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基于晶体塑性航空钛合金热处理后的性能分析

兵器材料科学与工程 2024年第1期47卷 43-52页

作者：陈金东唐亚新吴红兵浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江大学机械工程学院浙江杭州310013 浙江大学宁波理工学院机械与能源工程学院浙江宁波315100

对TC4钛合金进行不同条件下的热处理,观测热处理后的显微组织。根据金相图提取相关的晶粒数据,结合晶体塑性理论建立不同的TC4钛合金晶体塑性有限元模型,导入Abaqus软件进行双轴拉伸模拟仿真。结果表明:TC4钛合金的双轴拉伸模拟仿真较准... 详细信息

对TC4钛合金进行不同条件下的热处理,观测热处理后的显微组织。根据金相图提取相关的晶粒数据,结合晶体塑性理论建立不同的TC4钛合金晶体塑性有限元模型,导入Abaqus软件进行双轴拉伸模拟仿真。结果表明:TC4钛合金的双轴拉伸模拟仿真较准确,其应力-应变曲线、伸长率、收缩率预测结果与试验结果一致。材料的各向异性、晶体取向、晶体塑性本构行为对TC4钛合金的弹塑性变形影响明显。

关键词： TC4钛合金有限元仿真晶体塑性热处理双轴拉伸

金属有机骨架及其衍生材料在电解水和锌-空气电池中的应用

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无机化学学报 2024年第1期40卷 15-32页

作者：刘洋段信德任爽爽葛发源郑和根南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室南京210093 湖南理工学院机械工程学院岳阳414006

电解水和锌-空气电池(ZABs)技术为解决能源危机、实现碳中和目标开辟了一条新的途径。然而,这些技术的实际应用在很大程度上受到析氢反应(HER)、析氧反应(OER)以及氧还原反应(ORR)缓慢动力学的限制。因此,迫切需要开发高效、稳定的电催... 详细信息

电解水和锌-空气电池(ZABs)技术为解决能源危机、实现碳中和目标开辟了一条新的途径。然而,这些技术的实际应用在很大程度上受到析氢反应(HER)、析氧反应(OER)以及氧还原反应(ORR)缓慢动力学的限制。因此,迫切需要开发高效、稳定的电催化剂有效降低反应过电位,加快电催化反应进程。金属有机骨架(MOFs)由于其灵活可调的组成和精确可控的结构,已成为催化领域研究最广泛的材料之一。本文聚焦于MOFs基电催化剂的制备策略和结构特性,主要介绍它们在电解水和ZABs方面近期的研究进展,并对该领域存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。

关键词：金属有机骨架电催化剂电解水锌-空气电池

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废旧锂离子电池正极材料回收技术研究现状

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1830-1847页

作者：尹逸雄任永生马文会雷云伍继君李绍元魏奎先詹曙昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 东京大学材料工程学院东京113-8656 普洱学院理工学院普洱665000 合肥工业大学计算机与信息学院合肥230601

为了保护环境和节约化石能源,电动汽车正逐步代替传统的内燃机汽车。锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、循环性能好、使用温度范围广等特点,近年来被广泛应用于新能源汽车。随着新能源汽车的快速发展,大量动力电池将陆续进入退役... 详细信息

为了保护环境和节约化石能源,电动汽车正逐步代替传统的内燃机汽车。锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、循环性能好、使用温度范围广等特点,近年来被广泛应用于新能源汽车。随着新能源汽车的快速发展,大量动力电池将陆续进入退役期。退役的锂离子电池若处置不当,其电解液、隔膜等有机物会对环境造成严重污染,同时锂离子电池的正极材料中含有大量的的有价金属没有得到充分利用。本文综述了退役锂离子电池正极材料回收处理技术,主要包括电池的预处理、火法冶金和湿法冶金技术,并对比了各种技术的优缺点。在此基础上,展望了未来锂离子电池正极材料回收技术发展方向。

关键词：退役锂离子电池有价金属正极材料回收

基于声发射b值分析的风力机叶片材料损伤特性研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 172-180页

作者：廖力达陆正鹏叶捍黄斌舒王咏张芝铭长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 南澳大学工学院阿德莱德5001

