摘要：由于原子间存在共价键、金属键与离子键的混合键合状态,MAX相陶瓷兼具金属和陶瓷材料的性能特点,并且常与金属之间表现出良好的润湿性,有助于形成强界面结合,独特的层状原子结构使MAX相陶瓷表现出良好的断裂韧性、阻尼与自润滑性能。因此,作为金属基复合材料的增强相,MAX相陶瓷具有显著优势,本文着重介绍相关研究进展。目前,MAX相陶瓷增强金属基复合材料主要通过搅拌铸造、粉末冶金和熔体浸渗等途径制备,得到的复合材料表现出优于金属基体的强度、硬度与模量,同时还具备良好的耐磨、导电、抗电弧侵蚀等性能。此外,借助真空抽滤、冰模板等工艺可实现超细片状MAX相陶瓷粉体的择优定向排列,然后利用金属熔体浸渗多孔陶瓷骨架,可获得具有类贝壳结构的MAX相陶瓷增强金属基仿生复合材料,进一步提升材料的强韧性能。MAX相陶瓷增强金属基复合材料在承载、电接触等应用领域具有显著优势和广阔前景。

摘要：高效催化材料的设计是能源材料领域的重要任务之一。本工作根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影Berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt_(7)Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔG_(H^(*)))甚至小于Pt元素。因此,在降低Pt负载量的情况下,其HER催化活性有望提高。从电子结构分析来看,2个描述符ΔG_(H^(*))和投影Berry相位之间有很好的一致性。由于投影Berry相位完全由体态(波函数相位)决定,这种一致性意味着良好的催化性能与本征电子结构的拓扑性质之间存在着密切的关系。该结果提供了一个很好的HER催化剂候选材料,降低了Pt的负载量,并为展示催化剂本征拓扑性质的作用提供了参考。

摘要：设计和制备Mg-8Zn-4Al-0.5Cu-0.5Mn-x Li(x=0,3,5,7)(%,质量分数)系列高比模量的镁合金,研究了它的组织和性能。Li含量为3.14%和5.37%的两种镁合金,其基体为单相α-Mg,在晶界析出骨骼状Mg_(32)(Al,Zn)49相,在晶粒内有颗粒状Mg_(5)Al_(2)Zn_(2)相和Al_(2)Mn相;Li含量为7.57%的合金,其基体主要为双相组织α-Mg+β-Li。添加Li元素后在晶界附近生成的共晶组织由α-Mg相和层片状AlLi相组成,并随着Li含量的提高层片状AlLi相的含量随之提高。随着Li含量的提高,合金的屈服强度呈逐渐提高的趋势,而抗拉强度基本上不变,合金的弹性模量呈现先提高后降低的趋势。铸态合金ZA84-5Li的弹性模量可达51.89 GPa,比纯Mg的弹性模量高7 GPa,但是其力学性能基本不变,屈服强度为141 MPa,抗拉强度为189 MPa,密度为1.71 g/cm^(3)。

摘要：含Cu耐微生物腐蚀管线钢的开发和应用是解决管道微生物腐蚀难题的有效措施。本工作利用电化学测试及SEM、激光共聚焦显微镜(CLSM)等分析技术,研究了不同Cu含量(0、0.7%、1.34%,质量分数)的X65级管线钢在无菌和接种硫酸盐还原菌(SRB)的近中性模拟土壤浸出液(NS4)中的腐蚀行为,为耐微生物腐蚀管线钢的优化设计提供依据。结果表明,随着Cu含量的升高,含Cu管线钢的抗菌性能和耐蚀性能均有所提高;当Cu含量从0增加到0.70%时,试样表面的点蚀坑密度从714 cm^(-2)下降到244 cm^(-2);当Cu含量达到1.34%时,点蚀坑密度进一步下降到67 cm^(-2);含Cu钢在腐蚀过程中持续释放的铜离子在接菌环境中的杀菌作用和其对腐蚀产物层的改善作用,以及其在无菌环境中所形成的Cu2O等保护性腐蚀产物是含Cu管线钢具有优异耐蚀性能的关键原因。

