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Microstructure and mechanical properties of AZ31 alloy ingot fabricated by semi-continuous casting 被引量:1
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作者 李金柱 农登 +2 位作者 郑开宏 黎小辉 赵明纯 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第8期2984-2990,共7页
The AZ31 alloy ingot with diameter of 110 mm and length of 3500 mm was fabricated successfully. The compositions and microstructure morphologies of the ingot at different locations were performed, which indicated that... The AZ31 alloy ingot with diameter of 110 mm and length of 3500 mm was fabricated successfully. The compositions and microstructure morphologies of the ingot at different locations were performed, which indicated that the chemical composition distributed homogeneously through the whole alloy ingot and the average grain size increased from the surface to the center. The results of the EDS and element face-scanning illustrated that the eutectic compounds mainly consisted of fl-Mg17Al12 and a small amount of fl-Mgl7(AlZn)12. Furthermore, slight improvements of the strength and ductility were observed from the center to the surface along the axial direction of the alloy ingot, while both the strength and elongation to failure of the samples along the radial direction are higher than that along the axial direction. The fine grain strengthening was the main contributors to the strength of the as-casted AZ31 alloy. 展开更多
关键词 semi-continuous casting method microstructure mechanical properties fine grain strengthening
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理化复合法改性淤泥的固结蠕变特性研究
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作者 李时亮 郜颖超 章荣军 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期59-65,共7页
理化复合法是进行淤泥处理及资源化利用的有效方法之一.为研究理化复合法改性淤泥的蠕变特性,本文对不同初始含水率、不同固化剂掺量的理化复合法改性淤泥试样开展了分级加载条件下的固结蠕变试验,并与传统固化法改性淤泥试样的长期变... 理化复合法是进行淤泥处理及资源化利用的有效方法之一.为研究理化复合法改性淤泥的蠕变特性,本文对不同初始含水率、不同固化剂掺量的理化复合法改性淤泥试样开展了分级加载条件下的固结蠕变试验,并与传统固化法改性淤泥试样的长期变形特性进行对比.结果表明,随着荷载水平的降低、固化剂掺量的增大以及初始含水率的降低,改性淤泥试样的蠕变变形量减小;随着固化剂掺量的提升以及初始含水率的降低,理化复合法改性淤泥试样的孔隙比变化量减小、微观结构趋于完整.此外,传统固化法改性试样的固结蠕变变形量至少为理化复合法改性试样的3.11倍;理化复合法处理淤泥试样的蠕变变形量及速率均较小,而结构屈服应力较大,具有显著的优势. 展开更多
关键词 理化复合法 改性淤泥 固结蠕变 长期变形机制 微观结构
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TiZrV-(Ta)中熵合金组织及性能研究
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作者 潘涛 李茜茹 +3 位作者 张利 李晓峰 王建宏 付建平 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期95-101,共7页
