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蓝宝石晶体纳米压入本构方程

人工晶体学报 2024年第6期53卷 982-990页

作者：刘婷李先昊郭耀军康森鲁雅荣何力军宁夏大学材料与新能源学院宁夏光伏材料重点实验室银川750021 天通银厦新材料有限公司银川750011

应用有限元方法(FEM)结合神经网络优化及无量纲模型,建立了可统一描述蓝宝石不同晶面纳米压入行为的本构方程。采用纳米压痕方法对蓝宝石晶体的四个典型晶面(C、A、R、M)的表面微力学行为进行了研究,本构方程计算结果与实测结果对比表明... 详细信息

应用有限元方法(FEM)结合神经网络优化及无量纲模型,建立了可统一描述蓝宝石不同晶面纳米压入行为的本构方程。采用纳米压痕方法对蓝宝石晶体的四个典型晶面(C、A、R、M)的表面微力学行为进行了研究,本构方程计算结果与实测结果对比表明:加载、卸载曲线均可由压入深度h的二次函数表达;加载曲线是压入面弹性模量E、屈服应力Y和加工硬化指数n的函数,卸载曲线则除此三个因素之外还与卸载位置(最大深度)h_(max)有关;对同一晶面而言,残余深度hr正比于h_(max),塑性功正比于h_(max)的三次方。结果还表明,对蓝宝石晶体这类难以应用常规力学性能试验研究手段的超硬高脆材料,利用本构方程结合纳米压痕试验,可以比较有效地获得其基本力学性能。

关键词：蓝宝石晶体晶面纳米压痕有限元方法本构方程

液压油缸铁基熔覆层的微观组织与耐蚀行为研究

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热加工工艺 2024年 42-46+52页

作者：焦阳李玉良王彦飞高青张伟冀旭昺范永强李聪玮刘二勇陕煤集团神南产业发展有限公司西安科技大学材料科学与工程学院

随着煤炭开采条件日益苛刻，具有优异性能的激光熔覆技术正广泛应用于液压支架油缸的再制造。然而，市场上熔覆粉末种类繁多，化学成分、制备工艺等差异明显，导致激光熔覆层的性能波动明显。选择四种市售铁基熔覆粉末为原材料，利用激... 详细信息

随着煤炭开采条件日益苛刻，具有优异性能的激光熔覆技术正广泛应用于液压支架油缸的再制造。然而，市场上熔覆粉末种类繁多，化学成分、制备工艺等差异明显，导致激光熔覆层的性能波动明显。选择四种市售铁基熔覆粉末为原材料，利用激光熔覆技术在27SiMn液压油缸外壁面制备铁基熔覆层，分析了熔覆粉末的成分、熔覆层的微观组织和耐蚀性能。结果表明：市售熔覆粉末以水雾化和气雾化两种制粉技术为主，且成分差异以Mo、Nb元素为主；四种激光熔覆层均以马氏体为主，兼有少量残余奥氏体和碳/硼化物。同时，熔覆层的厚度方向微观结构转变明显，由熔合线上方的平面状晶区、柱状树枝晶区转变成熔覆层上部的等轴树枝晶区，成分偏析也得到缓解。耐蚀性测试发现熔覆层的耐蚀性受化学成分和加工工艺影响：首先，加工缺陷成为腐蚀薄弱区；其次，随着Mo元素提升，熔覆层的耐蚀性有所改善。

关键词：液压油缸激光熔覆不锈钢熔覆层微观组织耐蚀行为

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微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

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金属学报 2024年第2期60卷 211-219页

作者：张楠张海武王淼辉中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与... 详细信息

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明:M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100~300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80~500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3(Σ3_(c))和非共格Σ3(Σ3_(ic))晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)和Σ3_(ic)晶界数量百分比分别约为43%和57%,而纵向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)晶界数量百分比提高至约70%。Σ3_(c)孪晶界的增加使得总晶界能降低,是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

关键词：微米级选区激光熔化 316L不锈钢拉伸性能 Σ3晶界孪晶

一步等温和两步等温处理对30CrMnSiA钢力学性能的影响

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材料热处理学报 2024年第5期45卷 122-134页

作者：冀宣名王礼榕杨明王攀智贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州航宇科技发展股份有限公司贵州贵阳550081

设计了一步等温和两步等温Q&P处理,通过改变淬火温度和等温温度使30CrMnSiA钢获得了不同含量一次马氏体(PM)、残留奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观组织。采用X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM... 详细信息

