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中子毒物硼和钆在乏燃料后处理中的应用及合金相图研究

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中国材料进展 2024年第2期43卷 151-163页

作者：胡小刚杜成杰潘晓龙刘承泽吴金平张于胜西安稀有金属材料研究院有限公司陕西西安710016 江苏科技大学材料科学与工程学院江苏镇江212100 西北有色金属研究院陕西西安710016

随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题。对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全。采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保... 详细信息

随着我国核电站在建及运行的反应堆日渐增多,乏燃料的产生、运输和储存成为核工业面临的严峻难题。对卸载出的巨量核废乏燃料,采用闭环处理循环利用,比传统深埋更加环保和安全。采用添加中子毒物的核结构材料制造相关设备和仪器,可以保障乏燃料后处理过程的运行安全。基于核工业应用要求,针对乏燃料后处理常用的316L不锈钢、Ti35、Zr等材料添加B或者Gd的相图展开调研,结果显示B和Gd可明显提高结构材料的中子吸收效果,但B和Gd的化学性质与过渡族金属Fe,Ti,Zr等相差甚远,除α-Zr最多固溶2.8%Gd(原子数分数)以外,B和Gd均不能大量固溶于常规金属合金体系中,强制添加势必对合金力学性能或耐蚀性能带来巨大危害。可采用团簇模型的合金设计理念,通过含B和Gd化合物相均匀析出或者复合的制造工艺以及Zr-Gd、Ti-Gd体系的多元合金化,引入互溶的中间相,增加难以固溶的元素的固溶度,以此解决中子毒物B和Gd在乏燃料后处理中的应用瓶颈。

关键词：中子毒化 Ti35 锆合金硼钆相图

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一种镍钴基高温合金热变形行为研究

锻压技术 2024年第7期49卷 57-63页

作者：朱强张自昂张林福张鹏哈尔滨工业大学金属精密热加工国防科技重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209

利用热模拟试验机对均匀化热处理后的镍钴基高温合金进行了高温压缩试验,基于试验结果对不同变形温度和应变速率下合金的流变行为展开了研究,建立了镍钴基高温合金的热压缩本构方程及热加工图,利用电子背散射衍射(Electron Back-Scatter... 详细信息

利用热模拟试验机对均匀化热处理后的镍钴基高温合金进行了高温压缩试验,基于试验结果对不同变形温度和应变速率下合金的流变行为展开了研究,建立了镍钴基高温合金的热压缩本构方程及热加工图,利用电子背散射衍射(Electron Back-Scattered Diffraction,EBSD)技术对热压缩变形后微观组织进行了分析。研究结果表明:镍钴基高温合金流变应力随着变形温度的降低和应变速率的增加而逐渐增加。在所研究的变形温度区间及应变速率条件下,合金均未发生失稳现象(失稳因子均大于0)。合金的再结晶分数随着功率耗散率的增加而增加,且显著受温度影响。

关键词：镍钴基高温合金热压缩本构方程热加工图动态再结晶

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硬磁软材料输流管的屈曲不稳定性分析

力学学报 2024年第3期56卷 691-703页

作者：马地龙王琳陈伟华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074

输流管道广泛应用于海洋工程、航空航天、先进制造和生物医学等工程行业和前沿科技领域.在内部流体作用下,软材料输流管易丧失稳定性并出现较大位移.因此,如何预测其稳定性以及调控其力学行为显得至关重要.基于Hamilton原理,建立了磁调... 详细信息

输流管道广泛应用于海洋工程、航空航天、先进制造和生物医学等工程行业和前沿科技领域.在内部流体作用下,软材料输流管易丧失稳定性并出现较大位移.因此,如何预测其稳定性以及调控其力学行为显得至关重要.基于Hamilton原理,建立了磁调控下硬磁软材料输流管道的动力学理论模型,推导了铰支-可滑动铰支边界条件下输流管道的控制方程.在Galerkin方法离散的基础上,对输流管系统进行了稳定性分析.研究发现:当流速小于失稳临界值时,输流管在静态平衡位置保持稳定;当流速大于失稳临界值时,输流管以静态分岔形式发生屈曲失稳.通过求解输流管道的非线性控制方程,得到管道的非线性力学响应.研究结果显示,磁场力幅值P和磁偏角α会共同影响输流管系统的非线性力学响应行为,α的取值决定了系统临界流速和管道屈曲形状随P值增大的演化趋势,实现了对管道屈曲变形行为的磁调控.理论模型还可方便地推广应用于非均匀磁化管道的力学响应分析之中.文章采用的磁场调控方法具有非接触式和快速响应等优势,可望进一步应用于医用器械及极端环境作业等领域.

