摘要：MCrAlY(M=Ni,Co,NiCo)alloys have been widely used as a bond layer for thermal barrier coatings(TBCs).However;oxides form discontinuously on MCrAlY surface in the marine environment since Cr_(2)O_(3)can react with NaCl and H_(2)O at temperatures above 500℃.Replacing Cr with other alloying elements(such as Si)might prevent severe salt-spray corrosion *** save time and efforts in materials design of the Ni-Si-Al-Y system;we obtained the thermodynamic descriptions of the ternary compounds by coupling the CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)approach and first-principles *** and eighteen ternary compounds were evaluated and calculated in the Al-Si-Y and Ni-Si-Y systems;*** diagrams of the two systems were depicted after a series of experimental Al/Ni-Si-RE(RE denotes rare earth elements,including La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Ho,and Er)systems being *** is found that the RE elements with the same reference states tend to form ternary compounds with the same crystal *** model-based descriptions are the basis for the research and development of novel NiSiAlY alloys in resisting high-temperature corrosion.

摘要：The NiSiAlY material is a promising candidate to replace NiCrAlY,which can withstand the harsh saltspray conditions in marine *** efficiently design novel NiSiAlY alloys,this work establishes a thermodynamic dataset of the Al-Ni-Si-Y quaternary system using the CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)*** employ this database to calculate and predict the phase constitutions and solidification behaviors of different NiSiAlY alloys concerning the content variations of Al and *** have further proposed the selection of the NiSiAlY alloys for serving in marine salt-spray environment with three constraints:(i)outstanding mechanical property;(ii)good high-temperature anti-oxidation;(iii)excellent corrosion *** results in a compositional range of the NiSiAlY alloys with 1 wt%<w(Si)<5 wt%,11 wt%<w(Al)<20 wt%and w(Y)=1 wt%,which corresponds the L1_(2)+bcc B2+Ni_(5)Y ternary phase region at temperatures ranging from~500 to~1000℃.Our predictions are validated by key experiments,suggesting that the model-based description of the Al-Ni-Si-Y system can serve as a guidance to design the novel NiSiAlY alloys in resisting harsh salt-spray environment.

摘要：面向海洋、航空、核能等重大工程中涂层的表面损伤与防护研究,精确的相图与相变信息是高效研发高性能可靠涂层材料的关键。但是,涂层制备一般是非平衡的成相过程,涂层在苛刻环境中服役处于动态相变过程,因此,基于热力学平衡的传统相图计算CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法不再适用于涂层材料设计。概述了涂层相图、相变研究及其应用于涂层材料设计的研究进展,重点评述了耦合CALPHAD、第一性原理计算和高通量实验方法的关键作用;从材料制备、动态服役和数据库指导材料开发3个方面出发,以典型的纯元素、二元、三元和多元材料体系为实例,介绍了亚稳相图模型、相变模拟与相图数据库在涂层材料研发中的应用;最后,提出了苛刻环境服役涂层相图、相变与材料设计目前面临的问题和挑战。

摘要：铁镍(Fe-Ni)基合金具有优异的高温强度、良好的强韧匹配以及耐腐蚀、抗氧化等特性,在核能、航空、航天领域应用广泛。然而,随着现代工业的飞速发展,材料的服役环境愈发苛刻,传统Fe-Ni基合金无法满足未来重大工程的应用需求。添加合金化元素是优化Fe-Ni基合金使役性能的重要手段,已成为当下的研究热点之一。本文综述了前过渡族元素添加对Fe-Ni合金相结构及性能的影响。基于相图、相变的热力学基础理论,重点讨论前过渡族元素(RE,Ti,V,Cr,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta,W等)添加对合金物相结构的影响,论述Fe-Ni基合金成分-结构-服役性能的关系,指出当前元素改性Fe-Ni基合金的研究工作偏向于多元合金协同作用于Fe-Ni基合金,缺乏添加单一元素的研究与相应的热、动力学的数据支撑。提出在明确单一元素添加对Fe-Ni基合金结构及性能作用规律的基础上,探索不同元素的作用机理,建立相应的热、动力学数据库,优化合金在氧化过程中的模拟与计算的解决方法。

