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O相对Ti2AlNb合金B2基体相拉伸性能影响的分子动力学模拟

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1701-1708页

作者：李萍丁瑞东张勇强石成峰郅强薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院

本研究基于分子动力学研究了Ti2AlNb合金中不同数密度的O相对基体B2相力学性能的影响。结果表明：B2相中含有O相时材料的屈服强度和塑性均得到了提升。这是因为在拉伸变形过程中析出相阻碍了基体中滑移系的开动，从而提高了基体B2相的... 详细信息

本研究基于分子动力学研究了Ti2AlNb合金中不同数密度的O相对基体B2相力学性能的影响。结果表明：B2相中含有O相时材料的屈服强度和塑性均得到了提升。这是因为在拉伸变形过程中析出相阻碍了基体中滑移系的开动，从而提高了基体B2相的塑性变形抗力。研究发现材料塑性的提升主要与内应力的释放有关，其中B2相通过马氏体相变释放内应力占主导作用，位错释放内应力为次要作用。当基体B2相中含有O相时，O相对位错阻碍作用会导致应力集中，从而诱导大量bcc结构发生马氏体相变，在此过程中应力集中的程度降低，延缓了孔洞形核长大；另一方面由于O相为韧性相，因此孔洞在O相和B2相边界生长受到抑制，从而使Ti2AlNb合金的塑性和韧性大大提高。并且随着析出相数密度的增加，材料的屈服强度和屈服应变下降，但其强度和塑性相比不含O相时仍有提升。这是因为随着O相数密度的增加，导致变形过程中基体原子发生马氏体相变的比例降低，因此相变对应力集中的释放程度降低，孔洞的产生与扩大速度提高，从而使材料更容易发生断裂失效。

关键词：分子动力学 Ti2AlNb O相数密度马氏体相变

Y_(2)O_(3)添加量对铜铝基金属结合剂性能及显微结构的影响

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 322-329,I0005页

作者：王敬轩侯永改李文凤邹文俊彭进河南工业大学材料科学与工程学院河南郑州450000

为改善铜铝基金属结合剂力学性能的不足,采用真空热压烧结在铜铝基金属结合剂中添加0~2.5%(质量分数)的Y_(2)O_(3)在温度压力分别是520℃,18.6MPa,保温时间3min的工艺条件下制备出长方形烧结体,探究了Y_(2)O_(3)添加量对铜铝基金属结合... 详细信息

为改善铜铝基金属结合剂力学性能的不足,采用真空热压烧结在铜铝基金属结合剂中添加0~2.5%(质量分数)的Y_(2)O_(3)在温度压力分别是520℃,18.6MPa,保温时间3min的工艺条件下制备出长方形烧结体,探究了Y_(2)O_(3)添加量对铜铝基金属结合剂的力学性能、物相组成及显微结构等影响。结果表明:随Y_(2)O_(3)添加量的增多,结合剂的致密度及力学性能呈先增大后减小的趋势,且当Y_(2)O_(3)添加量为1.5%时,其综合性能最佳,致密度为98.5%,抗冲击强度为10.24kJ·m^(-2),抗折强度和洛氏硬度对应于229.02MPa和92.3HRB,分别较纯铜铝基金属结合剂提高了26.8%和13.7%。这是因为主相CuAl_(2)含量先增加后减少,强化相AlCuMg含量逐渐增加,显微结构则是由分散的粒子逐渐形成均质相到最后偏析出镁锡合金。结合剂中主相CuAl_(2)与强化相AlCuMg的界面结合情况良好,其内部残余应力减少进而使结合剂提高整体强度。

关键词：铜铝基金属结合剂 Y_(2)O_(3) 力学性能物相组成显微结构

CeO_(2)-ZrO_(2)纳米复合粉体的原位自组装法制备及表征

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 509-514页

作者：宋志健刘世凯王嘉琳韩碧波孙亚光河南工业大学材料科学与工程学院河南郑州450001

针对氧化锆纳米复合材料组分分布不均和高温处理时晶粒异常长大等问题,本研究采用原位自组装法制备了CeO_(2)-ZrO_(2)纳米复合粉体,研究了CeO_(2)的添加量、不同分散剂以及煅烧条件对ZrO_(2)粉体的相含量及微观形貌的影响。研究结果表明... 详细信息