风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通... 详细信息

风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通过主成分分析和k-均值++算法进行声发射参数聚类来分析GFRP损坏模式。结果表明:1)对整个声发射事件进行b值分析,观察到GFRP试样在断裂前b值呈明显下降趋势,表明b值的变化率可作为材料断裂的预警信号。2)根据主成分分析9种声发射参数所占主成分比重,选择声发射信号的幅度、峰值频率两个特征参数。通过k-均值++算法对特征参数进行聚类分析,发现拉伸过程的声发射信号分为了4个簇,并找到每个簇的特征频率。3)通过使用扫描电子显微镜(SEM)对GFRP试样拉伸断口进行观察,得到4个簇分别对应于基体开裂、纤维/基体脱粘、分层和纤维断裂4种损伤模式。基于声发射b值分析方法适用于GFRP损伤特性研究,可在风力发电机叶片损伤检测领域推广。

关键词：风力机叶片声发射复合材料 b值分析

碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣的影响研究进展

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安全与环境学报 2024年第4期24卷 1388-1395页

作者：姚锡文刘清华齐鹏远齐洋许开立东北大学资源与土木工程学院沈阳110819 营口理工学院材料科学与工程学院辽宁营口115014

生物质热化学转化利用过程会产生大量的生物质灰,其钾、钠等碱金属元素的含量高,导致其熔融温度低,在高温下极易熔融或挥发,进而对锅炉、管道或设备受热面造成沾污结渣、腐蚀等危害。为系统了解碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣影响的... 详细信息

生物质热化学转化利用过程会产生大量的生物质灰,其钾、钠等碱金属元素的含量高,导致其熔融温度低,在高温下极易熔融或挥发,进而对锅炉、管道或设备受热面造成沾污结渣、腐蚀等危害。为系统了解碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣影响的研究并预测其发展趋势,首先,归纳生物质热化学转化过程中由碱金属迁移转化引发的安全问题及危害;其次,回顾和总结近年来国内外生物质灰沾污结渣机理方面的研究进展,主要包括不同热化学转化来源生物质灰沾污结渣演变规律和碱金属迁移转化特性研究等;最后,预测生物质灰沾污结渣防治研究的发展趋势。研究结果显示:生物质热化学转化过程中碱金属的赋存形式和演化特征是影响灰熔融和沾污结渣特性的重要因素,不同热化学转化来源生物质灰的熔融和烧结规律是灰沾污结渣防治研究的关键。以往针对碱金属迁移转化特性的研究,大多只考虑生物质自身的燃料性质、矿物组成等,对不同热化学转化过程中碱金属迁移转化对生物质灰沾污结渣和熔融烧结的影响以及不同形式碱金属成分的影响研究仍不够深入和系统,尚未形成完善的理论体系,这将成为以后的重点研究方向。

关键词：安全工程生物质能源热化学转化碱金属灰沾污结渣

热处理对压铸Mg-Zn-Al-Mn合金组织及性能的影响

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铸造 2024年第5期73卷 596-602页

作者：孙金钊夏鹏李润霞张留艳广东工业大学材料与能源学院广东广州510000 东莞理工学院材料科学与工程学院广东东莞523000

采用压铸成形工艺制备Mg-Zn-Al-Mn合金,研究不同热处理工艺对压铸Mg-Zn-Al-Mn合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,压铸态合金采用直接时效处理时,在190℃下直接时效5 h,合金强度达到峰值,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为236 MP... 详细信息

采用压铸成形工艺制备Mg-Zn-Al-Mn合金,研究不同热处理工艺对压铸Mg-Zn-Al-Mn合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,压铸态合金采用直接时效处理时,在190℃下直接时效5 h,合金强度达到峰值,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为236 MPa,149 MPa和7.3%。经过固溶处理后,过饱和固溶度提升,大部分第二相颗粒在固溶过程中溶解进镁基体中,即有更大的第二相脱溶析出驱动力。335℃×4 h+190℃×5 h时合金力学性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为243 MPa,167 MPa和5.1%。浸泡试验表明,经过T6处理后的合金具有最好的耐浸泡腐蚀性能,电化学试验结果显示,T6处理合金具有最小的腐蚀电流密度和最大的高频阻抗弧半径,表明其具有最优的耐腐蚀性能。

关键词：压铸Mg-Zn-Al-Mn合金热处理力学性能显微组织腐蚀

CE–5号高钛模拟月壤固体试件单轴受压本构模型

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：徐桂弘唐红庞荣华任旭段莉贵州理工学院土木工程学院中国科学院地球化学研究所

