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时效处理对2A43铝合金微观组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：曹文博郭文静安徽工业大学冶金学院

基于纳米压痕等技术，系统地研究了时效处理对2A43铝合金微观组织和力学性能的影响。采用金相（OM）、透射电镜（TEM）、X射线能谱（EDS）以及扫描电镜（SEM）化学分析方法对比2A43铝合金在两种状态下的变化。结果表明，原始2A43铝合金... 详细信息

基于纳米压痕等技术，系统地研究了时效处理对2A43铝合金微观组织和力学性能的影响。采用金相（OM）、透射电镜（TEM）、X射线能谱（EDS）以及扫描电镜（SEM）化学分析方法对比2A43铝合金在两种状态下的变化。结果表明，原始2A43铝合金和经过T6热处理后铝合金的硬度和弹性模量均随着载荷的增大而减小。在经过热处理后的铝合金表面形成了更多的韧窝，这是由于时效处理后合金元素会析出细小的弥散相，形成硬化相，而这些硬化相会对于铝基体起到强化作用。同时，经过时效处理后的铝合金仍具有较好的结构均匀性，其硬度相比原始的2A43铝合金显著增大。

关键词：时效处理 2A43铝合金纳米压痕微观组织

煤油流量对NiCrBSi-CrSi_(2)涂层微观结构及高温磨损性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 825-833页

作者：王志强刘侠张世宏任奕杨康杨阳薛召露安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组... 详细信息

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组织结构、力学性能和高温摩擦磨损性能。结果表明:不同煤油流量涂层的物相组成基本相同,均有γ-Ni、Ni_(3)B、Cr_(2)B、CrSi_(2)和Cr_(5)Si_(3),但随着煤油流量的升高,涂层中的CrSi_(2)和Cr_(2)B的部分会分别转变为Cr_(5)Si_(3)和CrB相。涂层显微硬度和结合强度随着煤油流量的升高均呈现先增后减的趋势,孔隙率和磨损率表现出先减后增的趋势。当煤油流量为30 L/h时,粉末熔融效果最好,涂层的孔隙率最低为0.17%,显微硬度(HV0.3)最高达到5576.2 MPa,结合强度最高为59MPa,磨损率最低为2.84×10^(-14)m^(3)·(N·m)^(-1)。磨痕表面产生的Cr_(2)O_(3)、SiO_(2)和NiCr_(2)O_(4)等氧化物以及较高的涂层硬度使得30 L/h的涂层显示出最优的耐高温摩擦磨损性能。涂层的磨损机制以氧化磨损和黏着磨损为主。

关键词：超音速喷涂 NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层煤油流量显微组织高温磨损性能

微沟槽织构设计对PDMS表面黏-滑摩擦学行为的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 70-77页

作者：施文斌肖汉崔坤杰王涛时礼平吴玉国李蒙安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学芜湖技术创新研究院安徽芜湖241002

“黏-滑”现象是软材料表面摩擦学行为典型的特征,易诱发机械系统的振动与噪音等问题.本文中采用激光加工技术在PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)表面加工了沟槽状织构阵列,研究不同参数织构设计对软材料表面“黏-滑”摩擦行... 详细信息

“黏-滑”现象是软材料表面摩擦学行为典型的特征,易诱发机械系统的振动与噪音等问题.本文中采用激光加工技术在PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)表面加工了沟槽状织构阵列,研究不同参数织构设计对软材料表面“黏-滑”摩擦行为的影响.结果表明沟槽织构可以有效抑制软材料表面“黏-滑”行为,降低界面摩擦阻力,但沟槽的作用效能依赖于其倾斜角设计.此外,界面滑动速度和沟槽织构宽度也是影响表面摩擦学行为的主要因素.

关键词： “黏-滑”行为软材料摩擦学黏弹性表面织构

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LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

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过程工程学报 2024年第6期24卷 716-725页

作者：董国春吴浩林浩然陶素芬陈龙安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

LF精炼渣作为固体废弃物,大量堆放污染环境,渣中含有合金元素,通过Al可以将渣中合金元素置换出来,对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题,通过添加LF精炼渣和CaF2... 详细信息

