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碳化物特征对GH3536合金冷变形损伤的影响及控制

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金属学报 2024年第4期60卷 464-472页

作者：余华李昕江河姚志浩董建新北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

为了研究碳化物对GH3536合金冷变形损伤的影响并加以控制,通过薄带材的冷轧变形和圆柱试样的压缩变形,观察了碳化物破裂以及基体局部开裂的现象,并结合有限元模拟结果,进一步探讨了碳化物形貌与分布特征对组织损伤的影响。结果表明,当... 详细信息

为了研究碳化物对GH3536合金冷变形损伤的影响并加以控制,通过薄带材的冷轧变形和圆柱试样的压缩变形,观察了碳化物破裂以及基体局部开裂的现象,并结合有限元模拟结果,进一步探讨了碳化物形貌与分布特征对组织损伤的影响。结果表明,当碳化物尺寸较大、形状不规则且呈团聚分布时,其内部应力与破裂倾向较大,而小尺寸圆形碳化物的情况与之相反。碳化物的团聚与条带状分布是引起基体应力和开裂倾向增加的主要原因。热处理结果表明,通过将热处理温度提高到1150℃以上,可以明显改善小尺寸碳化物的团聚和条带状分布特征,但对于10μm以上的大尺寸碳化物改善效果不明显。

关键词： GH3536合金冷变形热处理碳化物破裂

初始组织及冷轧压下量对工业低牌号电工钢相变织构及磁性能的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 377-387页

作者：杨平马丹丹顾晨顾新福北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

有相变的低牌号电工钢连铸坯中普遍存在的{100}柱状晶显示了连铸过程中强烈的相变滞后及相变被抑制的特性。这时,热轧加热温度的变化会造成热轧组织与织构的多样性,并对后续冷轧退火组织与织构产生影响。本工作在前期初步考察热轧工艺... 详细信息

有相变的低牌号电工钢连铸坯中普遍存在的{100}柱状晶显示了连铸过程中强烈的相变滞后及相变被抑制的特性。这时,热轧加热温度的变化会造成热轧组织与织构的多样性,并对后续冷轧退火组织与织构产生影响。本工作在前期初步考察热轧工艺对工业低牌号电工钢相变织构影响的基础上,结合连铸坯中柱状晶相变滞后现象,提出了亚稳态铁素体热轧保留{100}织构从而提高磁性能的思路,进一步考察了冷轧前不同初始组织及冷轧压下量对相变织构的影响,并探索了织构遗传的规律。结果表明,低温加热热轧的热轧板中存在较多{100}取向的形变晶粒,冷轧及相变退火后显示了明显的{100}织构遗传规律,有效改善了磁性能。压下量的提高削弱了{100}相变织构。分析认为,虽然工业低牌号电工钢中的Al、P元素阻碍了表面效应诱发的{100}相变织构,但低温热轧产生有利的初始{100}织构促进了最终遗传型相变织构。此外,高退火温度下得到的相变织构仍优于低退火温度下得到的再结晶织构。

关键词：低牌号电工钢相变柱状晶织构磁性轧制

纳米结构BCC-Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金在氯化钠溶液中的电化学腐蚀行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1908-1921页

作者：张博威张泽群董其娟吴俊升庄宁左鹏程李晓刚北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学... 详细信息

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学极化作用下,合金表面均匀地形成了一层富含Cr的超薄钝化膜。随着外加电位的增加,保护膜在两相界面处破裂,随后B2相优先溶解。最后,在HEA表面形成三层结构的表面膜:内层富集Cr、中间层富集Fe,外层富集Al和Ni。内层和中间层的形成可归因于Cr物种的高稳定性和Fe的选择性溶解,而腐蚀产物的沉积形成表面膜外层归因于B2相的溶解。

关键词：高熵合金电化学腐蚀行为选择性腐蚀过钝化三层结构氧化膜

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二次铝灰资源化研究进展

稀有金属 2024年第2期48卷 277-287页

作者：刘颖张俊杰沈汉林张深根北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院广东佛山528399

二次铝灰是熔铝产生的熔渣经提铝后产生的,由金属铝、氧化铝、氮化铝和盐类精炼剂等组成,因具有反应性和毒性被列为HW48危险废物,其无害化处置与资源化利用是亟需解决的难题。二次铝灰具有危险性是由于存在氮化铝和盐类精炼剂,其处置技... 详细信息

二次铝灰是熔铝产生的熔渣经提铝后产生的,由金属铝、氧化铝、氮化铝和盐类精炼剂等组成,因具有反应性和毒性被列为HW48危险废物,其无害化处置与资源化利用是亟需解决的难题。二次铝灰具有危险性是由于存在氮化铝和盐类精炼剂,其处置技术分为湿法、火法和湿法-火法联合3种工艺。湿法是采用水解氮化铝回收氨气、溶解并回收盐类精炼剂,最后得到氧化铝;火法是二次铝灰经熔融或煅烧分解氮化铝和盐类精炼剂,制备建筑材料或耐火材料。综述了二次铝灰的理化特性、环境危害、资源化技术,展望了二次铝灰研发和产业化的发展方向,为二次铝灰的资源化利用提供了参考。

关键词：二次铝灰资源化利用湿法工艺火法工艺建材化

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Ti–Mn系储氢合金的研究进展

硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1873-1883页

作者：张贺林繁鑫刘勇缪国栋王振刘春荣李平曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的... 详细信息

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的半径对Ti-Mn系储氢合金晶体结构的影响,讨论了氧含量、元素取代和制备工艺对材料储氢性能的影响,阐述了微观缺陷-循环稳定性的关联机制,并对Ti-Mn系储氢合金在储氢罐领域的突破性应用进行了综述。最后提出未来的研究重点将集中于工艺改进和机理分析。