设计了一步等温和两步等温Q&P处理,通过改变淬火温度和等温温度使30CrMnSiA钢获得了不同含量一次马氏体(PM)、残留奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观组织。采用X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)等分析了Q&P处理对试验钢组织和力学性能的影响,并分析了热处理工艺影响RA含量、形态和C浓度的微观机制。结果表明:Q&P工艺中的淬火温度和等温温度决定了各相的含量和特性,高的等温温度有利于提升试验钢的拉伸塑性,而残留奥氏体的含量和碳浓度能够显著影响试验钢的伸长率、强塑积和屈服强度;330℃是一步等温和两步等温处理的最佳淬火温度,该温度下高的RA的含量及C浓度能够显著提升30CrMnSiA钢的伸长率、强塑积和屈服强度。与一步等温Q&P处理比较,两步等温Q&P处理可以提高组织中的RA含量,并能显著降低FM含量,这有助于提升30CrMnSiA钢的力学性能。

关键词：多相组织一步淬火配分(OQ&P) 两步淬火配分(TQ&P) 拉伸性能

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RTM用改性硅炔杂化树脂及其复合材料

复合材料学报 2024年第2期41卷 685-693页

作者：胡文杰张钧钧高明宇蒋峰光刘敏周权华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室上海200237 上海富晨新材料有限公司上海200241

树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种液体闭模成型工艺,成品表面光滑、安全环保、成本较低,极具发展潜力。硅炔杂化树脂是一种耐高温性能优异的有机无机杂化树脂,在航空航天领域均有广泛应用,但其与纤维的结合性能较差,复合材料力学性能不... 详细信息

树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种液体闭模成型工艺,成品表面光滑、安全环保、成本较低,极具发展潜力。硅炔杂化树脂是一种耐高温性能优异的有机无机杂化树脂,在航空航天领域均有广泛应用,但其与纤维的结合性能较差,复合材料力学性能不佳,成为制约其发展应用的主要因素。本文以苯并噁嗪树脂(PBZ)和氨基稀释剂(PAD)共混改性聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)树脂(PSA),制备了适用于RTM成型工艺的改性硅炔杂化树脂(PPA)。通过DSC、FTIR、流变仪、旋转黏度计和热重等方法对PPA树脂的RTM成型工艺、固化行为及耐热性能进行分析。结果表明:PPA树脂的加工窗口宽,可以实现RTM成型的目标,但固化温度高于PSA树脂;PPA树脂的耐热性能优异,其中PPA-1(PSA:PBZ:PAD质量比为5:1:2)树脂在氮气和空气中质量损失5%的温度(T_(d5))分别为585.4℃和568.3℃,1000℃质量保留率分别为88.3%和26.0%。复合材料力学性能测试表明,石英纤维增强PPA树脂复合材料(QF/PPA)力学性能随PBZ含量的增加而逐渐升高,其中QF/PPA-1常温下弯曲强度为346.2 MPa,层间剪切强度为21.4 MPa,较QF/PSA复合材料分别提高了120.6%和72.6%,400℃热老化2 h后的弯曲强度和层间剪切强度分别为256.5 MPa和17.1 MPa,400℃热老化2 h后的力学性能保留率超过70%。

关键词：硅炔杂化树脂共混改性 RTM成型工艺固化行为热性能复合材料

光电极表面态的静态结构与时间分辨动力学和频光谱研究

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 376-397,I0105页

作者：张彤 Jesse B.Brown Haley Fisher Mallory Liebes 皇甫至超钱余亲饶毅美国犹他州立大学化学与生物化学系犹他州洛根84322

在光催化或光电催化反应过程中,光电极的表面态扮演着重要的角色,影响着电荷的产生、分离和利用过程,从而很大程度上决定了光电极的催化性能,通常用于研究光电极表面态以改进其性能的方法是间接的、非表面特异性的以及需要超高真空条件... 详细信息

在光催化或光电催化反应过程中,光电极的表面态扮演着重要的角色,影响着电荷的产生、分离和利用过程,从而很大程度上决定了光电极的催化性能,通常用于研究光电极表面态以改进其性能的方法是间接的、非表面特异性的以及需要超高真空条件下进行的方法,无法获得真实条件下的表面态信息。电子和频光谱和电子二次谐波等非线性光学方法具有表面特异性,可以在各种条件下实现表界面系统的原位研究.本研究介绍了表面态的重要性及其与催化性能的密切关系,概述研究半导体表面态、电场和载流子动力学的方法,并重点介绍了界面特异性光谱方法在该领域的最新贡献.包括通过相位信息提取带电表面态的宽带外插法电子二次谐波技术,提供表面态动力学信息的时间分辨电子和频光谱技术和探索表面态耦合的二维电子和频光谱技术,这些非线性光学方法的进一步发展将实现对光电极表面态和界面电子特性的多角度原位表征,提供对表面态及表面电荷转移过程更深层次的理解,以启发未来光催化和光电催化材料的研究和改进.

