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基于CT图像建模的TATB基PBX超声检测仿真方法

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含能材料 2024年第7期32卷 693-701页

作者：李智锋林莉张伟斌赵文瑕马志远李海宁大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116024 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化... 详细信息

为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化等处理,获得了包含造型粉颗粒及边界形态的二维几何结构模型,并将该模型用于超声传播过程的有限元仿真,定量对比了基于CT图像的超声仿真模型与Voronoi模型仿真效果的差异。研究表明,基于CT图像模型可以实现TATB颗粒及边界形态随机复杂结构特征的有效刻画,使得超声仿真结果与实验更趋一致,声速、衰减、频域幅值和表观积分背散射系数的误差分别为0.32%、1.14%、0.92%和1.55%,均在2%以内,相较于Voronoi模型的误差(2.77%、35.93%、20.70%、13.68%)大幅降低,仿真准确性得到显著提升。

关键词：高聚物黏结炸药(PBX) CT图像超声检测仿真模型

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含能晶体材料撞击感度的影响研究进展

火炸药学报 2024年

作者：李洪珍焦方宝中国工程物理研究院化工材料研究所

撞击感度作为评价含能材料安全性的一项主要指标，感度值的高低是判断其能否安全使用的重要依据。含能晶体材料作为武器装药的主要做功物质，也是影响安全性的主要因素。为降低含能晶体材料的感度，目前发展了重结晶、共晶、掺杂、复合... 详细信息

撞击感度作为评价含能材料安全性的一项主要指标，感度值的高低是判断其能否安全使用的重要依据。含能晶体材料作为武器装药的主要做功物质，也是影响安全性的主要因素。为降低含能晶体材料的感度，目前发展了重结晶、共晶、掺杂、复合等多项技术对晶体形态进行改性，获得了高品质降感炸药、含能共晶、杂化晶体、晶体复合物等多种新型含能材料，这些晶体材料在保持高能量的同时，安全性能大幅提升。为揭示含能晶体材料的组成-结构-感度的关系，本文分别从晶体结构、晶体形态、多组分晶体的组成和复合结构等方面，系统总结了不同晶体形态特征、以及测试条件和试样状态对撞击感度的影响及规律，分析探究了其基本原因。研究分析表明：含能晶体材料的晶形、粒度、缺陷和聚集态结构等特征形态对撞击感度影响规律的认识主要还是宏观的或定性的，影响的极限程度和定量关系不清楚；共晶、掺杂、复合等多组分复合晶体的构筑机理不清，没有建立组成和结构与感度的定性定量关系；不同晶体特征对撞击感度的作用机制还未得到统一认识。由此，提出了从晶体结构设计、晶体颗粒形态调控、复合晶体设计与构筑等方面以进一步降低撞击感度的策略，期望为同行继续开展高能低感含能晶体的研制和应用提供指导。

关键词：含能材料晶体撞击感度安全性降感

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含能材料的组装及其性能研究进展

含能材料 2024年

作者：刘丹王浚儒赵煦杨志剑中国工程物理研究院化工材料研究所

含能材料的形貌及结构对其各项性能具有显著影响，为改善现有含能材料的固有性能，满足武器装备不同应用需求，含能材料的组装是一种有效的技术手段。基于国内外学者的相关工作，从单一组分含能材料通过组装直接影响结构从而调控其性能... 详细信息

含能材料的形貌及结构对其各项性能具有显著影响，为改善现有含能材料的固有性能，满足武器装备不同应用需求，含能材料的组装是一种有效的技术手段。基于国内外学者的相关工作，从单一组分含能材料通过组装直接影响结构从而调控其性能、多组分复合含能材料的组装组分及复合结构协同调控性能两个角度出发，综述了当前的含能材料的组装方法及其对性能的调控效果，阐述了其它功能材料组装对含能材料的启示。当前，单一组分含能材料组装可以带来新的炸药形貌、多组分组装可以弥补现有性能调控的不足，实现能量及安全性能协同提升，但含能材料的组装发展还面临着组装方法单一、过程调控难、组装机制尚不明确、多组分研究不够深入等问题。未来研究可以重点关注含能材料晶体组装理论完善、介微观表征技术发展及新组装技术探索三个角度。