关键词： Ti–Mn系储氢合金吸放氢反应机理储氢性能储氢罐

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碳点在金属腐蚀防护领域的研究进展

表面技术 2024年第3期53卷 75-87页

作者：王金科吴尚浩陈质彬王悦马菱薇张达威北京科技大学新材料技术研究院北京100083

综述了碳点的合成路径、改性方法及其在腐蚀防护领域的应用,重点阐述了碳点作为缓蚀剂及其在自修复、自预警等智能防腐涂层方向应用的国内外最新研究进展。首先,分析和探讨了杂原子掺杂型、有机分子修饰型以及生物质衍生型碳点缓蚀剂的... 详细信息

综述了碳点的合成路径、改性方法及其在腐蚀防护领域的应用,重点阐述了碳点作为缓蚀剂及其在自修复、自预警等智能防腐涂层方向应用的国内外最新研究进展。首先,分析和探讨了杂原子掺杂型、有机分子修饰型以及生物质衍生型碳点缓蚀剂的缓蚀机理、优势及不足。其次,介绍了基于碳点的本征和外援自修复涂层、腐蚀预警涂层的设计思路及自修复、自预警机制。最后,提出了碳点在缓蚀剂和智能防腐涂层中应用所存在的问题,并对其未来发展前景进行了讨论。未来应秉持绿色、高效理念,进一步优化碳点的制备工艺,深入研究其在缓蚀、涂层自修复及腐蚀预警中的关键作用,以期早日实现工业应用。

关键词：碳点缓蚀剂涂层自修复自预警

可充放锌空电池用过渡金属氧化物双功能催化剂研究进展

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工程科学学报 2024年第1期46卷 56-72页

作者：刘渐芳赵勇智王永刘鸾刘思佳秦运璞吴昊阳张德印贾宝瑞曲选辉秦明礼北京科技大学新材料技术研究院北京100083

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率... 详细信息

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率密度和寿命有重要影响,因此,开发高效、稳定的氧还原/析氧反应双功能催化剂已经成为一个重要研究方向.本文介绍了不同种类过渡金属氧化物催化剂的活性来源及其在锌空电池能量密度、充/放电电压、循环寿命等方面的表现,总结了当下研究现状中提高催化性能的策略和方法.

关键词：锌空电池电催化剂过渡金属氧化物尖晶石钙钛矿

(Ti_(35)Zr_(40)Nb_(25))_(100-x)Al_(x)(x=0,5,10,15,20)高熵合金相组成、组织和力学性能

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材料工程 2024年第1期52卷 108-117页

作者：曹前蔚鸾翀李基民叶丰刘斌斌北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

难熔高熵合金主要由难熔金属元素组成,其熔点通常高于1800℃,且具有高热稳定性和优异抗高温软化能力,在高温领域具有巨大的应用潜力,但是高密度导致的比强度不足和室温脆性等缺点成为其应用的阻碍。本文设计并制备了系列新型非等原子比(... 详细信息

难熔高熵合金主要由难熔金属元素组成,其熔点通常高于1800℃,且具有高热稳定性和优异抗高温软化能力,在高温领域具有巨大的应用潜力,但是高密度导致的比强度不足和室温脆性等缺点成为其应用的阻碍。本文设计并制备了系列新型非等原子比(Ti_(35)Zr_(40)Nb_(25))_(100-x)Al_(x)(x=0,5,10,15,20)轻质难熔高熵合金,研究了Al含量对相组成、组织和力学性能的影响。X射线衍射分析表明,随着Al含量的增加,合金的相结构由无序BCC转变为有序B2。五种铸态合金具有类似的组织形貌,铸锭边缘存在一个沿着冷却方向生长的细长枝晶区域,铸锭中心区域则主要为等轴枝晶。能谱分析表明Nb元素在枝晶干偏聚,Al和Zr元素则富集在枝晶间,这是由Nb的高熔点以及Al和Zr的强键合共同决定的。室温压缩实验发现Al含量的增加导致合金的屈服强度和抗压强度均逐渐提升,但没有降低室温塑性,所有合金的室温压缩断裂应变均超过50%。

关键词：高熵合金相组成组织元素编析力学性能固溶强化

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北京先农坛建筑彩画颜料的光谱学研究

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 983-990页

作者：马峻杰李岩吴福容何康王凤平北京科技大学数理学院北京100083

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成... 详细信息

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成分信息以支撑彩画的保护修复工作,应用便携式拉曼光谱仪、便携式X射线荧光(XRF)对先农坛具服殿中三幅具有代表性的建筑彩画进行无损分析,结合显微拉曼光谱、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等方法对残片的分析,成功获得了绘制彩画所用颜料的主要成分。结果表明,三幅彩画的打底材料均含有碳酸钙,金龙图案表面有金箔留存。此外,在原始彩画中使用了朱砂、铅丹、铅白、氯铜矿和靛蓝等颜料;修复彩画中除上述朱砂、铅丹、铅白外,在金龙图案区域检测到了铅丹和雌黄的混用,且所用蓝色和绿色颜料分别为群青和巴黎绿,这与原始彩画中所使用的颜料不同;在重绘彩画中鉴别出多种近代合成颜料,如钛白、铬黄、苏丹红Ⅰ、酞菁绿、群青、亮红色β-萘酚等。根据颜料的使用情况结合史料记载,确定了三幅彩画的绘制时期分别为1754年、1860年以及1997年左右。由于缺乏对原始彩画中所用颜料的了解,导致后期修复的彩画所用颜料与原始彩画不同。该研究不仅有助于建筑彩画保存历史的判断,更为彩画的保护提供了可靠依据,对后续的保护和修复工作具有重要的指导意义。

关键词：北京先农坛拉曼光谱建筑彩画颜料