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TiAl合金形变热处理及超细晶制备技术进展

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材料热处理学报 2025年第2期46卷 28-43页

作者：荣川杨劼人杜新刘泽栋马云路四川大学材料科学与工程学院四川成都610065

TiAl合金具有轻质、耐高温、高强的优点,在航空航天领域具有良好的应用前景。然而,室温塑性低、加工成型能力不足,限制了其广泛应用。组织细化是提高TiAl合金性能的主要途径和当前研究热点。形变热处理将变形与热处理工艺结合,可以显著... 详细信息

TiAl合金具有轻质、耐高温、高强的优点,在航空航天领域具有良好的应用前景。然而,室温塑性低、加工成型能力不足,限制了其广泛应用。组织细化是提高TiAl合金性能的主要途径和当前研究热点。形变热处理将变形与热处理工艺结合,可以显著细化组织、大幅改善性能。本文综述了TiAl合金的形变热处理技术,系统阐述了形变热处理对合金多尺度结构细化和综合力学性能提升的作用原理及规律,为TiAl合金设计、工艺制定、工程化应用提供参考指导。

关键词： TiAl合金形变热处理组织细化力学性能

非静水压环境对U_(3)O_(8)高压拉曼声子行为的影响

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 59-65页

作者：王艺佳吴彬彬刘静仪房雷鸣刘本琼雷力四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621022

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子... 详细信息

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子结构存在显著差异,因此很难通过同步辐射X射线衍射技术探测高压下铀氧化合物中U-O键合的细微变化。然而拉曼光谱对高压下U-O键合变化非常敏感,它能揭示物质在高压下包括键合或者化学计量等方面的重要信息。目前对U_(3)O_(8)高压结构相变的研究通常聚焦于静水压环境,而非静水压环境对U_(3)O_(8)高压相变的影响尚未得到深入研究。该研究基于金刚石对顶砧的高压拉曼散射技术探究了静水压和非静水压环境对正交α-U_(3)O_(8)高压相变与声子行为的影响。研究表明,静水压(8.1 GPa)和非静水压(8.2 GPa)条件下α-U_(3)O_(8)高压相变起始压力很接近。但由于非静水压环境中样品内的微区偏应力较大,因此非静水压环境中U_(3)O_(8)高压相变结束压力(16.4 GPa)比静水压环境中相应压力(18.5 GPa)约低2~3个GPa。同时本文给出了两对比实验中主拉曼模的一阶压力系数与Mode-Grüneisen参数γ。对比分析可知,高压相变前静水压条件下各主模零压下的一阶压力系数绝对值|dω/d P|几乎均大于非静水压条件下的相应值,这表明相变前非静水压环境中各拉曼模对压力响应不明显;一旦高压相变开始,由于较大微区偏应力的存在极大程度增强了铀氧原子外层电子的耦合作用,故相变后非静水压下压力系数绝对值显著增大。零压下B_(2)^((6))模的γ值最小,因此对外部扰动有更积极的响应。此外室温加压时A_(2)^((3))和A_(2)^((4))模(代表沿a轴氧原子的振动)的一阶压力系数通常小于B_(2)^((4))和B_(2)^((6))模(代表bc面内氧原子的位移),这表明α-U_(3)O_(8)高压相变前a轴比b、c轴更难被压缩。该工作深入探究了静水压和非静水压环境对α-U_(3)O_(8)高压相变的影响,为了解α-U_(3)O_(8)高压相稳定性和晶格动力学行为提供了重要参考。

关键词： U_(3)O_(8) 高压拉曼光谱高压相变非静水压

Timepix探测器质子响应的蒙特卡罗模拟

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强激光与粒子束 2025年第2期37卷 54-59页

作者：陈希普罗天泺胡智民四川大学原子核科学技术研究所成都610064

在激光驱动惯性约束聚变实验研究中,质子能谱诊断常用的记录介质CR-39固体径迹探测器在能谱测量方面存在时效性与一致性的缺陷,而具有在线信号获取能力的Timepix探测器能够克服这些问题。为将Timepix探测器应用于内爆质子能谱探测,研究T... 详细信息

在激光驱动惯性约束聚变实验研究中,质子能谱诊断常用的记录介质CR-39固体径迹探测器在能谱测量方面存在时效性与一致性的缺陷,而具有在线信号获取能力的Timepix探测器能够克服这些问题。为将Timepix探测器应用于内爆质子能谱探测,研究Timepix探测器对质子能量和入射角度的响应十分有必要。在Allpix2框架内,使用蒙特卡罗方法分析了Timepix探测器对不同能量和入射角度质子束的响应。模拟结果显示,以质子能否穿透传感器灵敏区域为区分,Timepix探测器对质子束入射角度与能量的响应规律在簇形态、簇尺寸分布以及簇电荷分布上具有显著差异。当入射质子束能量低于6 MeV时,Timepix探测器探测效率高,且质子入射角度不会对探测器能量响应产生显著影响。

