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电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层耐腐蚀性能研究进展

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表面技术 2024年第10期53卷 1-15页

作者：张敏丁玉萍王淞刘施峰重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

通过在钢基体表面制备涂层可以很好地延长钢铁材料的服役时间,减少因腐蚀造成的重大事故和人员伤亡。相较于传统的纯Zn涂层、纯Al涂层以及Zn-Al合金涂层,Zn-Al伪合金涂层能够为基体材料提供长久有效的腐蚀防护,在钢铁材料的腐蚀防护中... 详细信息

通过在钢基体表面制备涂层可以很好地延长钢铁材料的服役时间,减少因腐蚀造成的重大事故和人员伤亡。相较于传统的纯Zn涂层、纯Al涂层以及Zn-Al合金涂层,Zn-Al伪合金涂层能够为基体材料提供长久有效的腐蚀防护,在钢铁材料的腐蚀防护中具有巨大的应用潜力。简述了Zn-Al伪合金涂层电弧喷涂制备工艺的特点;介绍了Zn、Al、Zn-Al合金及Zn-Al伪合金涂层在模拟海洋环境下的腐蚀防护原理;在此基础上从组分、喷涂工艺参数(喷涂距离、喷涂电流和喷涂电压)、元素掺杂(Mg、Si及Re)及后处理工艺(封孔、激光重熔)等角度,论述了其对Zn-Al伪合金涂层耐蚀性的影响;讨论了Zn-Al伪合金涂层防腐体系在桥梁、海洋钢结构件、地下运输管道中的应用现状;最后总结了目前研究工作中存在的挑战,提出了电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层尚需深入研究的重点问题,为提高钢铁材料使用寿命提供了参考。

关键词： Zn-Al伪合金电弧喷涂涂层耐蚀性

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基于数值模拟的新拌混凝土竖直泵送流动行为

建筑材料学报 2024年第6期27卷 551-558页

作者：徐支松袁世军刘加平东南大学材料科学与工程学院江苏南京211189 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

借助数值模拟研究了3种流动性的混凝土在竖直向上泵送时的管内流动行为,分析了混凝土内部压力和流速的分布规律.结果表明:泵送压力主要受润滑层性质的影响,其纵向分布与管壁阻力沿程变化规律有关,截面中心的泵送压力略高于管壁处;混凝... 详细信息

借助数值模拟研究了3种流动性的混凝土在竖直向上泵送时的管内流动行为,分析了混凝土内部压力和流速的分布规律.结果表明:泵送压力主要受润滑层性质的影响,其纵向分布与管壁阻力沿程变化规律有关,截面中心的泵送压力略高于管壁处;混凝土在管内的流动存在“前进—扩散—滞留堆积—汇聚”的行为特征,并据此分析了润滑层的形成和粗骨料的迁移,解释了泵送离析和堵管的原因.

关键词：泵送混凝土流动行为压力分布速度分布数值模拟润滑层骨料迁移

MOFs衍生金属氧化物在催化VOCs完全氧化中的应用

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化学进展 2024年第1期36卷 81-94页

作者：彭涛柴倩倩李传强郑旭煦李铃娟重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074

大量挥发性有机化合物VOCs的排放对人类和环境造成了严重的影响。通过金属氧化物催化VOCs完全氧化为无毒害的二氧化碳和水是当前最有效的处理方式。为提高金属氧化物的催化性能,已开发了多种合成策略,如形貌工程、缺陷工程和掺杂工程等... 详细信息

大量挥发性有机化合物VOCs的排放对人类和环境造成了严重的影响。通过金属氧化物催化VOCs完全氧化为无毒害的二氧化碳和水是当前最有效的处理方式。为提高金属氧化物的催化性能,已开发了多种合成策略,如形貌工程、缺陷工程和掺杂工程等。然而,这些合成工艺不仅繁琐,而且催化性能有待提升。相比之下,金属有机框架(MOFs)衍生的金属氧化物由于其形貌可调、大比表面积、高缺陷浓度和良好的掺杂分散性等优点,被广泛应用于催化VOCs的完全氧化。由于目前缺乏针对MOFs衍生金属氧化物在VOCs完全氧化应用上的总结,本文从衍生金属氧化物的调控策略出发,对MOFs的合成条件、掺杂方式和热解条件进行了综述。总结了这些调控方法、衍生金属氧化物的物理化学性质与VOCs完全氧化性能的关系,并探讨了其未来的发展和挑战。

关键词：金属有机框架金属氧化物纳米材料挥发性有机化合物完全氧化

基于田口法的超大型涡轮盘锻造工艺参数多目标优化

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1887-1896页

作者：郑德宇夏玉峰滕海灏杨文彬余盈燕重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

直径超过2 m的超大型涡轮盘的锻造载荷接近甚至超过了国内最大压力机的极限(800 MN),是真正的极限制造。因此,保持良好的力学性能和控制锻造载荷是超大型涡轮盘热锻生产过程中必须同时兼顾的2个因素。基于田口法设计了25组不同的热锻参... 详细信息