目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机... 目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机等手段分析了Ta元素对TiZrV中熵合金微观组织、相结构和力学性能的影响。结果 TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金均呈现出枝晶组织。TiZrV合金基体中均匀、疏散分布着条粒状第二相;添加Ta元素后,合金的枝晶更密集,第二相也更加细小弥散,整体表现为相间不规则排布的条状和花纹状。相比于TiZrV合金,TiZrVTa0.1中熵合金具有更高的强度和塑性,抗压强度提高了28%,达到(1 160±10.6)MPa,抗拉强度提高了40%,达到(752±5.4)MPa,断裂延伸率从(7.6±0.13)%上升至(10.1±0.28)%,硬度最高达到326.1HV0.2。拉伸断口分析表明,添加Ta元素后,合金韧窝数量增加并且深度不断加深,促进了材料从脆性断裂向韧性断裂转变,塑性得到改善,实现了较好的强韧性配合。结论 力学性能的提高主要归结于Ta原子的固溶强化、第二相的强化作用和微观结构的改变。 展开更多
关键词 中熵合金 真空电弧熔炼法 微观组织 相结构 力学性能
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不同焊接方法下1000 MPa级熔敷金属组织及强韧性
4
作者 曹志龙 安同邦 +3 位作者 左月 曾道平 马成勇 彭云 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期121-129,144,共10页
采用熔化极活性气体保护焊(MAG)和钨极氩弧焊(TIG)制备1000 MPa级Ni-Cr-Mo系熔敷金属.利用光学显微镜(OM)、配备能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对熔敷金属微观组织进行表征;通过拉伸、示波冲击、硬度试验等对熔敷金属力学性... 采用熔化极活性气体保护焊(MAG)和钨极氩弧焊(TIG)制备1000 MPa级Ni-Cr-Mo系熔敷金属.利用光学显微镜(OM)、配备能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对熔敷金属微观组织进行表征;通过拉伸、示波冲击、硬度试验等对熔敷金属力学性能进行测试,探讨焊接方法对1000 MPa级Ni-Cr-Mo系熔敷金属强韧性影响.结果表明,不同焊接方法制备的熔敷金属末道焊组织均由板条马氏体、板条贝氏体、联合贝氏体和残余奥氏体组成,其中TIG熔敷金属以板条马氏体为主,MAG熔敷金属以贝氏体类组织为主;MAG熔敷金属柱状晶宽度大于TIG熔敷金属,且MAG熔敷金属中非金属夹杂数量和密度均大于TIG熔敷金属;组织不同导致力学性能差异较大,两者抗拉强度达到1080 MPa,屈服强度存在差异:TIG R_(eL)=1008 MPa,MAG R_(eL)=829 MPa;A_(KV)(−50℃)差异明显:TIG A_(KV)=95 J,MAG A_(KV)=51 J,TIG熔敷金属强韧匹配更佳. 展开更多
关键词 焊接方法 1000 MPa级Ni-Cr-Mo系熔敷金属 微观组织 强韧性
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ZK61镁合金热轧板晶体塑性变形和织构演化机制
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作者 卫宏喆 陈明 +3 位作者 王浩雷 刘庆杰 胡小东 赵红阳 《材料工程》 北大核心 2025年第6期172-187,共16页
采用宏观有限元模拟与微观晶体塑性分析相结合的方法对六道次热轧ZK61镁合金中厚板的晶体内应力和织构演化进行研究。根据轧制实验与拉伸实验建立相应同步热轧模型并进行仿真计算,将模拟结果作为边界条件代入到基于Voronoi图的多晶体塑... 采用宏观有限元模拟与微观晶体塑性分析相结合的方法对六道次热轧ZK61镁合金中厚板的晶体内应力和织构演化进行研究。根据轧制实验与拉伸实验建立相应同步热轧模型并进行仿真计算,将模拟结果作为边界条件代入到基于Voronoi图的多晶体塑性模型中,再应用晶体塑性有限元方法对多晶体模型进行同步热轧模拟,得到各道次热轧态ZK61镁合金的塑性参数和织构极图,并分别与拉伸实验结果和电子背散射衍射实验导出的织构极图进行对比分析,归纳出不同道次下热轧ZK61镁合金晶体塑性变形与织构演化机制。结果表明:经多道次热轧后的ZK61板材存在大量孪晶与动态再结晶,晶粒均匀细化效果明显,其基面织构极密度与轧制道次整体呈正相关,不同道次下的峰值取向差角存在较大差异(8°、28°、88°),且合金力学性能得到改善,强度提升了7.55%,伸长率达到19.5%。 展开更多
关键词 ZK61镁合金 热轧 数值模拟 晶体塑性有限元方法 微观结构 织构演化 力学性能
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梯度金属材料构筑及强-塑性机理 被引量:1
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作者 尹奉祥 袁亮 +3 位作者 孙德强 李志强 薛云龙 赵鹏康 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1080-1100,共21页
