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相图热力学在能源材料中的应用(英文)
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作者 Hans Juergen Seifert 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期289-296,316,共9页
CALPHAD结合关键实验可以探究能源材料体系的多元多相反应。介绍了4个基于不同应用背景的合金体系的评估工作:液相烧结的Si C(LPSSi C)体系、转换型锂离子电池体系、掺杂Cr的Ti Al基合金体系以及Zr基热障涂层体系。研究结果显示:CALPHA... CALPHAD结合关键实验可以探究能源材料体系的多元多相反应。介绍了4个基于不同应用背景的合金体系的评估工作:液相烧结的Si C(LPSSi C)体系、转换型锂离子电池体系、掺杂Cr的Ti Al基合金体系以及Zr基热障涂层体系。研究结果显示:CALPHAD热力学计算结果可以用于指导关键实验设计,从而进一步明确研究体系的相图和热力学性质。获得的实验数据又可以作为精炼CALPHAD模型和改进模型参数的输入条件。精炼后的模型参数构成的热力学数据库可用于计算各种相图(包括等温截面、垂直截面、可以用来计算可信的相图(等温截面、垂直截面及波动图)及液相面投影图。 展开更多
关键词 能源材料 CALPHAD LPSSiC 锂离子电池 TIAL基合金 热障涂层
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基于原位和RNT技术的摩擦试验机及其实验研究 被引量:2
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作者 刘麟 张志臣 +1 位作者 詹普杰 Martin Dienwiebel 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2873-2879,共7页
针对目前传统摩擦磨损试验机的不足之处,开发了一种基于原位和RNT技术的摩擦磨损试验机。在合理设计和选取试验机工作系统及主要部件的基础上,采用原位全息显微技术和放射性核素技术,实现了对摩擦过程中材料磨痕表面微观形貌的在线原位... 针对目前传统摩擦磨损试验机的不足之处,开发了一种基于原位和RNT技术的摩擦磨损试验机。在合理设计和选取试验机工作系统及主要部件的基础上,采用原位全息显微技术和放射性核素技术,实现了对摩擦过程中材料磨痕表面微观形貌的在线原位观察和磨损量的实时精确测量。利用试验机对CuZ n20/100Cr6进行摩擦磨损性能实验,并对试验后试样进行了X射线电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析研究。结果表明,磨痕表面形成耐磨层和晶粒细化是CuZ n20具有良好耐磨性的主要原因;试验机的实验结果精确,能为深入研究材料摩擦学行为提供重要参考依据。 展开更多
关键词 摩擦试验机 原位全息显微技术 放射性核素技术 铜锌合金
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黏土矿物包壳对砂岩储层质量的影响:基于多相场的数值模拟实验
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作者 KUMAR Akash SPÄTH Michael +4 位作者 PRAJAPATI Nishant BUSCH Benjamin SCHNEIDER Daniel HILGERS Christoph NESTLER Britta 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第3期638-652,共15页
石英颗粒表面的黏土包壳是决定砂岩储层孔隙度和渗透率大小的关键因素,直接影响碎屑岩储层质量。基于共轴石英胶结的多相场模型,通过数值模拟实验研究黏土包壳参数对砂岩储层中石英胶结量、孔隙度、渗透率及其相互关系的影响。研究主要... 石英颗粒表面的黏土包壳是决定砂岩储层孔隙度和渗透率大小的关键因素,直接影响碎屑岩储层质量。基于共轴石英胶结的多相场模型,通过数值模拟实验研究黏土包壳参数对砂岩储层中石英胶结量、孔隙度、渗透率及其相互关系的影响。研究主要取得5项进展:①为了在三维数字砂岩模型的石英颗粒上模拟出逼近实际的各种黏土包壳形态,研发了一套新的预处理工作流程。②分别对发育石英单颗粒和多颗粒的砂岩开展共轴生长胶结的数值模拟实验,揭示出控制石英胶结量的主要包壳参数,即暴露锥面的生长方向、包壳覆盖率和包壳形态等。③黏土包壳形态对胶结具有显著影响,其中层状包壳形态的胶结速度较快;包壳覆盖率与砂岩孔隙度和渗透率呈正相关关系。④石英颗粒结晶垂直方向上胶结物生长速度最小,演化中后期斜角方向生长速度较水平方向更快。⑤动态演化过程模拟结果与实际对比验证显示,20,40 d后的包壳形态模拟结果与天然样品中观察到的形态高度相似,证实了包壳三维数值建模新方法的有效性。该套黏土包壳数值模拟方法和研究成果有助于改进砂岩储层表征结果和预测模型。 展开更多
关键词 石英胶结 黏土矿物包壳 颗粒包壳 相场建模 砂岩 储层质量 石英次生加大