关键词：激光聚变蒙特卡罗模拟探测器质子能谱像素化簇

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基于3DE平台的协同设计在加速器装置建设中的应用——以CS30α辐照装置为例

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 59-69页

作者：牛海华王锋锋王志军刘鲁北陈伟龙李亚光孙国珍郑海李智慧张斌何源中国科学院近代物理研究所兰州730000 四川大学原子核科学技术研究所成都610064

为了提升加速器装置的设计效率和建设质量,解决现有加速器装置设计和建设过程中存在的多学科数据孤岛、各系统数据实时交互性差与一致性弱、设计周期长且成本高等问题,立足于加速器装置建设需求,提出基于3DEXPERIENCE(简称3DE)平台对CS3... 详细信息

为了提升加速器装置的设计效率和建设质量,解决现有加速器装置设计和建设过程中存在的多学科数据孤岛、各系统数据实时交互性差与一致性弱、设计周期长且成本高等问题,立足于加速器装置建设需求,提出基于3DEXPERIENCE(简称3DE)平台对CS30加速器α辐照装置开展协同设计研究,梳理出一套较为完善的加速器装置协同设计流程,实现了加速器装置机械、管路、电气及土建等各系统多维度协同设计,规范了整个设计流程,减少了设计错误,提高了设计效率及质量,节约了设计成本,为加速器装置的设计及建设提供指导和帮助,有效缩短了加速器装置的建设周期。

关键词： 3DE平台 CS30加速器 α辐照装置协同设计装置建设

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基于变密度法的SLM增材制造无人机承载接头结构拓扑优化设计

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工程科学学报 2025年第1期47卷 56-65页

作者：原帅超王建峰段宇航郝璐静占小红南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核... 详细信息

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核.采用拓扑优化变密度法,以应力最小化为目标、保留质量40%为响应约束,对接头结构进行拓扑优化,根据优化结果设计两种重构方案并进行静力学验证.结果表明,两种模型重构方案分别减重了13.8%和13.3%,在轻量化程度相近的情况下,方案Ⅱ明显具有更小的应力分布以及变形程度,即最优重构方案成功实现轻量化设计,与原结构件相比质量减轻13.3%,且相较于其他方案承载能力最强,满足静态结构设计要求.为大型无人机承载接头结构实现低成本、轻量化的结构设计探索了新的途径.

关键词：拓扑优化静力学分析增材制造轻量化设计结构设计

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双沟槽SiC MOSFET总剂量效应研究

物理学报 2025年

作者：朱文璐郭红霞李洋帆马武英张凤祁白如雪钟向丽李济芳曹彦辉琚安安湘潭大学材料科学与工程学院西北核技术研究所

本文对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管开展了不同栅极偏置电压下的60Co-γ辐照试验，并在辐照后进行了室温退火试验。实验结果表明辐照后器件的阈值电压负向漂移，且在正向栅极偏压下电学性能退化尤为明显。通过分析器件的1/f噪声特... 详细信息

本文对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管开展了不同栅极偏置电压下的60Co-γ辐照试验，并在辐照后进行了室温退火试验。实验结果表明辐照后器件的阈值电压负向漂移，且在正向栅极偏压下电学性能退化尤为明显。通过分析器件的1/f噪声特性发现，在不同栅极偏置条件下辐照后器件的漏极电流噪声归一化功率谱密度升高了4～9个数量级，这表明辐照后器件内部缺陷密度显著增加。对辐照后器件进行了24、48和168小时的室温退火实验，退火后器件阈值电压有所升高，表明器件的电学性能在室温下可以部分恢复，主要因为辐照产生的浅氧化物陷阱电荷在室温下退火，而深氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷在室温难以恢复。结合TCAD仿真模拟进一步分析器件总剂量效应微观机制，结果表明辐照在氧化层中诱生的大量氧化物陷阱电荷造成栅极氧化层中靠近沟道一侧的电场强度增大，导致器件的阈值电压负向漂移，影响器件性能。

关键词：双沟槽碳化硅低频噪声总剂量效应

用于高速软X射线相机的Y_(2)SiO_(5):Ce荧光粉涂层测试

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四川大学学报(自然科学版) 2025年第1期62卷 162-168页