同时提高强度和塑性是金属结构材料不断追求的目标,其中提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强-塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构,因其梯度变量(化学组分、晶粒、相组成、孪晶等)多、梯... 同时提高强度和塑性是金属结构材料不断追求的目标,其中提高应变硬化能力和拉伸塑性的金属材料异构化设计策略具有克服强-塑性权衡的巨大潜力。异构化策略中最具代表性的梯度结构,因其梯度变量(化学组分、晶粒、相组成、孪晶等)多、梯度分布(形成含量、体积分数等)宽以及应变协调优等特点,已应用于多种合金中,并在高屈服强度和良好延展性之间取得了极佳的平衡。为进一步挖掘梯度结构对材料力学性能优化的潜力,本文基于国内外金属材料在梯度结构设计和强-塑性机理等方面的成果,概述了梯度结构在设计思路、构筑方法、微结构演化及其强塑性机制等方面的研究现状,总结了梯度结构存在的关键科学问题,并展望了未来关注的研究方向与面临的挑战。 展开更多
关键词 梯度结构 构筑方法 微观结构演化 强-塑性机理
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掺杂方式与烧结助剂含量对Si3N4陶瓷显微结构及热–力学性能的影响
7
作者 黄鹏金 黎业华 +3 位作者 陈炫志 龙国钦 刘友武 伍尚华 《航空制造技术》 北大核心 2025年第9期102-110,122,共10页
为了制备兼顾高热导率和高强度性能的Si_(3)N_(4)陶瓷,采用气压烧结在1 MPa N2、1850℃下保温4 h制备了Si_(3)N_(4)陶瓷,系统研究了掺杂方式(包覆和传统球磨)及烧结助剂含量对Si_(3)N_(4)陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能及热导... 为了制备兼顾高热导率和高强度性能的Si_(3)N_(4)陶瓷,采用气压烧结在1 MPa N2、1850℃下保温4 h制备了Si_(3)N_(4)陶瓷,系统研究了掺杂方式(包覆和传统球磨)及烧结助剂含量对Si_(3)N_(4)陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能及热导率的影响。结果表明,提高烧结助剂含量有助于提高Si_(3)N_(4)陶瓷的第二相结晶度、致密度、力学性能和热导率。与传统球磨引入烧结助剂的方法相比,包覆方法更有利于提高烧结助剂的分散均匀性,使得Si_(3)N_(4)陶瓷在烧结助剂质量分数仅为3%时即形成连续网络分布的液相,促进Si_(3)N_(4)陶瓷烧结致密化,改善显微结构均匀性,从而提高Si_(3)N_(4)陶瓷的力学性能和热导率。采用包覆方法并添加烧结助剂(质量分数5%)制得的样品热导率为76.07 W·m^(–1)·K^(–1),断裂韧性和弯曲强度分别高达8.39 MPa·m^(1/2)和922.41 MPa,相较于球磨样品的弯曲强度提升了13%。 展开更多
关键词 掺杂方式 Si_(3)N_(4)陶瓷 热导率 力学性能 显微结构
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激光电弧复合焊及其衍生方法的研究与应用进展
8
作者 刘文明 张新明 +1 位作者 鲍亮亮 欧阳凯 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期455-467,共13页
激光电弧复合焊技术是现代工业生产中高效焊接技术之一,技术和质量优势决定了它是高效焊接技术发展的主要方向之一,尤其是在不同厚度的材料中引起了极大关注。然而,激光电弧复合焊工艺参数的相互作用导致其工艺匹配相当复杂,制约了激光... 激光电弧复合焊技术是现代工业生产中高效焊接技术之一,技术和质量优势决定了它是高效焊接技术发展的主要方向之一,尤其是在不同厚度的材料中引起了极大关注。然而,激光电弧复合焊工艺参数的相互作用导致其工艺匹配相当复杂,制约了激光电弧复合焊的应用。随着科技工作者的不断探索和研发,相继出现了多种激光电弧复合焊的衍生方法。本文对不同合金的激光电弧复合焊及其衍生方法进行了系统阐述,概述了不同方法对焊接接头组织与性能的影响,并介绍了激光电弧复合焊在不同材料中的应用,总结了激光电弧复合焊面临的问题,提出了后续发展建议。 展开更多
关键词 激光电弧复合焊 衍生方法 微观组织 力学性能
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热处理冷却方式对FGH96粉末高温合金组织和力学性能的影响
9
作者 汪煜 刘玉峰 +4 位作者 周磊 王明礼 宋晓俊 孔令伟 郑亮 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期77-84,共8页