直径超过2 m的超大型涡轮盘的锻造载荷接近甚至超过了国内最大压力机的极限(800 MN),是真正的极限制造。因此,保持良好的力学性能和控制锻造载荷是超大型涡轮盘热锻生产过程中必须同时兼顾的2个因素。基于田口法设计了25组不同的热锻参数,采用SNR和ANOVA方法对有限元模拟结果进行多目标优化分析,获得了最优锻造载荷和最均匀细化的再结晶组织,确定了极端制造条件下的最佳工艺参数组合(温度1120℃,应变速率0.06 s^(-1),预锻尺寸985/610/475 mm,模具温度280℃)。各参数对模拟结果的重要性顺序如下:变形温度>应变速率>坯料形状>>模具温度。使用最佳参数组合获得的实验结果与数值模拟结果吻合较好,表明该方法可以避免大量实验和数值模拟工作量,有效地控制超大型锻件的载荷和微观组织。

关键词：多目标优化有限元模拟极端制造微观组织载荷

基于修正J-C本构模型的固溶态7050铝合金中温变形行为研究

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锻压技术 2024年第6期49卷 221-226页

作者：黎燕潘成海滕海灏王敬梁强重庆工商大学机械工程学院重庆400067 重庆工商大学工程训练中心重庆400067 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

为研究固溶态7050铝合金的中温变形行为,在变形温度为333~523K、应变速率为0.001~0.1s^(-1)的条件下进行了中温压缩实验,构建了一种考虑温度和应变速率的修正J-C本构模型。结果表明:在所研究的条件下,当应变在0.1以下时,应力随着应变的... 详细信息

为研究固溶态7050铝合金的中温变形行为,在变形温度为333~523K、应变速率为0.001~0.1s^(-1)的条件下进行了中温压缩实验,构建了一种考虑温度和应变速率的修正J-C本构模型。结果表明:在所研究的条件下,当应变在0.1以下时,应力随着应变的增加而增加;当应变在0.1以上时,应力趋于平稳状态。固溶态7050铝合金的温度软化效应显著。对比真实应力-真实应变数据与经典J-C本构模型预测数据、修正J-C本构模型预测数据发现,修正J-C本构模型预测数据与真实应力-真实应变数据的误差在±5%以内,表明修正J-C本构模型具有较高的预测精度和扩展性,可准确地描述固溶态7050铝合金在中温阶段的流动应力特性。

关键词：固溶态7050铝合金 J-C本构模型中温变形行为应力应变

猪粪源溶解性有机质对锰矿区耕地土壤中镉迁移的影响

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环境科学研究 2024年第9期37卷 1997-2005页

作者：张维侯孟彬伍诗宇王星敏重庆工商大学土地资源管理系重庆400067 重庆工商大学环境与资源学院重庆400067

镉(Cd)是迁移潜力最大的重金属元素之一。土壤中Cd迁移过程及影响因素的研究对于土-水生态系统中Cd的环境风险评估及修复治理有重要意义。为探求外源富碳有机质对金属矿区污染耕地土壤中Cd迁移的影响,开展原状土柱淋洗试验,考察猪粪源... 详细信息

镉(Cd)是迁移潜力最大的重金属元素之一。土壤中Cd迁移过程及影响因素的研究对于土-水生态系统中Cd的环境风险评估及修复治理有重要意义。为探求外源富碳有机质对金属矿区污染耕地土壤中Cd迁移的影响,开展原状土柱淋洗试验,考察猪粪源溶解性有机质(DOM)的引入(232 mg/L)对胶体结合态Cd(C-Cd)和水溶态Cd(D-Cd)迁移过程的差异及影响机制。结果表明:①猪粪DOM引入前,土壤胶体是Cd迁移的主要载体,胶体浓度是影响总镉(T-Cd)和C-Cd浓度动态变化的主要因素;猪粪DOM引入后,原状土柱淋洗过程中T-Cd和C-Cd的迁移量分别是对照阶段的1.8倍和2.2倍,pH成为影响Cd迁移的关键因素。②猪粪DOM的引入主要通过提升溶液pH,促进土壤胶体的迁移(迁移量较对照阶段增加了68.4%)进而增加C-Cd的迁移量(较对照阶段增加了124.4%)。同时,pH的增加也抑制了Cd^(2+)的解吸,导致D-Cd迁移量较对照阶段减少了41.2%。③猪粪DOM引入后的淋洗过程中,DOM通过提升土壤胶体Cd富集系数(由32.6mg/kg增至43.4mg/kg),进一步提升了土壤胶体对Cd迁移的支配作用,T-Cd中C-Cd的占比高达90.1%。因此,在农用地Cd污染土壤或场地污染土壤修复过程中涉及外源富碳有机质(如畜禽粪便、城市污泥、堆肥/生物质炭)应用时,应重点关注外源DOM促进胶体结合态Cd迁移进入浅层地下水的环境风险。

