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二维材料极化激元增强红外光谱技术研究进展（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第3期 315-330页

作者：韦玮兰桂莲骆鹏汤林龙重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室中国科学院重庆绿色智能技术研究院微纳制造与系统集成研究中心

表面增强红外吸收光谱技术能够将红外光波高度局域在探测分子周围，极大增强光波与分子的相互作用，为实现微弱分子红外振动光谱信号的高灵敏探测提供了新思路。其中，二维材料极化激元由于具有高度局域化光场和低固有损耗等独特性质，... 详细信息

表面增强红外吸收光谱技术能够将红外光波高度局域在探测分子周围，极大增强光波与分子的相互作用，为实现微弱分子红外振动光谱信号的高灵敏探测提供了新思路。其中，二维材料极化激元由于具有高度局域化光场和低固有损耗等独特性质，为表面增强红外光谱提供了一种有效的方案。本文综述了二维材料极化激元增强红外光谱技术的研究进展：首先从不同材料体系出发介绍极化激元基本特性，论述极化激元与分子模式耦合机理；在此基础上总结二维材料极化激元增强红外光谱技术的几个重要研究方向，主要包括等离激元增强红外光谱技术、声子极化激元增强红外光谱技术和近场红外光谱增强技术；最后展望极化激元增强红外光谱技术未来可能的发展方向。

关键词：表面增强光谱二维材料等离激元声子极化激元红外光谱

中高应变速率轧制AZ31镁合金板的抗拉强度预测

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1998-2007页

作者：朱必武蒋昊刘筱郭鹏程魏福安徐从昌李落星湖南科技大学机电工程学院高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 青海大学部省合建盐湖化工大型系列研究设施西宁810016 湖南大学重庆研究院重庆401135 集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

本文采集了不同轧制温度、应变速率以及压下量等三个工艺参数下中高应变速率轧制的AZ31镁合金抗拉强度的27组样本,通过惯性权重、学习因子的改进和引入变异操作对PSO-BP神经网络进行改进,并与BP、PSO-BP神经网络对比,进行抗拉强度的预... 详细信息

本文采集了不同轧制温度、应变速率以及压下量等三个工艺参数下中高应变速率轧制的AZ31镁合金抗拉强度的27组样本,通过惯性权重、学习因子的改进和引入变异操作对PSO-BP神经网络进行改进,并与BP、PSO-BP神经网络对比,进行抗拉强度的预测。结果表明:BP神经网络不能预测AZ31镁合金抗拉强度的非线性变化,PSO-BP神经网络和改进的PSO-BP(IPSO-BP)神经网络均能较好地预测AZ31镁合金抗拉强度的非线性变化;这三个模型中IPSO-BP神经网络预测最为准确,相较于PSO-BP神经网络,其平均绝对误差从15.3764降低至3.4288,平均相对误差从5.94%降低至1.32%,均方误差从251.3662降低至20.7199,相关系数从0.7753提高至0.8937;通过Pearson相关性计算判断出应变速率、压下量对抗拉强度的影响均大于轧制温度,而应变速率与抗拉强度呈负相关关系,压下量与抗拉强度呈正相关关系。

关键词： AZ31镁合金神经网络轧制工艺抗拉强度 Pearson相关系数

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镀钴对铝/钢电磁脉冲焊接头性能的影响

热加工工艺 2024年第13期53卷 30-34,39页

作者：梁仕发迟露鑫韩佳良张玉虎顾凌翔覃全黄岩王烁重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆理工大学重庆市特种焊接材料与技术高校工程研究中心重庆400054

在Q235钢板待焊面的表面电镀一层钴金属薄膜,再采用电磁脉冲焊接(MPW)技术对1060铝板/Q235钢板进行焊接,运用扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、显微硬度测试及拉伸性能分析等手段对其焊接接头界面形貌、微观组织及力学性能进行... 详细信息

在Q235钢板待焊面的表面电镀一层钴金属薄膜,再采用电磁脉冲焊接(MPW)技术对1060铝板/Q235钢板进行焊接,运用扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、显微硬度测试及拉伸性能分析等手段对其焊接接头界面形貌、微观组织及力学性能进行了研究,并与Al/无镀层钢接头进行了对比。结果表明,铝/无镀层钢电磁脉冲焊接焊缝由中间未焊接区及两侧连接区组成,具有直缝、小波及大波形界面形貌,波形界面的过渡区宽度约为6μm,过渡区存在FeAl_(3)脆性金属间化合物,拉剪强度为122.22 MPa。镀钴钢/铝焊接界面的材料成形良好,形成明显的大波形连接界面,过渡区宽度约为8μm,镀层钴元素有效阻碍了铁元素向过渡区扩散,避免了铝铁金属间化合物的生成,增大了波形界面,有效提高了接头的力学性能,拉剪强度为137.78 MPa,提高了12.7%。