关键词：表面态电子和频光谱光催化光电催化

非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层热氧/湿热老化研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 207-215页

作者：梁玉陆国权梅云辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程系美国黑堡镇24061 天津工业大学电气工程学院天津300387

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电... 详细信息

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电场强度及温度的变化规律。之后采用非线性电导调制SiC/环氧树脂作为绝缘涂层封装器件,通过有限元电场仿真结合试验的方法,验证了复合材料对器件局部放电性能的改善效果,结果表明采用非线性电导调制SiC/环氧树脂封装的器件的电场峰值相较于对照组降低了38.6%,且局部放电试验结果表明,非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层可以将器件的局部放电起始电压提升44.9%以上。最后,对非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层的长期可靠性进行了研究,通过热氧老化与湿热老化试验对其长期绝缘可靠性进行了试验验证,并从微观机理对试验结果进行分析。最终结果表明,采用非线性电导调制SiC/环氧树脂涂层封装的功率器件长期绝缘可靠性仍优于对照组。

关键词：非线性电导涂层局部放电绝缘材料功率器件封装

烟梗化学组分分析及其制浆与配抄纸张性能研究

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中国造纸 2024年第7期43卷 64-73页

作者：潘鹏宇施建在李安琪陈欣杨伟凯张静楠陈礼辉李建国张国强福建农林大学材料工程学院植物纤维功能材料国家林和草原局重点实验室福建福州350108 福建金闽再造烟叶发展有限公司福建福州350600 福建中烟工业有限责任公司福建厦门361012

本研究通过水热预处理-机械磨浆方式制备烟梗纸浆纤维,并与漂白硫酸盐阔叶木浆配抄纸张。烟梗化学组分析表明,烟梗原料中木质素和综纤维素含量较低(木质素含量为5%~8%、综纤维素含量为29%~35%)、抽出物和灰分含量较高(抽出物含量>50%、... 详细信息

本研究通过水热预处理-机械磨浆方式制备烟梗纸浆纤维,并与漂白硫酸盐阔叶木浆配抄纸张。烟梗化学组分析表明,烟梗原料中木质素和综纤维素含量较低(木质素含量为5%~8%、综纤维素含量为29%~35%)、抽出物和灰分含量较高(抽出物含量>50%、灰分含量为~15%),比较适宜制备机械浆纤维。探究水热预处理条件、H_(2) O_(2)漂白工艺参数以及配抄条件对烟梗纤维和纸张性能的影响。结果表明,80℃、90 min的水热预处理后通过H_(2) O_(2)漂白60 min(H_(2) O_(2)用量3%),可以制备纤维重均长度为0.395 mm、重均宽度为32.3µm、扭结角为98°、卷曲指数为15.3%的烟梗浆纤维;利用制备的烟梗浆纤维与漂白硫酸盐阔叶木浆在质量比3∶7配抄条件下,所制纸张松厚度、白度、不透明度、撕裂指数和抗张指数分别为1.68 cm^(3)/g、62.1%、94.6%、5.92 mN·m^(2)/g和33.8 N·m/g。

关键词：烟梗原料漂白硫酸盐阔叶木浆纤维形态物理性能

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异质图嵌入的地理不敏感时空兴趣点推荐方法

计算机科学与探索 2024年第3期18卷 755-767页

作者：李曼文张月琴张晨威张泽华太原理工大学信息与计算机学院山西晋中030600 亚马逊公司美国西雅图98109

基于地理位置的社交网络(LBSN)规模日渐庞大,促进了兴趣点(POI)推荐业务快速发展。现有研究常直接引入POI地理空间距离难以模拟用户高度随机的行为路径,导致兴趣点推荐过程对地点位置距离度量较为敏感。同时,社交网络中用户稀疏的POI签... 详细信息

基于地理位置的社交网络(LBSN)规模日渐庞大,促进了兴趣点(POI)推荐业务快速发展。现有研究常直接引入POI地理空间距离难以模拟用户高度随机的行为路径,导致兴趣点推荐过程对地点位置距离度量较为敏感。同时,社交网络中用户稀疏的POI签到数据也容易对推荐精度产生巨大影响。针对以上问题,提出一种基于异质图嵌入的地理不敏感时空兴趣点推荐模型(GIPR)。首先,引入用户行为序列,构造行为POI时空拓扑图,使用权重空间路径表示相对位置距离,既符合用户行为特征,也降低了推荐过程对兴趣点间距离的敏感程度,进而增强推荐结果的可解释性。其次,面对异质且高度稀疏的交互数据,提出的GIPR推荐方法可从局部和全局对完整的LBSN异质图进行学习,融合更丰富的用户和POI特征。最后,经过注意力层提取用户的长短期偏好,实现更加个性化的兴趣点推荐。在两个大规模真实数据集Foursquare和Gowalla上的实验表明,GIPR方法具有更高的推荐精度与更强的可解释性。

关键词：兴趣点(POI) 异质图嵌入地理不敏感 POI时空拓扑图