摘要：采用光纤激光器对1.0mm厚5083和1.2mm厚6016异种铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用光谱测量系统、扫描电镜、维氏显微硬度仪和微机控制的电子万能试验机等手段,检测激光焊接过程等离子体产生时辐射出的时域MgI光谱信号,分析焊缝形貌、显微硬度和力学性能,研究等离子体中MgI光谱信号相对强度与焊件质量之间关系.结果表明,随着扫描速度增加,MgI光谱信号强度降低,离焦量对MgI光谱信号作用明显,而激光功率对MgI信号整体幅度改变较小;MgI光谱强度较小或较大,试件出现焊不透或焊穿现象;MgI等离子体信号波动较大处,出现咬边、凹陷、气孔等缺陷,力学性能低;而MgI等离子体信号平稳时,焊缝平整,缺陷少,力学性能好.基于MgI光谱信号与焊件质量之间的对应关系,运用Hugh hart的统计过程控制(SPC)理论,建立了焊接过程单值-移动极差控制(X-Rs)图.

摘要：对1.2 mm厚镀锌钢板和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行了加入中间夹层铅的激光搭接焊试验,通过调整焊接工艺参数获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段研究了焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、主要物相与接头力学性能.结果表明,在钢/铝激光焊中添加中间夹层铅,焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率分别为68.51 MPa和2.37%,与没有加铅夹层相比,抗拉强度和断后伸长率明显提高;夹层铅的加入,改变了钢/铝界面的元素分布、物相组成及微观组织形态,焊接接头过渡区域Fe,Al,Zn,Mg,Pb元素的混合区宽度较大,除生成Fe-Al,Mg-Zn脆性金属间化合物外,产生了新的金属间化合物Mg2Pb,改善了焊缝金属的力学性能.

摘要：选取石墨与石墨烯两种碳材料作为掺杂剂,采用机械球磨方法分别制备纯Mg H2、Mg H2-10%石墨(质量分数)及Mg H2-10%石墨烯3种储氢体系,并结合XRD、SEM、DSC-TG实验表征手段与具有原子尺度模拟能力的第一性原理计算方法,研究碳材料掺杂对Mg H2释氢性能的影响及其微观机理。结果表明:微量石墨与石墨烯的掺杂使得Mg H2释氢温度得到降低,相比之下,石墨烯掺杂效果较为明显,其掺杂致使Mg H2初始释氢温度降低近33℃。此外,石墨与石墨烯掺杂均有助于抑制球磨过程中颗粒的团聚,起到结构限域的作用,促进Mg H2快速释氢。第一性原理计算表明,碳材料掺杂改善Mg H2释氢性能的内在原因在于其掺杂削弱了Mg—H间的键强,降低了H原子从Mg H2基体中释放时的解离能。

摘要：基于TiF_3作为催化剂提高MgH_2解氢性能的实验结果,采用基于密度泛函理论的Dmol3程序包,计算从MgH_2体系中移走H原子所需能量及几何、电子结构的改变,探讨TiF_3对MgH_2体系解氢热力学影响及提高其解氢性能的机理。结果表明:Ti替代Mg,体系中Ti—H的成键作用比Mg-H强,Ti将MgH_2中的H吸附到其周围,导致MgH_2中Mg周围的H减少;创造Mg空位,随着温度的提高,体系中H—H之间的键长变短,两者情形均利于提高MgH_2体系的热力学行为。创造Mg空位所需能量(6.65 eV)高于Ti替代Mg的能量(2.34 eV),表明低温下,Ti替代Mg对MgH_2体系解氢更为有利,至此TiF_3中的Ti替代MgH_2中的Mg,利于加快化学反应的进行,使结构稳定的MgH_2发生转变,生成结构不稳定的Ti H2,这样体系解氢过程不是通过MgH_2,而是转化为Ti H2进行,因此TiF_3可提高MgH_2体系的解氢性能。

摘要：采用光纤激光器对厚度为1.4 mm的DC56D+ZF镀锌钢和厚度为1.2 mm的6016铝合金平板试件进行了添加Sn粉的激光搭接焊实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和微机控制电子万能试验机等研究了添加Sn粉前后焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头力学性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了添加Sn后新形成物相FeSn和FeAl化合物的模量和热力学性能.结果表明,在激光功率为2000 W,焊接速度45 mm/s,离焦量+2.0 mm,Ar气为保护气体且流量为15 L/min的条件下,添加Sn粉焊接试样的焊缝表面成形性良好,焊缝区晶粒细小,焊接接头的平均剪切强度为62.17 MPa,与没有添加Sn相比,剪切强度提高1.46倍.由于细晶强化,提高熔池金属的流动性,利于钢/铝合金界面结合,减少Fe-Al金属间化合物层厚度,新形成的FeSn的金属间化合物具有较好延性,高温下结构稳定,抑制或减少了Fe-Al脆性金属间化合物的生成,因而添加Sn粉改善了焊接接头的力学性能.