关键词：镉(Cd) 迁移溶解性有机质(DOM) 猪粪土壤胶体

Nb含量对多孔Ti-Nb合金组织与力学性能的影响

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材料工程 2024年第9期52卷 141-149页

作者：苏苏李明骜刘俊逸李娟高宇康文武重庆理工大学材料科学与工程学院

利用真空烧结技术制备获得不同含量Nb元素的多孔Ti-Nb合金，研究Nb元素含量对多孔Ti-Nb合金孔隙形貌、孔隙率、显微组织、弹性模量以及耐磨损性能的影响。结果表明：随着Nb元素含量的增加，多孔Ti-Nb合金的孔隙形貌无明显变化，其孔隙... 详细信息

利用真空烧结技术制备获得不同含量Nb元素的多孔Ti-Nb合金，研究Nb元素含量对多孔Ti-Nb合金孔隙形貌、孔隙率、显微组织、弹性模量以及耐磨损性能的影响。结果表明：随着Nb元素含量的增加，多孔Ti-Nb合金的孔隙形貌无明显变化，其孔隙率逐渐增加。多孔Ti-Nb合金主要由α相和β相组成，其中，由于Nb元素中β相稳定作用，随着Nb元素含量的增加，合金中β相的体积分数显著增加，合金的抗压强度和弹性模量逐渐降低。多孔Ti-Nb合金在模拟体液（SBF）中的耐磨性主要受合金中β相和α相体积比的影响，当β相和α相体积比超过61.7/38.3时，合金的耐磨性逐渐提高。

关键词：多孔Ti-Nb合金组织演化弹性模量摩擦磨损性能

5056铝箔表面新型三价铬转化膜的形成过程及影响因素

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表面技术 2024年第9期53卷 75-84页

作者：左浩越李铭昊闫江蓉魏翔唐琴麻彦龙重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054

目的提高5056铝箔的耐腐蚀性能,探究新型三价铬转化膜的形成过程和主要影响因素。方法在自主研发的新型三价铬转化液中对5056铝箔进行表面处理,通过改变镀膜时间、镀液pH、镀液温度来调控转化膜的结构和性能;通过重铬酸钾点滴测试、电... 详细信息

目的提高5056铝箔的耐腐蚀性能,探究新型三价铬转化膜的形成过程和主要影响因素。方法在自主研发的新型三价铬转化液中对5056铝箔进行表面处理,通过改变镀膜时间、镀液pH、镀液温度来调控转化膜的结构和性能;通过重铬酸钾点滴测试、电化学测试、接触角测试、中性盐雾试验,对新型转化膜的耐腐蚀性能和表面特性进行表征;采用超薄切片辅助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱对膜层的结构和成分进行分析。结果在优化工艺条件下,可在5056铝箔表面获得一层厚度约为80nm、具有较强疏水特性的化学转化膜,其主要成分为TiO_(2)、ZrO_(2)、Al2O_(3)、Cr(OH)_(3);经过三价铬转化膜处理后,在中性盐雾试验进行1632h后未观察到5056铝箔试样出现明显腐蚀迹象,也未发现三价铬向六价铬的转变。结论采用新型三价铬镀膜处理可以大幅提高5056铝箔在含NaCl环境中的耐腐蚀性能,随着镀膜时间的延长,合金表面先后经历转化膜的形核、稳定生长、开裂起皮、再生长与开裂起皮动态平衡等4个阶段,当转化膜稳定生长并完全覆盖合金表面时,其耐腐蚀性能最好。

关键词：铝合金铝箔三价铬转化膜耐腐蚀性能

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Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面共吸附行为的密度泛函理论分析

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高等学校化学学报 2024年第4期45卷 104-112页

作者：陈荣温良英岳东杨仲卿重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

基于密度泛函理论的第一性原理从头计算方法,建立了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的共吸附模型.通过分析吸附能、电荷密度和偏态密度(PDOS)等参数,研究了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的反应机理,发现解离后的Cl原子和O原子与TiC(100)表... 详细信息

基于密度泛函理论的第一性原理从头计算方法,建立了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的共吸附模型.通过分析吸附能、电荷密度和偏态密度(PDOS)等参数,研究了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的反应机理,发现解离后的Cl原子和O原子与TiC(100)表面的原子均成键,从而破坏了Ti—C键.Cl_(2)分子在吸附过程中充当电子的受体,得到与之成键的Ti原子贡献的电子,O_(2)分子在吸附过程中也充当电子的受体,得到C原子贡献的电子.TiC(100)表面在吸附分子后,Ti—C成键轨道上电子占据数变少,反键轨道上电子占据数增多,Ti原子与C原子之间的成键作用减弱.同时,Ti3d与Cl3s,Cl3p发生轨道重叠杂化作用,O2p轨道和C2p轨道存在较强的共振峰,Cl原子和O原子与TiC表面相互作用强烈.

关键词：碳化钛吸附行为氯气氧气密度泛函理论