关键词：含能材料组装晶体形貌多组分协同性能调控

Ca和Ag的含量对可降解Zn-Li-Ca-Ag合金的组织和性能的影响

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材料研究学报 2024年第3期38卷 177-186页

作者：闫俊竹高明于晓明谭丽丽沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 中国科学院金属研究所沈阳110016

制备可降解Zn-Li-Ca-Ag合金,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机和电化学测试等手段研究了Ca和Ag的含量对这种合金的微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:Zn-Li-Ca-Ag合金的微观组织由树枝晶组成,Ca通过第二相强... 详细信息

制备可降解Zn-Li-Ca-Ag合金,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机和电化学测试等手段研究了Ca和Ag的含量对这种合金的微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:Zn-Li-Ca-Ag合金的微观组织由树枝晶组成,Ca通过第二相强化使锌合金的强度提高,Ag细化枝晶使锌合金的塑性提高。Zn-0.8Li-0.1Ca-0.2Ag合金的抗拉强度达到了186 MPa。Ca和Ag都能提高锌合金的耐蚀性能。

关键词：生物材料锌合金力学性能耐蚀性能

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情报研究工作杠杆模型的构建与解读

情报理论与实践 2024年第6期47卷 85-90页

作者：梁春华刘殿春邹志鹏薛碧莹程紫琦中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

[目的/意义]生动形象地表征和呈现情报研究工作本质要素之间的关系,对于认知、理解和科学开展情报研究工作具有非常重要的意义。[方法/过程]梳理情报研究工作的本质要素,找出构成情报研究工作第一性原理的“情报需求、操作体系、有价值... 详细信息

[目的/意义]生动形象地表征和呈现情报研究工作本质要素之间的关系,对于认知、理解和科学开展情报研究工作具有非常重要的意义。[方法/过程]梳理情报研究工作的本质要素,找出构成情报研究工作第一性原理的“情报需求、操作体系、有价值信息和情报研究人员”等情报研究工作长期不变的四大本质要素。[结果/结论]借助杠杆模型,构建了表述四大本质要素相关关系的情报研究工作杠杆模型,即:以满足用户特定情报需求为目标体,以融入科学的技术、方法、模型和工具的操作体系为杠杆,以可获取的有价值信息为支撑体,以掌握多种专业知识和专业技能的情报研究人员为施力体。

关键词：情报研究杠杆模型情报需求操作体系情报研究人员

冷轧中锰钢的再结晶调控及其对力学性能的影响

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金属学报 2024年第2期60卷 189-200页

作者：胡宝佳郑沁园路轶贾春妮梁田郑成武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沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

为探究铁素体再结晶对冷轧中锰钢微观组织与力学性能的影响规律,以0.15C-5Mn(质量分数,%)冷轧中锰钢为研究对象,采用两步临界区退火的热处理方法,利用SEM、TEM和EBSD等表征手段和力学性能测试方法,研究了铁素体再结晶调控对冷轧中锰钢... 详细信息

为探究铁素体再结晶对冷轧中锰钢微观组织与力学性能的影响规律,以0.15C-5Mn(质量分数,%)冷轧中锰钢为研究对象,采用两步临界区退火的热处理方法,利用SEM、TEM和EBSD等表征手段和力学性能测试方法,研究了铁素体再结晶调控对冷轧中锰钢多样化残余奥氏体形成及其力学性能的影响。结果表明,通过在不同温度预先调控冷轧中锰钢中的铁素体再结晶,可获得由不同比例的等轴状再结晶铁素体和马氏体组成的双相细晶组织。经常规退火处理后,在终态组织中形成了不同体积分数的超细晶再结晶铁素体和呈等轴状/板条状形貌的多样化细晶残余奥氏体,使中锰钢在拉伸变形过程中表现出多样化的TRIP效应,在提升冷轧中锰钢强塑性能的同时,其Lüders变形也获得改善。

关键词：冷轧中锰钢铁素体再结晶残余奥氏体 TRIP效应力学性能

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 639-649页

作者：潘霞张洋鹏董志宏陈胜虎姜海昌戎利建中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐55... 详细信息

