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普通烧结镁砂骨料中杂质相对镁碳耐火材料抗热震性和高温断裂行为的影响

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2094-2106页

作者：汪超李亚伟徐小峰陈启龙王官正武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心武汉430081

镁碳砖是炼钢过程中重要的耐火材料之一。为进一步提高其抗热震性,本文利用普通烧结镁砂存在少量低熔点相特性,在镁碳材料制备过程中部分替代电熔镁砂骨料,使之在服役条件下(1 000~1 700℃)材料基体内产生局部液相,缓解材料中应力集中... 详细信息

镁碳砖是炼钢过程中重要的耐火材料之一。为进一步提高其抗热震性,本文利用普通烧结镁砂存在少量低熔点相特性,在镁碳材料制备过程中部分替代电熔镁砂骨料,使之在服役条件下(1 000~1 700℃)材料基体内产生局部液相,缓解材料中应力集中的问题。结果表明:经1 000℃热处理后镁碳材料内普通镁砂骨料保持完整;温度升至1 400℃,部分普通镁砂骨料中的杂质溶出并向周围基质中扩散,骨料瓦解呈多孔结构。此外,基质内因单质硅的引入,除形成大量的晶须状和颗粒状Mg_(2)SiO_(4)相外,还出现了Si C晶须;1 600℃热处理时,杂质溶出扩散加剧,基质中存在颗粒状Mg2SiO4相和Si C晶须。上述材料在高温下的结构变化,提高了材料的强度,甚至高温抗折强度,改善了材料的抗热震性能。高温劈裂实验表明,烧结镁砂的孔隙结构缓解了应力集中,而1 400℃条件下液相的形成促进了烧结和基质中晶须的形成,增加裂纹沿骨料–基质界面扩展的比例,最终导致材料的断裂能和抗热震因子增加。

关键词：镁碳耐火材料普通烧结镁砂显微结构演变抗热震性断裂行为

同成分的超细贝氏体钢和Q&P钢在海水中应力腐蚀开裂行为对比研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第6期 1495-1506页

作者：苏志诚张弦程焱刘静吴开明武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心

采用显微表征方法(SEM、XRD、EBSD)，电化学测试和慢应变速率应力腐蚀实验，研究了两种不同热处理工艺的先进高强度钢(超细贝氏体钢、Q&P钢)在海洋环境中的应力腐蚀开裂行为。结果表明，采用等温工艺的超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条... 详细信息

采用显微表征方法(SEM、XRD、EBSD)，电化学测试和慢应变速率应力腐蚀实验，研究了两种不同热处理工艺的先进高强度钢(超细贝氏体钢、Q&P钢)在海洋环境中的应力腐蚀开裂行为。结果表明，采用等温工艺的超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条细化，出现了较多的薄膜状残余奥氏体，获得了较高的强度与延伸率。贝氏体铁素体板条与残余奥氏体形成微电偶效应，贝氏体铁素体电位较低作为阳极发生溶解，活性溶解位点诱发裂纹的萌生与扩展。此外，超细贝氏体钢中晶粒较细，塑性变形过程中应力集中较小，薄膜状残余奥氏体对裂纹产生钝化作用，使其具有更低的应力腐蚀敏感性。采用淬火配分工艺的Q&P钢中马氏体板条较为粗短，薄膜状残余奥氏体较少。碳由马氏体分配到残余奥氏体中，马氏体与残余奥氏体形成微电偶效应，电化学腐蚀速率明显增大。Q&P钢组织中的块状残余奥氏体会在应力作用下变形为脆性马氏体，引发应力集中导致裂纹形核，同时产生位错堆积和残余微应力，进一步促进了裂纹的萌生及扩展。

关键词：先进高强度钢海洋环境残余奥氏体电化学腐蚀应力腐蚀开裂

基于人工表面等离激元的小型化电可调缺口带滤波器

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Al-Zn-In系牺牲阳极在模拟海洋环境下的电化学性能研究

物理学报 2024年第3期73卷 48-54页

作者：孙淑鹏程用志罗辉陈浮杨玲玲李享成武汉科技大学信息科学与工程学院武汉 430081 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉 430081 湖北隆中实验室襄阳 441000 武汉软件工程职业学院电子工程学院武汉 430205 武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室武汉 430081 湖北隆中实验室襄阳 441000

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒... 详细信息

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒山形单元的色散曲线表现出更好的慢波特性,渐近频率降低至原来的 55%.缺口带的频率可通过调整变容二极管两端的偏置电压来动态控制.随着偏置电压从 0.5 V增至 30 V,缺口带频率从 2.1 GHz移动到 2.3 GHz,实现动态调节.仿真结果表明,缺口带滤波器通带内实现了较低的插入损耗(S21-10 dB),并且具有小型化的优势,尺寸仅为 0.78λg×0.35λg,λg是中心频率处的波长.采用印刷电路板技术实际加工了缺口带滤波器.实物测量和仿真结果吻合较好,验证了设计的可靠性.