LF精炼渣作为固体废弃物,大量堆放污染环境,渣中含有合金元素,通过Al可以将渣中合金元素置换出来,对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题,通过添加LF精炼渣和CaF2作为冷却剂吸收反应放热,降低反应体系温度、减少原料蒸发。但是,冷却剂加入量过多,体系温度下降过快会导致熔体熔化钢板的能力下降,出现耐磨层与钢板无法冶金结合的情况。因此,本研究设计添加2,4,6,8,10 g的LF精炼渣和2.39,2.50,2.60,2.71,2.81 g的CaF2,利用燃烧合成反应在钢板上制备Fe-Cr基陶瓷复合材料,并对燃烧合成产物耐磨层和钢板的焊接面积及耐磨层的致密度、硬度、耐磨性能进行研究,进而探究合适的LF精炼渣添加量。结果表明,LF精炼渣加入量为8 g时,耐磨层的致密度最高并且耐磨层的单位面积磨损量最少;LF精炼渣加入量为10 g时,耐磨层的硬度最高、钢板和耐磨层的焊接面积最大。材料的耐磨性能受致密度和硬度影响,当硬度差异较小时,耐磨层的耐磨性能随着致密度提高而提高;当致密度差异较小时,耐磨层的耐磨性能随着硬度提高而提高。综上所述,为了获得高耐磨性能的同时保证Fe-Cr基陶瓷复合材料其他性能的均匀性,最佳的LF精炼渣加入量为8 g。

关键词：燃烧合成 LF精炼渣复合材料耐磨性能

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Fe-Mn系无镍低温钢研究进展

塑性工程学报 2024年第5期31卷 11-22页

作者：赵鑫磊周华生章小峰林方敏邢梅杨永安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

随着能源消耗和环境污染问题日益严峻,液化天然气等清洁能源得到广泛关注。低温钢作为这类能源存储和运输的材料,其应用和研发愈显迫切。Ni钢是低温结构钢的主流选择,但近年来,由于Fe-Mn系钢的经济性和性能的优良性,“以锰代镍”新型低... 详细信息

随着能源消耗和环境污染问题日益严峻,液化天然气等清洁能源得到广泛关注。低温钢作为这类能源存储和运输的材料,其应用和研发愈显迫切。Ni钢是低温结构钢的主流选择,但近年来,由于Fe-Mn系钢的经济性和性能的优良性,“以锰代镍”新型低温钢成为科研热点,该类钢通常通过添加Mn、Al和Cu等合金元素调控力学性能,并通过工艺调控达到使用标准。重点阐述了外力参数-变形对力学性能的影响、经典强化机制和变形对强韧性机制的影响;综述了裂纹萌生、溶质偏析、相间强度差和能量吸收等低温断裂的理论原理;系统归纳了韧性的评价指标和试验方法。最后,总结了Fe-Mn系低温钢的相关研究成果,对未来的研究进行了展望。

关键词：无镍低温钢成分工艺强韧化机制断裂机理

软弹流状态下“脊-膜”织构化PDMS表面增摩特性的研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第8期44卷 1084-1091页

作者：肖汉孙勇健王涛时礼平李蒙安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学芜湖技术创新研究院安徽芜湖241002

润滑条件下,增加软质材料(如橡胶、凝胶等)表面摩擦效应是柔性电子、皮肤传感器和智能抓取等功能器件设计制造的1个重大需求.本文中采用激光加工与多次覆膜相结合工艺,在PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)表面加工出不同间距... 详细信息

润滑条件下,增加软质材料(如橡胶、凝胶等)表面摩擦效应是柔性电子、皮肤传感器和智能抓取等功能器件设计制造的1个重大需求.本文中采用激光加工与多次覆膜相结合工艺,在PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)表面加工出不同间距的“脊-膜”织构,研究其在流体润滑状态下接触界面的摩擦学特性,并原位考察了接触界面内润滑介质的流动特征.结果表明:“脊-膜”织构在滑动界面内产生周期性弹性迟滞,引起润滑界面的能量耗散,从而显著提高了PDMS表面在软弹流状态下的滑动摩擦效应;当“脊”间距为3 mm时,织构化表面的平均摩擦力可达100.23 mN,与光滑表面相比,其摩擦效应提高了49.6倍.此外,PDMS表面摩擦效应随法向载荷的增加而增加,但在不同滑动速度下基本保持不变.

关键词：弹流润滑软材料 “脊-膜”织构应变能摩擦力

低共熔溶剂辅助制备空心球状钙钛矿型高熵氧化物及高倍率储锂性能

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化学学报 2024年第3期82卷 303-313页

作者：鲍梦凡陈诗洁邵霞邓慧娟冒爱琴檀杰安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 安徽工业大学材料科学与工程学院先进陶瓷研究中心马鞍山243032

近年来高熵氧化物因其独特的四大效应,作为高性能的锂离子电池(LIBs)负极材料受到广泛关注.本研究借助于形貌和缺陷调控策略调控晶格畸变和氧空位,以金属硝酸盐为金属源,葡萄糖和尿素为低共熔溶剂,采用基于低共熔溶剂辅助的固相反应法... 详细信息