采用CE–5号(嫦娥五号)模拟月壤为主要材料，通过掺入无机固化剂制作3种配合比的试验样品(YR–1,YR–2,YR–3)，采用万能伺服液压机(100k N)施加竖向荷载，获取应力–应变曲线，采用扫描电镜观测样品内部的形貌及微空洞的特征，研究月... 详细信息

采用CE–5号(嫦娥五号)模拟月壤为主要材料，通过掺入无机固化剂制作3种配合比的试验样品(YR–1,YR–2,YR–3)，采用万能伺服液压机(100k N)施加竖向荷载，获取应力–应变曲线，采用扫描电镜观测样品内部的形貌及微空洞的特征，研究月壤固化样品的破坏形态、变形性能及弹性模量等特性，通过分段分析的方法，得到CE–5模拟月壤固体样品的单轴受压本构模型。结论如下：(1)抗压强度与用水胶比及胶凝材料的用量有关，随着水胶比的降低抗压强度增大，随着固化剂用量的增大而增大。(2)固化体样品内部普遍存在较多的微空洞和微小的裂隙，当外界压力达到极限强度时，微空洞及微裂隙扩展贯通导致样品失效。(3)采用三次多项式及有理分式分别拟合应力–应变全曲线试验结果得到月壤固化体应力–应变全曲线上升段及下降段，提出月壤固化体试件分段式本构模型，模型计算结果与试验曲线吻合良好，为实现月壤工程的技术化分析提供理论基础。

关键词：土力学模拟月壤无机固化剂固化体试件

细胞表面显示技术在纤维素乙醇制备中的应用及挑战

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现代化工 2024年

作者：刘登山东理工职业学院能源与材料工程学院

简单介绍了细胞表面显示技术的设计原理，归纳了细胞表面显示技术在纤维素乙醇生产中的技术优势和应用价值，重点讨论了细胞表面显示技术在纤维素乙醇制备中存在的技术障碍。最后，总结了细胞表面显示技术在纤维素乙醇生产中的实用意义... 详细信息

简单介绍了细胞表面显示技术的设计原理，归纳了细胞表面显示技术在纤维素乙醇生产中的技术优势和应用价值，重点讨论了细胞表面显示技术在纤维素乙醇制备中存在的技术障碍。最后，总结了细胞表面显示技术在纤维素乙醇生产中的实用意义，提出了面临的问题并展望了其应用前景。

关键词：纤维素乙醇细胞表面显示技术全细胞催化剂酵母综合生物工艺

基于浮动投影方法的三维非线性结构拓扑优化研究

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机电工程 2024年

作者：张映博李家春陈跃威邹中妃王永涛贵州大学机械工程学院浙江大学机械工程学院贵州省水利科学研究院贵州理工学院机械工程学院

针对三维非线性拓扑优化设计时的单元畸变现象与刚度准则选取问题，以涉及几何与材料非线性的超弹性结构为研究对象，对三维非线性结构拓扑优化进行了研究。首先，将物理场变量与Mooney-Rivlin模型线性相乘以表征设计域的超弹性，并提... 详细信息

针对三维非线性拓扑优化设计时的单元畸变现象与刚度准则选取问题，以涉及几何与材料非线性的超弹性结构为研究对象，对三维非线性结构拓扑优化进行了研究。首先，将物理场变量与Mooney-Rivlin模型线性相乘以表征设计域的超弹性，并提出了一种用于线性插值方案的改进附加超弹性技术，通过将Yeoh超弹性材料加入到低刚度区域，缓解了单元畸变现象;然后，基于三场密度模型，构造了三维超弹性结构拓扑优化的数学列式，在该框架下，比较了最小化末端柔度和最大化平衡势能两种刚度准则，推导了相应的灵敏度表达式，并采用浮动投影方法施加了设计变量的0/1约束;最后，采用两个数值算例对该方法的有效性进行了验证。研究结果表明：大变形情况下，不同目标函数的优化结果在拓扑构型和结构响应方面具有显著差异，但与线性设计相比，其均具有更优的力学性能。

关键词：三维结构超弹性结构变形分析非线性效应刚度准则浮动投影方法 Mooney-Rivlin模型