关键词：人工表面等离激元电子控制缺口带滤波器谐振器

来源：博看期刊评论

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中国腐蚀与防护学报 2024年第5期44卷 1223-1233页

作者：张炬焕刘静彭晶晶张弦吴开明武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司佛山528000

在商用Al-Zn-In牺牲阳极基础上,自行设计冶炼了Al-Zn-In-Sn-La牺牲阳极合金,并在模拟浅海和深海环境下,测试了两种合金的开路电位、动电位极化曲线、恒电位极化曲线、腐蚀失重等,对比分析讨论了两种牺牲阳极的放电量和电流效率。结果表... 详细信息

在商用Al-Zn-In牺牲阳极基础上,自行设计冶炼了Al-Zn-In-Sn-La牺牲阳极合金,并在模拟浅海和深海环境下,测试了两种合金的开路电位、动电位极化曲线、恒电位极化曲线、腐蚀失重等,对比分析讨论了两种牺牲阳极的放电量和电流效率。结果表明:模拟海洋环境下,冶炼合金放电量较商用合金略有提高,这与In、Zn、Sn协同活化作用破坏钝化膜完整性、增加钝化膜阴阳离子空位促进离子迁移有关。同时,冶炼合金电流效率较商用合金显著提高,浅海环境下电流效率由75.87%提高至90.01%,深海环境下由75.48%提高至82.99%。冶炼合金自腐蚀速率低、晶界偏析相与基体电位差较小导致微电偶作用减弱、稀土元素细化晶界促进均匀溶解等共同作用提高了电流效率。模拟深海环境下,两种合金的放电量较浅海环境大幅降低,这主要是由于低温、低含氧量导致离子溶解沉积速率降低,牺牲阳极活性点减少,Al合金牺牲阳极发生钝化。为克服深海放电量低下的问题,高熵合金的思路也许能显著提高活化合金元素的固溶度,从而提高其深海放电性能。

关键词： Al合金牺牲阳极模拟海洋环境放电量电流效率

FactSage热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性中的应用

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硅酸盐通报 2024年第3期43卷 1110-1122页

作者：郭伟杰朱天彬李亚伟廖宁桑绍柏徐义彪鄢文武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉科技大学高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心武汉430081

商用热力学计算软件FactSage在耐火材料抗渣侵蚀性研究中起到重要作用,因此在耐火材料研究中应用越来越广泛。本文总结了近15年来热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性研究中的应用,重点介绍了耐火材料抗渣侵蚀研究中常用的热力学计算模型,... 详细信息

商用热力学计算软件FactSage在耐火材料抗渣侵蚀性研究中起到重要作用,因此在耐火材料研究中应用越来越广泛。本文总结了近15年来热力学计算在耐火材料抗渣侵蚀性研究中的应用,重点介绍了耐火材料抗渣侵蚀研究中常用的热力学计算模型,分析了各种模型的原理、特点、适用情景、精确度与局限性,并给出了详细的运用实例。此外,本文介绍了热力学计算与其他方法相结合运用的实例,包含ANSYS、动力学分析、分子动力学模拟等方法,规避热力学计算的局限性,更加全面地分析熔渣对耐火材料的侵蚀行为。最后,本文对热力学计算存在的问题进行了归纳,并基于现有研究现状对其发展前景与方向进行了展望。

关键词：耐火材料热力学计算抗渣侵蚀性 FactSage 热力学模型

微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为

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热加工工艺 2024年

作者：牛香力王祖恒高一峰吴传栋宋新莉刘静武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学湖北省海洋工程材料及服役安全工程技术中心

研究了微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为。通过X射线衍射、光学显微镜和扫描电子显微镜观察了微铸锻增材制造TC4-DT合金在平行沉积扫描方向与平行沉积增高方向的相组成与显微结构，测试了不同温度（500、600和700... 详细信息

研究了微铸锻增材制造TC4-DT合金的高温力学性能与断裂失效行为。通过X射线衍射、光学显微镜和扫描电子显微镜观察了微铸锻增材制造TC4-DT合金在平行沉积扫描方向与平行沉积增高方向的相组成与显微结构，测试了不同温度（500、600和700℃）TC4-DT合金的高温力学性能，观察了不同测试温度的拉伸断口形貌并分析了其断裂失效行为。结果表明：微铸锻增材制造TC4-DT合金主要物相为α相，平行和垂直于沉积方向的显微结构主要是网篮状组织和片层α组织，未观察到明显的各向异性。随温度升高，TC4-DT合金的强度降低，断裂行为由穿晶断裂向沿晶断裂转变。材料失效行为的主要影响因素包括高温下晶粒的长大、晶界的软化、气孔的长大与聚集。