针对氧化锆纳米复合材料组分分布不均和高温处理时晶粒异常长大等问题,本研究采用原位自组装法制备了CeO_(2)-ZrO_(2)纳米复合粉体,研究了CeO_(2)的添加量、不同分散剂以及煅烧条件对ZrO_(2)粉体的相含量及微观形貌的影响。研究结果表明:在真空条件下煅烧,以聚醚P123作为分散剂、含有10%CeO_(2)的ZrO_(2)粉体对氧化锆四方相实现了全稳,并且其分散性良好,粒径为50~100 nm。真空煅烧中形成的碳可以有效防止CeO_(2)-ZrO_(2)纳米颗粒的异常长大。本文成果可望为高质量陶瓷纳米复合粉体的制备提供支持,具有广阔的应用前景。

关键词：原位自组装法相稳定 CeO_(2)-ZrO_(2) 纳米复合粉体

硅掺杂石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固体电解质的制备及性能表征

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 503-508页

作者：黄晓东王庆伟刘萌金广辉河南工业大学材料科学与工程学院河南郑州450001

石榴石型固体电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)因为具有高的锂离子电导率、宽的化学窗口和良好的锂金属稳定性而被广泛研究。为进一步提高其电化学性能,得到稳定立方相结构,本文采用高温固相法制备出Si掺杂LLZO(Li_(7)La_(3)Zr_(2-... 详细信息

石榴石型固体电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)因为具有高的锂离子电导率、宽的化学窗口和良好的锂金属稳定性而被广泛研究。为进一步提高其电化学性能,得到稳定立方相结构,本文采用高温固相法制备出Si掺杂LLZO(Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12))固体电解质。探究了Si掺杂量x对烧结陶瓷片的物相组成、晶体结构、微观形貌、相对密度、锂离子电导率和电导活化能的影响。结果表明,随着Si掺杂量x的增加,Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12)烧结陶瓷片的气孔减少,相对密度增加,锂离子电导率随着Si掺杂量x的增加呈现出先上升后下降的趋势。当Si掺杂量x=0.24时,Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12)烧结陶瓷片的锂离子电导率达到了最大值4.86×10^(-4)S·cm^(-1),电导活化能达到了最低值为0.32 eV。

关键词：固体电解质 Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12) 锂离子电导率 Si掺杂

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碳纳米管掺杂3YSZ陶瓷的低温闪烧

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 394-399页

作者：杨悦赵培雷马天惠贾剑明长春工业大学材料科学与工程学院长春130012

以3 mol%氧化钇稳定氧化锆(3YSZ)粉末为基材通过添加导电相-碳纳米管(CNT),同时辅助交流电场和压力,在200℃进行复合材料的低温烧结。主要探讨了CNT含量对烧结材料的物相组成、微观组织形貌以及离子电导率的影响规律。结果表明:在此温... 详细信息

以3 mol%氧化钇稳定氧化锆(3YSZ)粉末为基材通过添加导电相-碳纳米管(CNT),同时辅助交流电场和压力,在200℃进行复合材料的低温烧结。主要探讨了CNT含量对烧结材料的物相组成、微观组织形貌以及离子电导率的影响规律。结果表明:在此温度下材料烧结致密,相组成均为稳定相t-ZrO_(2);CNT含量为2%时,离子电导率为0.20μs/cm;当CNT含量为3%时,离子电导率达到0.83μs/cm,当CNT含量增加到4%时,材料导电性能增强,闪烧起始电压降低,但由于局部过度烧结导致离子电导率下降为0.6μs/cm。同时,3YSZ-4%CNT复合材料可实现室温烧结。

关键词：材料学闪烧技术碳纳米管烧结温度离子电导率

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高熵合金电解水电极的研究进展

表面技术 2024年第2期53卷 49-59页

作者：邢伯玮张楠楠马婧雯左晓姣于惠舒霍萧冉张啸沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

开发合适的催化材料,制备出高性能、大规模、低成本的催化电极,可减少电解水过程的能量消耗、提升制氢效率。高熵合金由于具有高催化活性,在催化电极应用方面受到广泛关注。综述了应用于电解水过程中析氢反应和析氧反应的高熵合金催化... 详细信息

开发合适的催化材料,制备出高性能、大规模、低成本的催化电极,可减少电解水过程的能量消耗、提升制氢效率。高熵合金由于具有高催化活性,在催化电极应用方面受到广泛关注。综述了应用于电解水过程中析氢反应和析氧反应的高熵合金催化电极的研究进展。首先简述了电解水制氢的工业背景和电化学原理;分析了高熵合金催化活性的来源,即杂化能带结构带来的更为合理的表面吸附能和更多的表面活性位点,以及其特有的高熵效应与“鸡尾酒”效应对整体催化活性的影响;接着讨论了高熵合金的成分设计理念,即通过非贵金属元素的替代来降低成本,同时通过改变合金化元素含量提高高熵合金的内禀活性、增加表面活性位点数量;介绍了第一性原理计算在高熵合金催化机理研究、催化表面吸附能调控、合金成分高通量筛选中的应用;总结了高熵合金平板、多孔、负载纳米颗粒催化电极制备的工艺特点,以及其中的问题与挑战;最后对未来高熵合金电催化电极的发展前景和研究方向进行了展望。