热处理是决定粉末高温合金构件性能最重要的热工艺过程,FGH96合金是当前应用最广泛的镍基粉末高温合金。本工作研究固溶热处理后全过程风冷淬火和风冷+油冷组合淬火两种冷却方式对FGH96合金环件毛坯显微组织和力学性能的影响。结果表明... 热处理是决定粉末高温合金构件性能最重要的热工艺过程,FGH96合金是当前应用最广泛的镍基粉末高温合金。本工作研究固溶热处理后全过程风冷淬火和风冷+油冷组合淬火两种冷却方式对FGH96合金环件毛坯显微组织和力学性能的影响。结果表明:采用两种冷却方式淬火后FGH96合金环件毛坯晶粒度相当,为6.5~7级。采用全过程风冷淬火的环件毛坯二次γ′相尺寸分布较为均匀,而风冷+油冷组合淬火的环件毛坯由于内侧冷却速率较低,因此二次γ′相尺寸较外侧更为粗大且含量较低。淬火后期,采用全过程风冷淬火的冷却速率低于风冷+油冷组合淬火方式,晶界处析出尺寸介于二次和三次γ′相之间的细小γ′相,晶界强化,抗拉强度提高,断后伸长率降低,68 h高温蠕变塑性伸长率也较低。由于全过程风冷淬火时环件毛坯各处冷却速率更为均匀,因此表面残余应力较低且分布更均匀,这更有利于增强环件零件加工过程的尺寸稳定性。 展开更多
关键词 粉末高温合金 冷却方式 显微组织 力学性能 残余应力
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烧结温度对国产氧化铝连续纤维结构形态和力学性能的影响
10
作者 程洁洁 贾庆龙 +4 位作者 卢博文 段亚弟 张金平 关克田 张典堂 《服装学报》 北大核心 2025年第3期196-202,共7页
为优化消防服外层氧化铝连续纤维制备工艺,提升消防服高温服役性能,采用溶胶-凝胶法,以氯化铝和硅溶胶为原料,制备前驱体溶胶及氧化铝连续纤维。从纤维晶相结构演变、表观形貌特征、不同烧结温度下纤维的常温与高温力学性能等角度,系统... 为优化消防服外层氧化铝连续纤维制备工艺,提升消防服高温服役性能,采用溶胶-凝胶法,以氯化铝和硅溶胶为原料,制备前驱体溶胶及氧化铝连续纤维。从纤维晶相结构演变、表观形貌特征、不同烧结温度下纤维的常温与高温力学性能等角度,系统研究了烧结过程对纤维性能的影响机制,得到氧化铝连续纤维的最佳烧结温度为1100℃,此时其断裂强度约为1700MPa,且在1100,1200,1300℃下热处理2h后强度保留率分别为97.3%,94.3%和65.0%;氧化铝连续纤维的力学性能在1300℃下可较长时间保持稳定。研究表明,通过精准控制烧结工艺,可有效提升氧化铝连续纤维的高温稳定性与力学性能,使其满足消防服严苛的高温防护需求。 展开更多
关键词 消防服 溶胶-凝胶法 氧化铝连续纤维 高温力学性能 微观结构
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Fracture properties of epoxy asphalt mixture based on extended finite element method 被引量:8
11
作者 钱振东 胡靖 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第11期3335-3341,共7页
Crack is found to be a major distress that affects the performance of the epoxy asphalt pavement.An extended finite element method was proposed for investigating the fracture properties of the epoxy asphalt mixture.Fi... Crack is found to be a major distress that affects the performance of the epoxy asphalt pavement.An extended finite element method was proposed for investigating the fracture properties of the epoxy asphalt mixture.Firstly,the single-edge notched beam test was used to analyze the temperature effect and calculate the material parameters.Then,the mechanical responses were studied using numerical analysis.It is concluded that 5℃ can be selected as the critical temperature that affects the fracture properties,and numerical simulations indicate that crack propagation is found to significantly affect the stress state of the epoxy asphalt mixture.The maximum principal stress at the crack surface exhibits different trends at various temperatures.Numerical solution of stress intensity factor can well meet the theoretical solution,especially when the temperature is lower than 5℃. 展开更多
关键词 epoxy asphalt mixture microstructure extended finite element method fracture morphology mechanical response