摘要：热态功能试验(HFT)是新建核电厂装载燃料前的试运行阶段,目的是验证压水堆(PWR)核电厂在冷态、正常运行和停堆的整个温度和压力范围内相关设备和系统的功能响应,以确保其能按设计要求正常运行。HFT水化学可以在PWR一回路关键设备表面形成一层稳定、具有保护性的预氧化膜,有效降低设备材料在后续长期正常运行过程中的腐蚀速率、金属离子的释放速率及放射性核素在腐蚀产物膜中的掺杂,进而缓解核电厂的腐蚀,降低停堆辐射剂量率。本文综述了目前PWR核电厂应用的HFT水化学与优化HFT水化学参数的研究评价方法,分析了H_(3)BO_(3)、LiOH、pH_(T)、溶解氢及注Zn等HFT水化学因素对关键设备材料腐蚀行为的影响,指出了目前HFT水化学研究中的不足和进一步的研究方向。

摘要：本文采用分子动力学模拟的方法,研究了具有软-硬两相结构异质性的非晶合金在拉伸变形过程中剪切带的传播机制.发现剪切带由软相区向硬相区传播时,会在界面处发生停滞并在随后的传播过程中发生剪切路径的改变.这种结构的差异性使软硬两相发生不同步的屈服行为,导致剪切带的不连续传播行为.此外,发现硬相区中的微观结构的不均匀性导致应力和局部熵的不均匀分布,剪切变形区域会选择在大局部应力和高局部熵的区域发生.本工作不仅加深了对剪切带在软-硬两相结构异质性非晶合金中传播机制和行为的认识,并对设计开发具有更优力学性能的非晶合金材料具有启发作用.

摘要：随着5G无线通信与低频雷达侦察技术的飞速发展,低频电磁波辐射已成为当代的严重问题。目前,中高频段吸波材料的研究已趋于成熟,而设计低频段吸波材料仍面临巨大的挑战,亟待研究者们解决。基于四分之一波长相消机制,本研究设计了0.5~3 GHz低频段复合吸波材料。采用简单的一步水热法,诱导铁氧体在羰基铁粉与碳纳米管表面生长,制备出CIPs@Mn_(0.8)Zn_(0.2)Fe_(2)O_(4)-CNTs三元复合材料,对比研究了碳纳米管含量对材料吸收峰频率的影响。实验结果表明,引入碳纳米管,一方面为材料带来了界面极化、偶极极化等额外的损耗机制,增加了材料的衰减系数;另一方面基于四分之一波长相消机制,高介电与高磁导率的耦合,使材料在低频段获得良好的阻抗匹配。最终,在4 mm厚度下,样品分别在2.11与1.75 GHz处,获得了–40.8与–32.1 dB的反射损耗,–10 dB带宽分别为1.70~2.70 GHz和1.40~2.20 GHz。该复合材料制备工艺简单,低频吸收性能良好,具有很大的应用潜力,为开发更有效的低频吸波材料提供了新的思路和方法。

摘要：通过设计不同初轧温度及变形量,研究了不同热轧工艺参数及轧后热处理对核级718合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在初轧温度低于1150℃且热变形量低于90%的条件下,组织中出现大量拉长晶,并降低合金的延伸率;当初轧温度达到1150℃或热变形量达到90%时,可以得到均匀的等轴晶组织。轧后板材进行990℃固溶处理后,δ相析出并对晶界产生钉扎作用,形成了混晶显微组织且在标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到1050 MPa和1238 MPa,断后伸长率高达26%;当进行1020℃固溶处理后可得长大的等轴晶粒,标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到985 MPa和1175 MPa,断后伸长率高达29%,显示出良好的强韧性。

摘要：目的建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。

摘要：滚筒洗衣机通常采用的摩擦式减振器在低载荷高频脱水时减振效果不理想,导致了洗衣机机壳产生了剧烈振动。针对这一问题,该文提出了一种新型非牛顿流体变阻尼减振器,基于非牛顿流体剪切稀化特性和阻尼器孔内一维黏性流动方程研究了其对洗衣机运行时的振动抑制效果及物理机制。相对传统的固态摩擦式减振器,非牛顿流体具有明显的剪切稀化特性,使得在高频工况下非牛顿流体变阻尼减振器的输出阻尼力显著减小,克服了传统减振器高频表观弹性系数增大的缺陷。系统研究了不同结构参数的减振器对洗衣机低负载偏心运行下的减振作用,证明了较小的间隙高度更有利于振动能量的耗散,适当增大非牛顿流体的黏度或增加阻尼头的数量可以增强振动抑制效果,同时也可以起到良好的降噪功效。结果表明,通过合理的阻尼结构设计与非牛顿流体配比,变阻尼减振器可以对洗衣机整个洗涤过程尤其是高频甩干环节产生良好的减振效果,加速度衰减比最高可达83.49%,能量衰减了98.44%,噪音降低了10.38 dB。