关键词：铝/钢接头电磁脉冲焊接镀钴界面力学性能

Al−Si−Fe−Mn合金熔体保温过程中富铁相的三维形态特征和生长行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1745-1758页

作者：宋东福赵愈亮贾义旺李新涛周楠郑开宏张卫文广东省科学院新材料研究所广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 华南理工大学金属材料近净成形国家工程技术研究中心广州510641 东莞理工大学机械工程学院东莞523808 贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 江西寰球新材料科技有限公司上饶334499

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉... 详细信息

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉字状以及汉字和多边形的耦合结构。富铁相的三维形貌显示,星形富铁相由多个多分支的初生相和衍生的不规则次生相组成;耦合结构由多面体和枝晶组成;单一汉字相则由枝晶组成。随着保温温度的降低,富铁相的数量、体积分数以及最大富铁相的体积和连通性显著降低。原位同步辐射X射线结果显示,在凝固过程中形成了两类初生富铁相,其中尺寸较小的初生富铁相保留在熔体中,并成为耦合共晶结构富铁相的形核质点。

关键词：保温温度 Al−Si合金富铁相 3D形态演变同步辐射X射线

挤压温度对Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金组织和性能的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第5期45卷 1111-1116页

作者：胡光山张丁非唐甜蒋璐瑶潘复生重庆大学重庆400045 国家镁合金材料工程技术中心重庆400044

通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸试验对360和420℃挤压的Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y变形镁合金的组织和性能进行了研究。结果表明,合金铸态和时效态的相组成为α-Mg,Mn,Mg_7Zn_3,Mg_2Sn,... 详细信息

通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸试验对360和420℃挤压的Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y变形镁合金的组织和性能进行了研究。结果表明,合金铸态和时效态的相组成为α-Mg,Mn,Mg_7Zn_3,Mg_2Sn,和MgSnY相。挤压温度从360℃增加到420℃,动态再结晶完成,晶粒长大,合金的屈服强度、抗拉强度以及延伸率分别由259 MPa,350 MPa和18.3%降低至239 MPa,332 MPa和12.5%。理论计算和拉伸试验结果表明,细晶强化和固溶强化对合金屈服强度的增加产生决定性影响。

关键词： Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金挤压温度相组成力学性能

Y含量对ZM21镁合金组织和力学性能的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第7期48卷 2084-2090页

作者：陈蓉胥钧耀张丁非余大亮冯靖凯重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆科技学院重庆401331

通过OM、SEM、EDS和XRD等研究了铸态及挤压态Mg-2Zn-1Mn-XY (X=0,0.8,2.2)(质量分数,下同)镁合金显微组织和力学性能。由实验结果可知,稀土Y的添加,不仅可以细化铸态及挤压态合金晶粒,还可以弱化挤压态合金的基面织构强度,从而同时提高... 详细信息

通过OM、SEM、EDS和XRD等研究了铸态及挤压态Mg-2Zn-1Mn-XY (X=0,0.8,2.2)(质量分数,下同)镁合金显微组织和力学性能。由实验结果可知,稀土Y的添加,不仅可以细化铸态及挤压态合金晶粒,还可以弱化挤压态合金的基面织构强度,从而同时提高合金的强度以及韧性。挤压态Mg-2Zn-1Mn-XY合金具有良好的力学性能,与原始Mg-2Zn-1Mn合金相比,屈服强度从164 MPa提高到204MPa,,抗拉强度从237 MPa提高到298 MPa,以及延伸率从12%增加到18%。

关键词： Mg-Zn-Mn合金稀土Y 显微组织力学性能织构

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镁合金“固溶强化增塑”理论的发展和应用

中国有色金属学报 2019年第9期29卷 2050-2063页

作者：刘婷婷潘复生西南大学材料与能源学院重庆400715 重庆大学国家镁合金材料工程与技术研究中心重庆40044

镁是密排六方结构金属,滑移系较少,其基面滑移阻力比柱面和锥面滑移阻力低很多,基面滑移启动后其他滑移系很难启动,导致镁合金室温和低温的塑性变形能力较差。重庆大学等单位研究发现某些特定原子固溶在镁中既能阻碍基面位错滑移提高强... 详细信息