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电磁冲击处理对M50轴承钢显微组织与强韧性的影响
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作者 宋燕利 武凯 +2 位作者 芦赛 陈龙 路珏 《轴承》 北大核心 2024年第11期86-96,共11页
建立了电-磁-热多场耦合的电磁冲击仿真模型,利用该模型预测了电磁冲击过程中试样表面的温度变化过程,分析了电磁冲击处理对材料强韧性的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)对材料内部微观结构和断口形貌进行了表征... 建立了电-磁-热多场耦合的电磁冲击仿真模型,利用该模型预测了电磁冲击过程中试样表面的温度变化过程,分析了电磁冲击处理对材料强韧性的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)对材料内部微观结构和断口形貌进行了表征和分析。结果表明:该模型成功预测了电磁冲击过程中试样表面的温度变化过程,且预测值与测量值吻合良好;合适的电磁冲击处理工艺(EST2)可以使材料具有较好的综合力学性能且有效提高材料性能的一致性,在保持平均抗拉强度基本不变的前提下,试样的断后伸长率提高了17.2%,冲击韧性提高了5.5%,屈服强度和抗拉强度一致性分别提高了52.8%和59.9%,冲击韧性一致性提高了42.6%。 展开更多
关键词 滚动轴承 高温轴承钢 显微组织 力学性能 电流密度 温度 韧性 有限元法
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梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展 被引量:1
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作者 高瑞泽 王亚强 +3 位作者 张金钰 杨红艳 刘刚 孙军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期13-24,共12页
金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金... 金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展,首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理,并总结了其优点与局限性;其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释,论述了梯度结构金属材料的服役性能特点,包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能,提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略;最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。 展开更多
关键词 梯度结构金属材料 微观组织 制备方法 力学性能 疲劳性能 腐蚀性能
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基于响应面法的地聚物混凝土力学性能试验研究 被引量:1
14
作者 张震洋 张璐 +5 位作者 伊海赫 郑润 马克顺 张琳 任梦琪 王春光 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第9期3192-3202,共11页
为获得力学性能最优的地聚物混凝土配合比,本文系统研究了以粉煤灰和矿渣为前驱体的地聚物混凝土配合比优化方法,选择水胶比、碱激发剂模数(碱激发剂中SiO_(2)与Na_(2)O分子数之比)和矿渣掺量(矿渣占前驱体的质量分数)三个因素设计响应... 为获得力学性能最优的地聚物混凝土配合比,本文系统研究了以粉煤灰和矿渣为前驱体的地聚物混凝土配合比优化方法,选择水胶比、碱激发剂模数(碱激发剂中SiO_(2)与Na_(2)O分子数之比)和矿渣掺量(矿渣占前驱体的质量分数)三个因素设计响应面方案进行地聚物混凝土抗压试验。采用统计学方法建立抗压强度响应面模型,并验证模型与试验结果的契合度。结果表明:水胶比对地聚物混凝土的抗压强度影响显著,水胶比最佳选择为0.376;矿渣掺量对地聚物混凝土抗压强度的影响极其显著,矿渣替代粉煤灰的比例越高,地聚物混凝土抗压强度越高,矿渣最佳掺量为48.2%;激发剂模数对地聚物混凝土抗压强度的影响不显著。水胶比会影响基体的孔隙结构,矿渣通过改变基体结构密实度进而影响基体宏观力学性能。 展开更多
关键词 地聚物混凝土 响应面法 优化设计 力学性能 微观结构
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基于响应面法的矿粉复合固化盐渍土试验研究 被引量:1
15
作者 王永辉 朱连勇 +2 位作者 王成 王超 彭永倩 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第5期1917-1927,共11页