摘要：采用Gleeble-3500试验机对ZGMn13Cr2高锰钢进行0.1s-1应变速率下的室温压缩实验,应变量分别为5%,30%和50%.利用金相显微镜、维氏显微硬度机、XRD和TEM等方法,研究了压缩变形量对ZGMn13Cr2显微组织衍变及加工硬化机制的影响.结果表明:高锰钢压缩变形后晶粒内出现大量变形带,变形带相互交叉、缠结、割截.压缩变形量为5%时,高密度位错相互缠结呈位错胞或者位错墙,压缩变形量为30%时,基体内出现形变孪晶,随着变形量的进一步增大,孪晶的密度和体积分数增大,水韧态高锰钢在压缩变形量为50%的条件下,其显微硬度与初始态相比提高了125%,达到***结果显示,压缩变形后基体组织为奥氏体和少量的碳化物,未发现相变诱发马氏体组织.随着变形量的增大,高锰钢加工硬化机理由位错强化机制向形变孪晶强化为主、位错+少量层错强化机制为辅的机制转变.

摘要：The electronic structures and mechanical properties of Al4Sr, Mg2Sr and Mg23Sr6 phases were determined by the use of first-principles calculations. The calculated heat of formation and cohesive energy indicate that Al4Sr has the strongest alloying ability as well as the highest structural stability. The elastic parameters were calculated, and then the bulk modulus, shear modulus, elastic modulus and Poisson ratio were derived. The ductility and plasticity were discussed. The results show that Al4Sr and Mg2Sr phases both are ductile, on the contrary, Mg23Sr6 is brittle, and among the three phases, Mg2Sr is a phase with the best plasticity.

摘要：采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了LiNH2-X(X=Mg,Al,Ti,Nb)体系的晶体与电子结构及稳定性能.负合金形成热与H原子解离能的计算发现:合金化元素X在LiNH2中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系的解氢能力,其中Nb提高LiNH2体系解氢效果最好,理论计算预测合金化提高体系解氢性能与他人结果一致.电子态密度(DOS)与电子密度分析发现:X(X=Mg,Al,Ti,Nb)合金化提高LiNH2解氢能力的主要原因是X导致LiNH2体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li与NH之间的成键作用减弱.

摘要：采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Cu合金化前后Mg2Ni相及其氢化物的能量与电子结构。负合金形成热的计算结果表明:Cu合金化Mg2Ni形成Mg2Ni(Ⅱ)''1-xCux(x=1/3)的相结构稳定性最高,两个Cu原子最易占据Ni(Ⅱ)的(0,0.5,0.16667)与(0.5,0,0.5)位置;进一步对其氢化物的解氢反应热进行计算,发现Cu合金化后,氢化物体系解氢反应热与合金化前相比,明显降低,表明Cu合金化Mg2Ni氢化物的解氢能力增强;电子态密度(DOS)与电子密度的计算结果发现:Mg2Ni(Ⅱ)''1-xCux(x=1/3)相结构最稳定的主要原因在于:Cu合金化后氢化物在费米能级处的成键电子数N(EF)与其它结构相比最少;而Cu合金化Mg2Ni氢化物解氢能力增强的主要原因在于:Cu合金化削弱了氢化物中Mg-Ni和Ni-H间的成键作用以及相应原子在低能级区成键电子数的减少。

摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了完整、含Mg原子空位及Pd原子掺杂三种MgH2(110)表面的氢脱附行为及其动力学,并从电子结构角度给出了表面空位/掺杂两类缺陷对其脱氢动力学的影响机制。结果显示:MgH2(110)表面六重配位的Mg原子位置是形成Mg空位或Pd掺杂的优先位置;相对于完整表面而言,Mg空位或Pd掺杂均极大地降低了MgH2(110)表面的氢脱附能垒,在一定程度上解释了MgH2纳米结构调制与催化掺杂可明显改善体系脱氢动力学的实验现象;电子结构分析发现,表面空位/掺杂缺陷的存在致使MgH2表面在费米能级附近能隙变窄、低能级区成键电子数减少,进而导致近表面的原子层稳定性降低,从而使得表面Mg-H间相互作用减弱。