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浅谈集成计算材料工程和材料基因工程:思想及实践 被引量:19
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作者 李波 杜勇 +9 位作者 邱联昌 庞梦德 张伟彬 刘树红 李凯 彭英彪 周鹏 郑洲顺 宋旼 Seifert H 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期506-525,共20页
革新材料研发模式、加速材料研发进程并降低材料研发成本是世界各国共同关注的热点。集成计算材料工程和材料基因工程是近年来材料科学与工程领域新颖的理念和方法,二者均为新材料研究与开发带来了全新的认识与机遇。集成计算材料工程... 革新材料研发模式、加速材料研发进程并降低材料研发成本是世界各国共同关注的热点。集成计算材料工程和材料基因工程是近年来材料科学与工程领域新颖的理念和方法,二者均为新材料研究与开发带来了全新的认识与机遇。集成计算材料工程是材料基因工程的基本组成元素。材料基因工程主要包括高通量实验、高通量计算和材料数据库三大要素。材料基因工程将集成计算材料工程的理念扩展到了整个材料科学、技术与工程链条,贯穿于从新材料发现到应用的全部过程。作为新材料研发的新模式,集成计算材料工程和材料基因工程必将为新材料研发起到不可替代的作用。简要回顾了材料研究的发展历程及存在的主要问题,详细介绍了材料基因工程与集成计算材料工程之间内在联系与区别。通过4个应用实例(梯度硬质合金、CVD耐磨涂层、锂离子电池、铝合金),展示了集成计算材料工程和材料基因工程在材料研发中的强大功能,为材料设计和开发提供了新思路。最后展望了集成计算材料工程和材料基因工程未来发展的重点及趋势。 展开更多
关键词 集成计算材料工程 材料基因工程 材料设计 相图热力学计算 高通量
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润滑条件下铜锌合金表面粗糙度对磨损率的影响 被引量:4
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作者 刘麟 杨超 Martin Dienwiebel 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期625-630,共6页
采用基于原位全息显微技术和放射性核素技术的试验装置对润滑条件下的Cu Zn36和100Cr6进行了摩擦磨损试验,分析了Cu Zn36在试验过程中的摩擦磨损特性,以及摩擦系数、磨痕表面粗糙度和实时磨损率之间的关系,进而建立了关于表面粗糙度的... 采用基于原位全息显微技术和放射性核素技术的试验装置对润滑条件下的Cu Zn36和100Cr6进行了摩擦磨损试验,分析了Cu Zn36在试验过程中的摩擦磨损特性,以及摩擦系数、磨痕表面粗糙度和实时磨损率之间的关系,进而建立了关于表面粗糙度的磨损模型,并通过拟合优度方法对磨损模型进行了评价.结果表明:在试验磨合的初始阶段,Cu Zn36表面平整性被迅速破坏而产生了较高的磨损率,随着试验的进行,磨痕表面的强化层逐渐形成,表面粗糙度和实时磨损率逐渐降低并趋于稳定.磨损模型的拟合优度R2的计算结果为90.23%,说明建立的磨损模型能够对给定工况下的实时磨损率进行较为准确的预测. 展开更多
关键词 铜锌合金 表面粗糙度 磨损率 磨损模型
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基于原位和RNT技术的铜锌合金摩擦磨损性能 被引量:1
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作者 刘麟 詹普杰 +3 位作者 刘文明 刘雪东 张志臣 Martin Dienwiebel 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期577-584,共8页
采用基于原位全息显微技术和放射性核素技术的摩擦磨损试验装置,在润滑条件下对Cu Zn36/100Cr6配对摩擦体系中Cu Zn36的磨损行为进行了研究.利用装置中的全息显微镜对Cu Zn36磨痕表面微观形貌和粗糙度进行原位分析,利用放射性核素磨损... 采用基于原位全息显微技术和放射性核素技术的摩擦磨损试验装置,在润滑条件下对Cu Zn36/100Cr6配对摩擦体系中Cu Zn36的磨损行为进行了研究.利用装置中的全息显微镜对Cu Zn36磨痕表面微观形貌和粗糙度进行原位分析,利用放射性核素磨损量测量系统精确测量Cu Zn36的实时磨损量;利用扫描电镜对Cu Zn36及100Cr6钢球磨面进行观察和分析,利用X射线光电子能谱分析仪对Cu Zn36磨痕表层的元素化合态进行定量分析.结果表明:在试验法向载荷为1.9~3.0 MPa范围内时,Cu Zn36表现出良好耐磨性,原因是Cu Zn36在试验过程中形成了具有高硬度和自润滑性的Zn O强化层,主要磨损方式为疲劳磨损.在较差磨合试验过程中,磨痕表面耐磨层一直处于"形成-破坏-再形成-再破坏"的动态过程,主要磨损方式为磨粒磨损和黏着磨损. 展开更多
关键词 铜锌合金 原位全息显微技术 放射性核素技术 摩擦磨损 耐磨层
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