采用矿粉加固盐渍土可有效提高盐渍土强度,降低盐渍土路基溶陷性,但矿粉常温条件表现稳定,潜在活性需要被激发,针对上述问题,采用矿粉作为前驱体,研究不同掺量脱硫石膏-氢氧化钠-电石渣(DG-NaOH-CS,DNC)固化剂对矿粉复合固化盐渍土力学... 采用矿粉加固盐渍土可有效提高盐渍土强度,降低盐渍土路基溶陷性,但矿粉常温条件表现稳定,潜在活性需要被激发,针对上述问题,采用矿粉作为前驱体,研究不同掺量脱硫石膏-氢氧化钠-电石渣(DG-NaOH-CS,DNC)固化剂对矿粉复合固化盐渍土力学性能、耐久性和微观机理的影响。结果表明,脱硫石膏、氢氧化钠、电石渣最优配合比为6.03∶0.63∶4.24(质量比)。基于最优配合比,DNC改性土28 d无侧限抗压强度均值为14.16 MPa,响应面模型预测值为14.08 MPa,说明预测值与试验值具有良好的相关性;相较于同掺量水泥固化土,DNC改性土呈现出更好的抗压强度、抗冻融循环和抗干湿循环性能。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析显示,DNC固化剂在试块内水化产生大量水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)和钙矾石(AFt)胶凝材料,填补土体内部孔隙,从而进一步提高固化土强度。 展开更多
关键词 盐渍土 固化剂 响应面法 力学性能 耐久性 微观结构
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类金刚石碳基涂层热稳定性研究进展 被引量:1
16
作者 唐紫妍 魏菁 +3 位作者 陈仁德 崔丽 郭鹏 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期1-18,共18页
类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)涂层性能优异,前景广阔,但热稳定性不足制约了DLC涂层在严苛高温工况下的应用。首先,综述了DLC涂层热稳定性研究方法的发展现状,对比了热处理结合非原位测试、热分析、高温原位测试、模拟计算4种... 类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)涂层性能优异,前景广阔,但热稳定性不足制约了DLC涂层在严苛高温工况下的应用。首先,综述了DLC涂层热稳定性研究方法的发展现状,对比了热处理结合非原位测试、热分析、高温原位测试、模拟计算4种常用研究方法的优劣势。其次,归纳总结了组分、制备方法和退火环境对DLC涂层热稳定性的影响过程和作用机制,发现高sp^(3)含量的无氢DLC涂层呈现出最优异的热稳定性。而不同制备方法通过影响涂层结构、sp^(3)含量、氢含量获得热稳定性各异的DLC涂层。另外,涂层在真空及惰性气体环境中的热稳定性比含氧环境更好。通过异质第三元素掺杂、多层结构、梯度结构,可进一步提高DLC涂层热力学性能。其中,元素掺杂通过改变DLC组分和键态结构,实现对涂层热稳定性的调控;而多层及梯度结构设计主要通过降低涂层应力,突破厚膜关键制备技术,进而提高涂层热稳定性。结合涂层微结构的演变规律,进一步从涂层自身石墨化、氧化、脱氢和剥落行为,阐述了DLC涂层的高温失效机理。最后,对设计和发展DLC高温防护涂层材料技术的共性挑战和未来趋势做了分析展望。 展开更多
关键词 类金刚石涂层 热稳定性 高温 调控方法 微结构特征 失效机理
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钼尾矿粉对砂浆强度和微结构影响的试验研究
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作者 韩志园 杨鹰 +2 位作者 孟维琦 范佳志 马昆林 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4236-4248,共13页
以钼尾矿粉(molybdenum tailings powder,MTs)作为掺合料,采用标养和蒸养2种养护制度,制备砂浆和净浆,研究MTs掺量和养护方式对砂浆力学强度的影响,并通过压汞(MIP)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等方法探讨不同养护条件下MTs对净浆孔结构... 以钼尾矿粉(molybdenum tailings powder,MTs)作为掺合料,采用标养和蒸养2种养护制度,制备砂浆和净浆,研究MTs掺量和养护方式对砂浆力学强度的影响,并通过压汞(MIP)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等方法探讨不同养护条件下MTs对净浆孔结构、微观形貌特征以及水化产物种类和含量的影响。研究结果表明:随龄期增长,标养和蒸养砂浆的抗折和抗压强度均逐渐增大,但蒸养组砂浆的早期强度均比对应标养组的高。当MTs掺量不超过15%时,蒸养MTs砂浆1 d的强度不低于相应标养净浆28 d强度的70%,且标养和蒸养MTs砂浆28 d强度均不低于相应纯水泥浆体强度的90%。在标养和蒸养条件下,在净浆中掺入适量MTs后,均显著降低了有害孔的比例,增加了少害孔的比例,优化了浆体的孔结构。与基准组相比,尤其当MTs掺量为15%(质量分数)时,在蒸养条件下,净浆中孔径为[20,50)nm的少害孔增加了64.7%,孔径为200 nm以上的多害孔降低了26.7%,最可几孔径减小了11.6%。掺入MTs后,没有新的水化产物种类生成,且由于MTs的火山灰效应,促进了浆体中水泥的二次水化反应,生成了更多水化产物填充孔隙,从而使浆体微结构变得致密。掺入适量的MTs后,砂浆的力学强度并未显著降低,生成的水化产物减小了水泥基材料的孔径,增加了密实性。采用MTs作为掺合料制备低碳型水泥基材料,可以减少水泥基材料中的水泥用量,降低建筑行业的碳排放,便于钼尾矿在水泥基材料中的推广应用,实现了钼尾矿的资源化利用。 展开更多