摘要：针对含Cr的MCrAlY(M=Fe、Co、Ni)船用燃气轮机热端部件材料在潮湿海洋环境中与高腐蚀氯盐发生严重热腐蚀的问题,Mo有望替代Cr以提升材料的耐海洋环境热腐蚀性能及力学性能,但过量Mo易氧化形成挥发性金属氧化物从而破坏氧化膜的完整性。通过相图计算设计位于FCC_L12+BCC_B2+Ni5Y三相区的NiMoAlY及对照组NiCrAlY合金,探究微量Mo替换Cr对相组成和抗氧化性能的影响规律和作用机制。高温(750℃)氧化增重实验结果表明:添加少量Mo(原子分数0.5%)可促进BCC_B2相的形成,且加速其表面氧化物由θ-Al2O3向稳态α-Al2O3转变,有利于在长时服役中形成致密α-Al2O3氧化层,提升合金抗氧化性能;而添加原子分数2.5%的Mo则会使有序BCC_B2相转变为不利于抗氧化性能的BCC_A2相(富Mo)。结合理论计算和实验验证,可为具有特定结构及性能需求的材料成分设计提供有效指导。

摘要：单晶高温合金的薄壁效应是指当试样、零件厚度小于1 mm时,其持久寿命减少、蠕变速率增加以及其他力学性能发生显著衰减的现象。随着先进航空发动机单晶叶片零件内部冷却结构的发展,其部分区域结构厚度的减小使其属于典型的薄壁结构,因此在设计与制造叶片的过程中将薄壁区域的薄壁效应纳入考量具有重要工程意义。蠕变性能是航发叶片单晶高温合金材料最重要的性能之一,本文总结了单晶高温合金蠕变性能薄壁效应方面的研究以及薄壁效应研究中发展的先进实验设备。引起蠕变性能薄壁效应的机制包括氧化作用相对增强、各向异性效应更加显著、微观组织的变化、缺陷的萌生与运动方式变化,对蠕变薄壁效应产生影响的因素则有实验条件(温度、应力等),加工方式(直接铸造,机械加工),几何外形(矩形截面、环形截面、打气膜孔)。对单晶高温合金薄壁效应的研究属于工程应用范畴,薄壁件作为“积木式”验证评价技术中“元件级/模拟件级”的一环,在服役环境或近服役环境条件下研究薄壁效应就使得研究结果更具有应用价值,为此,国内外发展了各式各样的实验设备平台用于模拟叶片在发动机内的某一个或几种耦合服役条件(高温、高压、腐蚀/冲蚀、离心加载)。未来薄壁效应的研究应当在更接近实际服役条件下进行,即按实际叶片制造工艺制备实验试样,并在模拟服役环境设备上进行实验。

摘要：升降系统是自升式风电安装船的核心设备,其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。文章以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象,采用有限元方法建立其部件的结构模型,给出结构分析的载荷及边界条件,运用有限元分析软件ANSYS对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论表明,升降系统的结构强度满足规范要求,机械性能良好。此研究为升降系统的设计与制造提供了理论指导,并为此类结构受力的设计计算提供参考。

摘要：提出了一种带有温漂修调电路的二阶曲率补偿带隙基准电压源。采用VBE线性化补偿原理,通过在特定支路上产生二阶正温度系数电流来补偿VBE的二阶负温度系数项,从而大大提高了基准电压的温漂特性。另外,设计了电阻修调电路,简化了修调方式,降低了设计难度和设计成本,并且保证了基准电压的高精度。电路基于TSMC 0.18μm BCD工艺设计,使用Cadence Spectre对电路进行仿真验证,仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,基准输出电压约为1.22 V,在-55~125℃温度范围内,温度系数为3.02×10^-6/℃,低频时电源电压抑制比为-51.21 dB。