关键词： TC4-DT合金增材制造高温力学性能断裂失效行为

EPS处理对QStE700TM钢氢脆敏感性影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 691-699页

作者：徐云峰王少峰何龙刘冬黄峰刘静武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 杭州金固环保设备科技有限公司杭州311400 宝钢股份中央研究院武钢有限技术中心武汉430080

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QStE700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残... 详细信息

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QStE700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残余应力变化,探讨了EPS工艺对QStE700TM钢氢脆敏感性影响机理。结果表明,EPS工艺处理QStE700TM钢试样的氢脆敏感性仅为8.1%,相较于酸洗和干式抛丸工艺分别降低了12.7%和20.5%。这与EPS工艺处理钢板表面氧化铁皮残留少,残余应力为-150~-300 MPa范围内的压应力有关。另外,EPS处理钢试样因更小的氢扩散通量(J∞L)和有效氢扩散系数(Dapp)及更大的滞后时间(tL)和阴极侧次表面氢浓度(c0),表现出比干式抛丸工艺处理钢试样更好的阻碍氢扩散性能,进而表现出更低的氢脆敏感性。综合考虑,EPS工艺是一种全新、可靠的和低碳环保的高强钢表面除鳞工艺。

关键词： QStE700TM钢 EPS处理氢脆敏感性

温度和湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木文物性能和微观结构的影响

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文物保护与考古科学 2024年第3期36卷 9-18页

作者：吴涛周和荣王珂魏彦飞方北松赵阳省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 甘肃省文物考古研究所甘肃兰州730030 荆州文物保护中心湖北荆州434000

乙二醛聚合物加固饱水梓木文物在自然环境或者博物馆存放时,受环境因素如温度和湿度的影响会导致文物发生劣化。本研究采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了乙二醛聚合物脱水加固饱水梓木试样在不同温度和湿度环境中性... 详细信息

乙二醛聚合物加固饱水梓木文物在自然环境或者博物馆存放时,受环境因素如温度和湿度的影响会导致文物发生劣化。本研究采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了乙二醛聚合物脱水加固饱水梓木试样在不同温度和湿度环境中性能与微观结构变化。结果显示,饱水梓木文物材料经乙二醛聚合物脱水加固后,乙二醛聚合物与梓木细胞壁结合紧密,部分填充于梓木细胞内加固梓木细胞壁。试样在25℃和50%RH环境中试验30 d其结构和性能无明显变化。在60℃和50%RH环境中试验30 d,试样内部的乙二醛聚合物逐渐均匀附着于细胞壁且表面平滑,试样横截面断口平整;但试样表面的乙二醛聚合物逐渐消失,暴露出木材本体。在25℃和95%RH环境中乙二醛聚合物吸湿性明显增强,其与水的结合能力高于梓木细胞壁,乙二醛聚合物与细胞壁之间的结合被破坏,失去加固效果,但仍填充于细胞中。最后分析了温湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木性能与结构的影响机制,并提出了试样在吸湿和脱水过程中乙二醛聚合物与梓木细胞壁的结构变化模型。

关键词：饱水梓木文物乙二醛聚合物温度湿度 SEM

耐候钢热轧氧化皮对快速稳定化锈层演变规律及耐蚀性影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 891-900页

作者：张佳伟黄峰汪涵敏郎丰军袁玮刘静武汉科技大学、省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室、湖北省海洋工程材料及服役安全工程技术研究中心武汉430081 宝钢股份中央研究院武钢有限技术中心武汉430080

利用大气暴晒试验,辅以场发射扫描电镜(FE-SEM)、场发射电子探针扫描分析仪(FE-EPMA)、显微拉曼光谱(Raman)以及电化学测试,研究了热轧氧化皮对经快速稳定化处理Q345qDNH耐候钢锈层演变规律及其耐工业大气腐蚀性能影响机理。结果表明,... 详细信息

利用大气暴晒试验,辅以场发射扫描电镜(FE-SEM)、场发射电子探针扫描分析仪(FE-EPMA)、显微拉曼光谱(Raman)以及电化学测试,研究了热轧氧化皮对经快速稳定化处理Q345qDNH耐候钢锈层演变规律及其耐工业大气腐蚀性能影响机理。结果表明,氧化皮(Fe_(3)O_(4)+Fe_(2)O_(3)+少量FeO及FeCr_(2)O_(4)相)存在改善了锈层表面的致密性,但未改变Q345qDNH耐候钢腐蚀产物类型,有无氧化皮的Q345qDNH耐候钢试样腐蚀产物均主要由γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)组成,两种试样快速稳定化锈层均呈现出α-FeOOH由外向内生长的现象,带热轧氧化皮试样因氧化皮中Fe_(3)O_(4)存在可促进α-FeOOH生成而表现出更好的锈层稳定化效果和耐蚀性。

关键词： Q345qDNH耐候钢氧化皮工业大气腐蚀稳定化处理