于粗矿石颗粒的内部,分析认为其是造成堆浸体系颗粒偏析和分层的重要致因;浸矿作用下微细颗粒迁移导致矿堆内部发生沉积压实作用,由197 mm降至180 mm以下;浸矿21 d后,矿堆上部孔隙呈增大趋势,下部孔隙率呈减小趋势,此外,纵向当量孔隙的直径由2.81 mm减小至2.18 mm,其变化趋势和程度要显著大于横向颗粒间孔隙的当量直径;对比浸矿0 d和21 d的柱浸体系三维颗粒间孔隙结构,证实了细颗粒夹层所处区域的粘结聚集以及细颗粒夹层周边区域形成溶液绕流、溶液优势流动路径.

关键词：金属矿堆浸技术颗粒偏析颗粒间孔隙三维可视化

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机器学习在金属材料服役性能预测中的应用

工程科学学报 2024年第1期46卷 120-136页

作者：李丰范匡健隆季佳浩商春磊吴宏辉汪水泽毛新平北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京科技大学碳中和创新研究院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

在材料基因工程的背景下,数据驱动的机器学习技术推动着材料研究进入了新的范式.机器学习能够充分利用已有的实验数据,在不明晰机制原理的情况下实现对材料服役性能的准确预测,极大地减少了实验所需的时间与成本.本文以机器学习预测金... 详细信息

在材料基因工程的背景下,数据驱动的机器学习技术推动着材料研究进入了新的范式.机器学习能够充分利用已有的实验数据,在不明晰机制原理的情况下实现对材料服役性能的准确预测,极大地减少了实验所需的时间与成本.本文以机器学习预测金属材料的典型服役性能为主题,总结并分析了四种预测金属材料服役性能的常用机器学习模型.以疲劳、蠕变、腐蚀这三种常见的服役性能为代表,介绍了机器学习在这三个性能方面的研究情况,并列举了几个具体的案例进行简要分析.最后,总结了机器学习预测金属材料服役性能的特点,分析了当下机器学习预测金属材料服役性能存在的一些科学问题,并对其发展前景进行了讨论和展望.

关键词：机器学习数据驱动服役性能材料数据

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电缆绝缘材料交联聚乙烯的老化及寿命调控

物理学报 2024年第7期73卷 28-39页

作者：王江琼李维康张文业万宝全查俊伟北京科技大学化学与生物工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 北京智慧能源研究院北京102211 北京科技大学顺德创新学院佛山528300

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)因其优异的力学性能和绝缘性能广泛应用于电力电缆领域中,但在高压电缆的运行过程中XLPE不可避免会受到电老化、热老化和电-热联合老化的影响,使得材料的性能和寿命下降,因此需要对XLPE的老... 详细信息

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)因其优异的力学性能和绝缘性能广泛应用于电力电缆领域中,但在高压电缆的运行过程中XLPE不可避免会受到电老化、热老化和电-热联合老化的影响,使得材料的性能和寿命下降,因此需要对XLPE的老化性能和使用寿命进行调控.本文介绍了XLPE的结构特性和交联机理,系统分析了其老化过程及影响机制,并概述了接枝、共混和纳米粒子改性等调控策略,同时基于寿命评估模型探究了XLPE因老化而导致的寿命衰减问题.最后,展望了调控XLPE电缆绝缘材料使用寿命策略的未来方向,为XLPE电缆绝缘材料的进一步改进和长期稳定运行提供理论指导.

关键词：交联聚乙烯交联机理耐老化性能长寿命

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基于PC老化行为的西藏大气环境严酷度预测

工程科学学报 2024年第5期46卷 863-874页

作者：吴德权覃粒谭甜甜陈星昊赵方超张达威杜翠薇西南技术工程研究所重庆400039 北京科技大学腐蚀与防护中心北京100083

通过研究聚碳酸酯(PC)在西藏自治区(西藏)10个典型大气站点自然暴露试验1年的老化行为,以色差作为指标评估西藏地区PC服役大气环境严酷度时空分布规律.采集了西藏10个典型大气站点8类环境因素数据年均值(2021年4月—2022年3月),分析了... 详细信息

通过研究聚碳酸酯(PC)在西藏自治区(西藏)10个典型大气站点自然暴露试验1年的老化行为,以色差作为指标评估西藏地区PC服役大气环境严酷度时空分布规律.采集了西藏10个典型大气站点8类环境因素数据年均值(2021年4月—2022年3月),分析了西藏地区气候环境特点及气候分布区域,为环境严酷度评价提供准确输入.通过在10个站点开展自然环境试验,研究发现PC老化过程中表观失光率、色差逐渐上升,力学性能如拉伸强度、拉伸断裂应变等波动性下降,最终选择以规律性能较好的色差作为PC老化评估指标.通过Pearson相关性研究分析,认为各类环境因素与地理信息坐标等信息之间有信息冗余,环境参量可以进一步优选.通过灰色关联度、回归分析,筛选出影响PC老化的4个敏感环境因子分别为:日照时间、海拔高度、平均相对湿度、降水时间;通过构建反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型并优化模型参数,建立具有良好训练精度及泛化能力的“环境-材料”映射模型.不同学习精度训练结果表明,过低的学习精度将导致训练程度不够,预测精度较低;过高的学习精度将导致过拟合,使预测陷入局部最小值.输入西藏全域28个城市气象数据,输入已训练好的人工神经网络模型,预测得到西藏28个城市PC老化一年色差值.基于Griddate插值计算,得到西藏地区严酷度空间分布地图,结果显示低海拔的藏东严酷度较低,而高海拔藏西无人区及藏北高原等地区严酷度较高.

关键词：聚碳酸酯西藏大气环境人工神经网络严酷度预测