关键词：高熵合金电解水催化电极成分设计第一性原理活性位点

选区激光熔化成形NiTi合金工艺参数对表面粗糙度的影响规律

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表面技术 2024年第9期53卷 200-208页

作者：王俊伟贺定勇吴旭王国红北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

目的针对选区激光熔化(SLM)制备NiTi形状记忆合金表面粗糙度难以满足实际应用要求,通过优化工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距)以有效地降低表面粗糙度以及研究各工艺参数对表面粗糙度的影响规律。方法采用L16正交阵列的田口模型... 详细信息

目的针对选区激光熔化(SLM)制备NiTi形状记忆合金表面粗糙度难以满足实际应用要求,通过优化工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距)以有效地降低表面粗糙度以及研究各工艺参数对表面粗糙度的影响规律。方法采用L16正交阵列的田口模型设计选区激光熔化制备NiTi样品的工艺参数,通过对表面粗糙度信噪比值进行统计方法分析以及样品表面形貌的表征,研究不同工艺参数对表面粗糙度的影响程度以及影响机理,最终优化出制备低表面粗糙度的工艺参数组合。结果在激光功率为20 W和30 W时,NiTi粉末不能够充分熔化造成熔道不连续,使得样品表面起伏增大,粗糙度值最大到7.8μm;增大激光功率到40W和50W时,粉末充分熔化,样品表面形貌明显改善;在相同功率下,扫描速度从200mm/s增加到500mm/s时,样品的粗糙度值也随之增大。结论工艺参数对表面粗糙度影响的重要性顺序依次为激光功率、扫描速度、扫描间距;最终优化出的工艺参数组合为激光功率50W、扫描速度200mm/s、扫描间距0.07mm,并在该工艺参数下制备的样品表面粗糙度值为1.38μm,与模型预测的值1.43μm接近,相差仅为9.97%。

关键词：选区激光熔化 NiTi形状记忆合金田口方法表面粗糙度工艺优化

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选区激光熔化成形2%TiB_(w)/TA15复合材料的显微组织与性能

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1164-1178页

作者：贾畅颖安琦王存玉张芮崔丽华陈润孙枫泊黄陆军耿林哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150000

本文通过选区激光熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)制备原位自生2%(体积分数)TiB_(w)/TA15钛基复合材料,探究激光功率和扫描速率对该复合材料的显微组织和室温/高温力学性能的影响规律,并揭示其强化机理。结果表明:SLM-2%TiB_... 详细信息

本文通过选区激光熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)制备原位自生2%(体积分数)TiB_(w)/TA15钛基复合材料,探究激光功率和扫描速率对该复合材料的显微组织和室温/高温力学性能的影响规律,并揭示其强化机理。结果表明:SLM-2%TiB_(w)/TA15复合材料中存在孔隙缺陷,其数量随激光功率的降低和扫描速率的增大而增加。该复合材料基体由一定生长方向的原始柱状β晶和细小层片状α相组成,TiB晶须呈弥散分布;其抗拉强度随激光功率的增大而减小,随扫描速率的增大而增大,最高室温抗拉强度为1337.8 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了15.1%;600℃抗拉强度最高值为651.1 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了10.1%。复合材料的维氏硬度最高为403.21HV,显著高于SLM-TA15合金(345.3HV)。该复合材料强度提升的主要强化机制为载荷传递强化、热错配强化和细晶强化。

关键词： TiB_(w)/TA15复合材料选区激光熔化显微组织力学性能强化机理

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甲苯催化氧化研究进展

工程科学学报 2024年第7期46卷 1286-1299页

作者：杨金苹江云朋楚培齐陶进雄王治伟戴洪兴刘雨溪邓积光北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易... 详细信息

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易降解,对其治理迫在眉睫.在众多处理技术中,催化氧化技术可以在低温下将其完全转化成二氧化碳和水,该技术的核心是开发出高活性、高稳定性、抗水抗硫性强的催化剂.因此,本文综述了近几年贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、尖晶石型复合氧化物催化剂、钙钛矿型复合氧化物催化剂和金属有机骨架基催化剂等催化氧化甲苯的研究进展,并对其反应机理和动力学进行了讨论,以期帮助开发用于将甲苯完全氧化或者选择性氧化的高效催化材料.

关键词：甲苯挥发性有机物催化剂催化氧化反应机理