作者：夏静朱敬军四川大学原子核科学技术研究所成都610065

高速软X射线成像诊断系统(HSXR),又叫高速软X射线相机,具有成像速度快且耐辐射的优点,在托卡马克诊断装置中占有一席之地,但其尚不具备粒子鉴别能力、成像反演精度有待提高、标定难.为此,我们搭建了一套测试装置对其目前使用的核心部件... 详细信息

高速软X射线成像诊断系统(HSXR),又叫高速软X射线相机,具有成像速度快且耐辐射的优点,在托卡马克诊断装置中占有一席之地,但其尚不具备粒子鉴别能力、成像反演精度有待提高、标定难.为此,我们搭建了一套测试装置对其目前使用的核心部件P47荧光屏(Y_(2)SiO_(5):Ce)进行了测量,以找到余辉处理办法和标定方案,提高其能量分辨率和探测效率.以放射源为入射源,考虑空气衰减和面源立体角修正得到入射粒子强度,再除以净计数率得到探测效率.使用P47和更高光产额的P43荧光屏(Gd_(2)O_(2)S:Tb)以及两款不同参数的PMT得到的结果作为对比.结果表明,余辉较强,处理数据时需扣除其贡献;X射线能量越低、P47涂层越厚,探测效率越高;提高光产额、光耦合效率以及PMT增益可以提高系统的能量分辨率.最后我们给出了HSXR的升级方向和标定方案,希望推动HSXR成为最主要的软X射线诊断装置.

关键词：高速软X射线相机 Y_(2)SiO_(5):Ce荧光粉涂层能量分辨率探测效率余辉

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中锰钢奥氏体中化学界面变形行为的晶体塑性研究

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金属学报 2025年第2期61卷 349-360页

作者：贾春妮刘腾远郑成武王培李殿中中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心中国科学技术大学材料科学与工程学院

针对中锰钢奥氏体中形成的Mn化学界面，基于晶体塑性理论框架，建立了考虑位错密度演化及形变诱导相变的晶体塑性模型，研究了单一奥氏体晶粒内部存在化学界面情况下的微观变形行为，获得了奥氏体晶粒内部应力、应变及位错密度的分布，... 详细信息

针对中锰钢奥氏体中形成的Mn化学界面，基于晶体塑性理论框架，建立了考虑位错密度演化及形变诱导相变的晶体塑性模型，研究了单一奥氏体晶粒内部存在化学界面情况下的微观变形行为，获得了奥氏体晶粒内部应力、应变及位错密度的分布，以及变形过程中形变诱导相变分数的演化。结果显示，奥氏体中化学界面的存在不仅能引起晶粒内部的应力与应变产生微区配分，即富Mn侧奥氏体承载更多的应力，贫Mn侧奥氏体承载更多的应变，而且会使同一个奥氏体晶粒内部各处的机械稳定性呈现差异性分布，使奥氏体在变形过程中渐次地发生相变诱导塑性(TRIP)效应，从而提高材料的强度和塑性。

关键词：中锰钢奥氏体化学界面形变诱导马氏体相变晶体塑性

面向含能材料化学领域的先进分析表征技术发展与展望

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含能材料 2025年第1期33卷 82-101页

作者：应梓剑陈建波徐金江于谦何璇赵雪燕朱春华黄石亮杨希李诗纯中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

分析表征技术是含能材料化学领域科研生产不可或缺的重要工具。含能材料分析表征技术主要包括色谱、质谱、波谱、光谱、热分析、显微、散射与衍射等,通过分析表征技术的定性/定量分析可获得含能材料的化学结构、组分含量、微观形貌等信... 详细信息

分析表征技术是含能材料化学领域科研生产不可或缺的重要工具。含能材料分析表征技术主要包括色谱、质谱、波谱、光谱、热分析、显微、散射与衍射等,通过分析表征技术的定性/定量分析可获得含能材料的化学结构、组分含量、微观形貌等信息,进而为含能材料相关合成表征、质量控制、库存维护、公共安全、环境监测等场景提供重要的分析数据,极大推动了含能材料行业的发展。近年来,分析表征技术在传统分析的基础上,展现出了明显的多学科交叉融合特征,并逐步向自动化、智能化、原位在线、多尺度贯通、高时空分辨等方向发展。为了更加清晰、全面地掌握含能材料分析表征技术现状与趋势,研究系统综述了各主要分析手段的技术内涵、功能特点以及在含能材料领域的应用现状,并讨论了未来的发展趋势,为含能材料化学领域相关分析表征研究提供支撑。

关键词：高聚物粘结炸药(PBX) 含能材料分析表征技术自动化智能化