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O_(2)+99%N_(2)气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe,Cr)_(2)O_(3)和MnCr_(2)O_(4)氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。

关键词： Pb-Bi共晶冷却快堆铁素体/马氏体钢表面处理 Pb-Bi腐蚀预氧化膜

无压烧结温度对15%SiC/2009Al复合材料微观组织与力学性能的影响

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材料工程 2024年第5期52卷 76-82页

作者：边鹏博朱士泽张峻凡肖伯律马宗义沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110158 中国科学院金属研究所沈阳110016

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:... 详细信息

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:在600℃下烧结,SiC与基体间的结合差,微观下可观察到较多的大尺寸孔隙,材料的致密度低,力学性能差;在640℃高温下烧结,坯锭产生大量液相,并溢出到坯锭表面,造成心部合金元素下降,此外,640℃会引发强烈的界面反应,生成较多大尺寸脆性相,成为材料断裂过程中的裂纹源,导致材料性能下降;620℃为最佳烧结温度,产生较多的液相能填充坯锭中的部分孔隙,进而提高材料致密度以及界面结合强度,复合材料的强度和塑性均取得最佳值,抗拉强度与屈服强度分别达到505,345 MPa,伸长率达到7.2%。

关键词： SiC颗粒铝基复合材料冷等静压烧结温度力学性能

γ-TiAl基合金用Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)复合涂层抗高温氧化性能研究

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表面技术 2024年第10期53卷 167-172,206页

作者：杨天南牛合全孔令艳海装沈阳局驻沈阳地区某军事代表室沈阳110043 太原科技大学太原030024 中国科学院金属研究所沈阳110016

目的通过表面涂层提高γ-TiAl基合金的抗高温氧化性能。方法采用常规喷涂涂料法在γ-TiAl合金基体上制备Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合抗高温氧化涂层。研究γ-TiAl合金和涂层样品在900℃、静态空气条件下的准等温氧化动力学行为... 详细信息

目的通过表面涂层提高γ-TiAl基合金的抗高温氧化性能。方法采用常规喷涂涂料法在γ-TiAl合金基体上制备Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合抗高温氧化涂层。研究γ-TiAl合金和涂层样品在900℃、静态空气条件下的准等温氧化动力学行为。用XRD和SEM/EDS分别对涂层样品氧化前后的物相组成、组织形貌和微区成分进行表征分析;用电子探针(EPMA)分析涂层样品的元素分布情况。结果900℃恒温氧化动力学研究结果表明,γ-TiAl基合金初期氧化速率常数为32.501×10^(-2)mg/(cm^(2)·h^(1/2)),与后期氧化速率常数28.113×10^(-2)mg/(cm^(2)·h^(1/2))基本接近,呈直线规律,不具有抗氧化性能;而Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)磷酸盐复合涂层样品氧化后期氧化速率常数为5.967×10^(-2) mg/(cm^(2)·h^(1/2)),与氧化初期8 h内氧化速率常数23.941×10^(-2) mg/(cm^(2)·h^(1/2))相比,明显降低,遵循典型抛物线规律,具有抗氧化性能。微观分析结果表明,原始涂层与γ-TiAl合金基体结合紧密,涂层主要相组成为Al_(2)O_(3)、SiC、SiO_(2);AlPO_(4)以无定形状态构成涂层连续相。氧化后,AlPO_(4)演变成晶态,形成涂层致密的网络结构;部分基体钛元素扩散进入涂层中疏松部位,氧化后形成TiO_(2)弥散分布在涂层中,填补了涂层疏松部位,使涂层更加致密;在涂层与基体界面2μm区域内形成连续致密Al_(2)O_(3)膜,阻挡了空气中的氧进一步扩散进入基体。结论Al_(2)O_(3)-SiC-AlPO_(4)复合涂层有效降低了γ-TiAl基合金氧化速率,有助于形成保护性Al_(2)O_(3)膜,明显改善了900℃γ-TiAl基合金抗高温氧化性能。

关键词： γ-TiAl基合金抗高温氧化性能磷酸盐涂层氧化动力学微观组织

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