镁是密排六方结构金属,滑移系较少,其基面滑移阻力比柱面和锥面滑移阻力低很多,基面滑移启动后其他滑移系很难启动,导致镁合金室温和低温的塑性变形能力较差。重庆大学等单位研究发现某些特定原子固溶在镁中既能阻碍基面位错滑移提高强度,又能通过缩小基面与非基面滑移阻力差距促进非基面滑移开启而改善塑性,达到同时提高镁合金强度和塑性的目的。重庆大学镁合金科研团队把这一结果发展为"镁合金固溶强化增塑"合金设计理论(Solid solution strengthening and ductilizing,SSSD)。这一合金设计理论在过去十几年中已成为解决镁合金强度和塑性平衡优化的一条新途径。重庆大学应用该理论开发了多种新型高性能镁合金,其中10多个新合金已批准为国家标准牌号合金和国际标准牌号合金。

关键词：镁合金强度塑性固溶强化增塑

不同加工状态AZ31镁合金电化学性能研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2014年第2期43卷 316-321页

作者：邓金凤黄光胜赵炎春王蓓重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400045 重庆科学技术研究院重庆新材料研究中心重庆401123

为选择一种高性价比的镁电池阳极材料,借助电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对不同加工状态的AZ31B镁合金电化学性能进行研究。分别将挤压、轧制、铸轧和铸态AZ31B镁合金作为阳极材料,测试其电... 详细信息

为选择一种高性价比的镁电池阳极材料,借助电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对不同加工状态的AZ31B镁合金电化学性能进行研究。分别将挤压、轧制、铸轧和铸态AZ31B镁合金作为阳极材料,测试其电化学性能。结果表明,在4种加工状态下,挤压态镁合金是性价比最高的一种阳极材料;其组织由均匀细小的晶粒和第二相组成,拥有最负的平衡电位,最低腐蚀电流密度和最小自腐蚀速率;挤压态样品腐蚀后,表面产生疏松细小,且均匀分布的腐蚀产物,降低了阳极极化,增加了阳极利用率。轧制和铸轧态的AZ31B镁合金的电化学活性和耐蚀性能相对挤压态的较低。铸态AZ31B镁合金由于较粗大的晶粒、第二相和铸造缺陷,表现出不稳定的放电曲线和较正的放电电位。不同状态AZ31镁合金的腐蚀均以点蚀为主。

关键词： AZ31镁合金电流密度放电腐蚀

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焊前预处理对钛合金厚板焊接残余应力的影响

金属学报 2024年第8期60卷 1064-1078页

作者：周牧王倩王延绪翟梓融何伦华李昺马英杰雷家峰杨锐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师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 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 上海科技大学智造系统工程中心上海201210 散裂中子源科学中心东莞523803 中国科学院物理研究所北京国家凝聚态物理学实验室北京100190

焊接残余应力是影响焊接成型及焊接部件服役的重要因素。为了优化焊接工艺和焊接接头微观结构,有效地减小焊接残余应力,本工作研究了焊前预处理工艺对电子束焊接钛合金厚板焊接接头组织、性能和残余应力的影响机制。对不同预处理工艺制... 详细信息

焊接残余应力是影响焊接成型及焊接部件服役的重要因素。为了优化焊接工艺和焊接接头微观结构,有效地减小焊接残余应力,本工作研究了焊前预处理工艺对电子束焊接钛合金厚板焊接接头组织、性能和残余应力的影响机制。对不同预处理工艺制备的钛合金焊接接头进行组织形貌表征,发现焊前预热显著增宽了焊接接头的熔合区和热影响区,粗化了两区域内的α片层,提高了焊接接头的强韧性匹配。采用中子衍射法、深孔法和轮廓法检测钛合金厚板电子束焊接头残余应力,对3种方法的检测结果进行对比分析,获得了焊接接头不同区域沿不同方向的残余应力分布。另外,对比了2种预热工艺焊接接头采用深孔法获得的残余应力结果,发现焊前预热可以显著降低焊接接头的残余应力。采用数值模拟计算了不同预热温度下温度场和应力场的变化情况,获得了不同预热温度条件下热应力的动态变化规律,揭示了预热降低残余应力的内在机理。对比2种预处理工艺焊接接头熔合区和热影响区的显微组织、元素分布和晶粒取向,进一步阐明了预热可以通过促进元素扩散和诱发变体选择降低β→α相变产生的应力集中。

关键词：钛合金残余应力中子衍射显微组织力学性能