近年来高熵氧化物因其独特的四大效应,作为高性能的锂离子电池(LIBs)负极材料受到广泛关注.本研究借助于形貌和缺陷调控策略调控晶格畸变和氧空位,以金属硝酸盐为金属源,葡萄糖和尿素为低共熔溶剂,采用基于低共熔溶剂辅助的固相反应法制备了La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)以及Li、Na元素掺杂的La(Li_(1/6) Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))O_(3)和La(Na_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))O_(3)钙钛矿型高熵氧化物纳米晶粉体.测试结果表明:所制备的高熵氧化物均为单相钙钛矿结构,其形貌为具有介孔结构的空心球状且各组成元素分布均匀.储锂性能表明:La(Li_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))O_(3)电极展示了最高的比容量(电流密度200 mA·g^(-1)下循环100圈的可逆比容量为410.0mAh·g^(-1))和优异的倍率性能(100 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为342 mAh·g^(-1),3000 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为169.43 mAh·g^(-1),容量保持率为49.4%).虽然La(Li_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))O_(3)具有略小的D_(Li)~+,但适当的晶格畸变、氧空位和较高的比表面积使其具有更高的电导率(0.072 S·cm^(-1))以及更小的阻抗,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能.该项工作为开发出高性能LIBs的先进负极材料提供了新的设计理念和思路.

关键词：负极材料钙钛矿型高熵氧化物掺杂缺陷工程储锂性能

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铜阳极泥湿法预处理除杂同步富集稀贵金属

中国有色金属学报 2024年

作者：程郅璇张福元马勇齐徐娟何世伟赵卓安徽工业大学冶金工程学院

铜阳极泥高效预处理除杂是分离精炼稀贵金属的前置关键环节。本文基于铜阳极泥的理化特征，提出H2SO4-H2O2体系常压选择性自催化氧化除杂同步高效富集稀贵金属新工艺，考察了多种因素对Cu、As、Se、Te浸出率的影响。结果表明：铜阳极泥... 详细信息

铜阳极泥高效预处理除杂是分离精炼稀贵金属的前置关键环节。本文基于铜阳极泥的理化特征，提出H2SO4-H2O2体系常压选择性自催化氧化除杂同步高效富集稀贵金属新工艺，考察了多种因素对Cu、As、Se、Te浸出率的影响。结果表明：铜阳极泥主要物相为PbSO4、CuSO4、Ag2Se、Cu2Te、Cu2Se和Cu等，在H2SO4用量120 mL/kg、H2O2用量260 mL/kg、液固质量比5:1、35℃反应1h的优化条件下，Cu、As的浸出率分别为98.33%、58.22%，Se、Te的浸出率仅7.49%和23.97%，Au、Ag均未浸出；浸出渣微观形貌为50-100nm镶嵌式团状颗粒，主要由PbSO4、Se、Ag2Te和Ag物相组成，原料中Cu2Te、Cu2Se和Ag2Se物相明显消失，Ag、Au分别富集到9.33%和0.293%，富集比为1.5，Cu由14.30%降至0.39%，满足后续贵金属分离精炼要求。该工艺在常温常压下实现了铜阳极泥中杂质的高效分离和稀贵金属的定向富集。

关键词：铜阳极泥硫酸双氧水浸出铜稀贵金属

二胺类药剂对霓石絮凝沉降性能的影响及吸附机理研究

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过程工程学报 2024年

作者：胡义明曹阳杨诚黄洋高翔鹏李明阳安徽工业大学冶金工程学院

霓石是一种常与铁矿石伴生的脉石矿物，由于其自身硬度较低，在磨矿过程中极易泥化，对铁尾矿絮凝造成不利影响。本研究通过絮凝沉降实验探索了6种分子两端均为氨基的二胺类药剂对霓石絮凝性能的影响，并通过对比实验筛选出了絮凝效果... 详细信息

霓石是一种常与铁矿石伴生的脉石矿物，由于其自身硬度较低，在磨矿过程中极易泥化，对铁尾矿絮凝造成不利影响。本研究通过絮凝沉降实验探索了6种分子两端均为氨基的二胺类药剂对霓石絮凝性能的影响，并通过对比实验筛选出了絮凝效果最佳的絮凝剂1,8-辛二胺(ODM)。絮凝沉降实验结果表明，在pH=6、ODM质量浓度为0.1wt%时ODM对霓石的絮凝效果最佳，此时霓石可在1 min内沉降完全，絮凝沉降速度约是自由沉降的4倍。此外，通过机理实验Zeta电位测量、红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱测试(XPS)得出了ODM在霓石表面的吸附机理。机理实验结果表明ODM主要通过静电吸附和氢键吸附作用于霓石表面，且静电吸附在吸附过程中占据主导作用。

关键词：霓石絮凝二胺类药剂氢键吸附静电吸附