关键词：硬磁软材料输流管道稳定性磁调控屈曲

基于边缘优化设计的低损耗Si3N4光功率分束器

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深圳大学学报（理工版） 2024年第5期41卷 532-535页

作者：黄谦睿梁耿钦陈宇泰孙怡雯闫培光屈军乐深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060 国防科技大学理学院材料科学实验中心湖南长沙410073 深圳大学生物医学工程学院广东深圳518073

随着信息技术的发展,市场对于更小型化、更高效光器件的需求不断增加.采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,成功制备了Si_(3)N_(4)光功率分束器并对其进行测试.结果表明,在1550 nm波长下,边缘... 详细信息

随着信息技术的发展,市场对于更小型化、更高效光器件的需求不断增加.采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺,成功制备了Si_(3)N_(4)光功率分束器并对其进行测试.结果表明,在1550 nm波长下,边缘优化的1×8功率分束器的总损耗仅为1.30 dB,且其体积相较于传统设计可减小30%.本研究应用逆向优化算法,突破了传统设计仅能针对规则图形设计的限制,为实现小尺寸、低损耗的光功率分束器提供了一种可行途径.

关键词：光学集成光学微纳光子器件光功率分束器逆向优化边缘优化

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复合材料夹芯结构准静态稳定性性能现状概述

复合材料学报 2024年

作者：邓晓星朱子旭陈长海胡年明海军工程大学舰船工程系华中科技大学船舶与海洋工程学院

复合材料夹芯结构由于其优异的比强度，比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这三个方面出发，综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱四种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的... 详细信息

复合材料夹芯结构由于其优异的比强度，比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这三个方面出发，综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱四种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的现状。蜂窝夹芯结构的研究较为成熟，进一步的研究应集中于应用领域；泡沫夹芯结构在面芯问题方面有待增强，可考虑纤维缝合技术；褶皱夹芯结构理论方面有待进一步研究，潜力巨大；点阵夹芯结构较其它结构抗屈曲能力更强，但是依然存在面芯粘接问题。复合材料夹芯结构在准静态稳定性方面的问题主要集中在面芯粘接方面，纤维缝合技术可以有效增强面芯性能，该方面的研究对增强复合材料夹芯结构稳定性有较强的潜力。

关键词：复合材料夹芯结构稳定性蜂窝夹芯结构泡沫夹芯结构点阵夹芯结构褶皱夹芯结构

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载流摩擦用铜-碳复合材料研究现状及展望

润滑与密封 2024年第9期49卷 191-200页

作者：宋英健杨正海焦金隆李文勃上官宝河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023

铜-碳(碳材料主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)复合材料因其优异的导电性、导热性和润滑等性能,广泛应用在航天航空、轨道交通、电力电子、武器装备等领域的载流摩擦副中。随着载流摩擦副服役条件越来越苛刻,对铜-碳复合材料... 详细信息

铜-碳(碳材料主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)复合材料因其优异的导电性、导热性和润滑等性能,广泛应用在航天航空、轨道交通、电力电子、武器装备等领域的载流摩擦副中。随着载流摩擦副服役条件越来越苛刻,对铜-碳复合材料的使用性能要求越来越高。介绍铜-碳复合材料的种类和组成,指出铜-碳复合材料存在的问题如强度较低、铜基体与碳材料增强相之间不润湿等,综述铜-碳复合材料的界面改善、制备方法等,并对铜-碳复合材料的发展方向进行展望。