关键词 钼尾矿粉 养护方式 水泥基材料 力学性能 微结构
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难熔高熵合金研究进展 被引量:5
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作者 吴昊 于佳石 +2 位作者 贾志强 张龙 陈昊 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期45-59,共15页
综述难熔高熵合金目前的研究现状,阐述难熔高熵合金成分设计,归纳包括金属元素和非金属元素对难熔高熵合金结构与性能的影响。另外描述不同制备方法下,难熔高熵合金的微观结构与力学性能,讨论难熔高熵合金基复合材料及其强化机制。对难... 综述难熔高熵合金目前的研究现状,阐述难熔高熵合金成分设计,归纳包括金属元素和非金属元素对难熔高熵合金结构与性能的影响。另外描述不同制备方法下,难熔高熵合金的微观结构与力学性能,讨论难熔高熵合金基复合材料及其强化机制。对难熔高熵合金未来发展进行展望,并对其未来研究方向提出以下建议:通过不同相之间界面设计,多相协同增强难熔高熵合金;设计并优化难熔高熵合金成分,开发出室温易加工的难熔高熵合金;结合高通量计算方法,快速筛选出难熔高熵合金成分和微观结构;利用增材制造技术对难熔高熵合金组织与结构进行调控;对难熔高熵合金基复合材料进行构型化设计,均衡难熔高熵合金基复合材料的强塑性匹配。 展开更多
关键词 难熔高熵合金 成分设计 制备方法 微观组织 力学性能
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冲刷作用下砂岩宏观力学特性及微观结构
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作者 张科 关世豪 +2 位作者 齐飞飞 徐奕 金克盛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1929-1938,共10页
水流环境下库岸边坡岩石劣化会严重危害坡体稳定性,如何精细化揭示动水冲刷作用下岩石宏观力学特性及微观结构对库区灾害防治具有重要意义。为模拟库岸边坡所处的水流环境,设计了一套岩石抗冲刷试验装置。以砂岩为研究对象,考虑自然、... 水流环境下库岸边坡岩石劣化会严重危害坡体稳定性,如何精细化揭示动水冲刷作用下岩石宏观力学特性及微观结构对库区灾害防治具有重要意义。为模拟库岸边坡所处的水流环境,设计了一套岩石抗冲刷试验装置。以砂岩为研究对象,考虑自然、静水浸泡和动水冲刷3种工况。结合室内试验、数字图像相关方法、扫描电镜和分形理论,从宏观力学参数、应变场分布特征、微观结构等角度系统探讨了不同水环境对岩石力学特性的影响。研究结果表明:(1)动水冲刷后的岩石抗压强度和弹性模量软化系数比饱水试件分别降低了0.07和0.06;(2)应变场分异速率-轴向应变曲线在峰值应力前出现拐点P,与断裂过程区的集聚相关,可作为岩石破裂的前兆信号;相较于饱水作用,冲刷作用使得破裂前兆点出现变早,这是因为冲刷作用加剧了岩石内部缺陷的发育,更易形成裂纹;(3)相较于饱水试件,动水冲刷后砂岩内部矿物颗粒和胶结物流失程度加大,微观结构劣化更为显著,这种变化在扫描电镜图像的分形维数计算结果中得到了印证,冲刷试件的分形维数最大。 展开更多
关键词 冲刷 岩石 数字图像相关方法 力学特性 微观结构 分形维数
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木基材料自上而下多尺度结构设计研究进展
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作者 宋睿 郑浩南 +1 位作者 宋建伟 申胜平 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期327-346,共20页
在全球气候变暖危机和“双碳”战略的大背景下,开发使用木基材料替代传统结构或功能材料,可以大大降低能源消耗,减少碳排放并增加碳封存量,对改善生态环境、实现绿色可持续发展具有重大意义.近年来,为了开发利用木质资源并提升传统木基... 在全球气候变暖危机和“双碳”战略的大背景下,开发使用木基材料替代传统结构或功能材料,可以大大降低能源消耗,减少碳排放并增加碳封存量,对改善生态环境、实现绿色可持续发展具有重大意义.近年来,为了开发利用木质资源并提升传统木基材料的宏观性能,不少学者通过自上而下的“两步改性”策略实现了木材中从微观尺度到宏观尺度的多尺度结构设计调控,从而赋予了木基材料诸如高强度等不同的宏观性能,为开发设计可持续、绿色低碳的高性能木基材料开辟了新的天地.基于此,文章围绕木基材料中自上而下的多尺度结构设计策略进行了详细综述:首先简要概述了木材天然具备的跨尺度多层级结构,接着综述了微观尺度下木基材料中由纤维素主导的力学行为机制,其次从细胞壁工程的角度回顾了不同微结构调控策略以及得到的具有不同性能的木基材料,随后简要综述了近期木基材料的功能化应用新进展.最后总结了现有木基材料多尺度结构设计方面存在的不足并提出了相应的研究展望. 展开更多
关键词 木材 自上而下 氢键 微结构调控 力学性能 功能性
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