关键词：铜-碳复合材料载流摩擦界面改善制备方法

基于改进混合粒子群优化算法的多无人机协同围捕方法研究

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电光与控制 2024年第9期31卷 1-5页

作者：许诺朱黔谢晓阳喻涛刘佳刘思帆北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100000 中国运载火箭技术研究院北京100000 国防科技大学计算机学院长沙410000

针对多无人机协同围捕问题,在无人机运动学约束基础上,考虑各无人机应同时到达围捕位置,提出了多机协同围捕任务规划两层求解架构。在任务协调层通过改进混合粒子群优化方法,以各无人机同时到达指定围捕位置的最小时间为目标,优化调度... 详细信息

针对多无人机协同围捕问题,在无人机运动学约束基础上,考虑各无人机应同时到达围捕位置,提出了多机协同围捕任务规划两层求解架构。在任务协调层通过改进混合粒子群优化方法,以各无人机同时到达指定围捕位置的最小时间为目标,优化调度给出多目标围捕方案;在航路规划层考虑无人机初始状态及运动学约束,通过Dubins曲线调整实现各无人机同时到达围捕位置。仿真结果表明了所提方法的有效性。

关键词：多无人机协同围捕改进混合粒子群优化

碰摩条件下TA7和TC11钛合金抗点燃性能及机理分析

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航空材料学报 2024年第5期44卷 206-214页

作者：石琳贾雷停郭洪波彭徽北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 高温结构材料与涂层技术工信部重点实验室北京100191

采用钛合金碰撞摩擦点燃装置,将TC4钛合金转杆与TA7等钛合金碰摩试样进行碰撞以及持续摩擦,结合SEM等微观分析,对TA7和TC11钛合金抗点燃性能及产物进行研究,并得出了在这一特殊摩擦条件下的实验结果。研究结果表明:摩擦接触压力P_(f)和... 详细信息

采用钛合金碰撞摩擦点燃装置,将TC4钛合金转杆与TA7等钛合金碰摩试样进行碰撞以及持续摩擦,结合SEM等微观分析,对TA7和TC11钛合金抗点燃性能及产物进行研究,并得出了在这一特殊摩擦条件下的实验结果。研究结果表明:摩擦接触压力P_(f)和燃烧室压力P可作为有效的实验参数评价钛合金的碰摩点燃过程;根据P_(f)-P绘制的3种钛合金临界点燃曲线均呈线性规律,抗点燃性能:TC11>TA11>TA7;对碰摩点燃后的钛合金进行微观组织分析表明,钛合金燃烧反应区包括燃烧产物区(CPZ)、氧化物区(OZ)、热影响区(HAZ)以及摩擦产物区(FPZ)共4个区域;TC11点燃后形成的多层结构Al_(2)O_(3)有利于阻止Ti、O等元素互扩散,是其具有更优异抗碰摩点燃性能的主要原因。

关键词：钛合金钛火阻燃性能阻燃机理

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B添加对MoSi金属间化合物抗氧化性能影响的第一性原理研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：陈郑宇文佩温思涵李美凤沙江波周春根郑州航空工业管理学院航空发动机学院北京航空航天大学材料科学与工程学院

基于第一性原理计算方法探讨了B添加对MoSi2/MoB化合物氧化行为的影响。结果表明，初始氧化阶段MoSi2/MoB两化合物界面处和MoB相具有较低的氧的吸附能、氧通过MoSi2/MoB两化合物界面的扩散激活能较低，导致化合物表面更容易发生快速氧... 详细信息

基于第一性原理计算方法探讨了B添加对MoSi2/MoB化合物氧化行为的影响。结果表明，初始氧化阶段MoSi2/MoB两化合物界面处和MoB相具有较低的氧的吸附能、氧通过MoSi2/MoB两化合物界面的扩散激活能较低，导致化合物表面更容易发生快速氧化，有利于保护性氧化膜的快速形成；当氧化过程达到稳定阶段时，化合物表面含有6%B（原子分数，下同）的硼硅酸盐具有最低的氧扩散系数，具有更好的抗氧化性能。因而，精确控制B掺杂量是设计抗氧化Mo-Si-B金属间化合物的有效策略。

关键词： Mo-Si-B金属间化合物 MoSi /MoB 硼硅酸盐第一性原理计算