摘要：Mg-Gd-Nd系合金有着良好的发展前景,合金化元素Zn,Y,Zr以及等径角挤压工艺(ECAP)的引入可进一步改善合金组织,提高力学性能。概述了高强耐热镁合金成分设计原则和等径角挤压工艺,介绍了Mg-Gd-Nd系合金组织性能和时效析出行为研究进展,等径角挤压过程中镁合金组织结构、力学性能的演变规律,指出Mg-Gd-Nd系合金以及等径角挤压工艺在生产应用中存在的不足。

摘要：研究污泥农用后溶解有机质(DOM)的释放特征,有助于评价和预测土壤中共存污染物的环境行为和效应。以河南省洛阳市某污泥处理厂好氧堆肥后的市政污泥作为样本,利用扫描电子显微镜(SEM)、总有机碳分析仪、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(NMR)等表征技术,研究污泥农用后释放DOM的浓度、分子量、组成和结构等性质的演变特征。结果表明,污泥还田60 d内,释放的DOM微观形貌上存在较大变化,由致密块状物变为不规则松散物质;污泥农用后释放溶解性有机碳(DOC)量在4.25~6.22 mg·g^(-1)污泥范围,呈现先上升后稳步下降的趋势;释放过程中,污泥DOM的分子量和芳香性等性质也存在显著的变化:污泥DOM重均分子量由0.5 d时2674 g·mol^(-1)的逐渐升高为60 d的129026 g·mol^(-1);污泥还田后释放的DOM分子中芳香性物质逐渐积累;3D-EEM结合平行因子分析(PARAFAC)模型分析污泥释放DOM中的荧光物质,发现DOM中荧光物质主要为类富里酸和类腐殖质,释放过程中,类腐殖质逐渐积累,DOM整体上呈现腐殖化趋势;FTIR图谱表征污泥DOM脂肪族烷烃类物质的减少和芳香烃物质生成。污泥还田后释放DOM数量和性质变化,显著改变土壤中共存污染物环境行为和生态效应。该研究可为评估和预测污泥农用后产生的环境影响提供理论依据,也对市政污泥的资源化利用具有一定指导意义。

摘要：在材料基因工程的背景下,基于数据驱动的机器学习技术作为一种强大的新型工具在镁合金的研究领域得到了广泛的关注.机器学习可以绕过几乎任何复杂的实验过程,只要确定描述符和目标属性之间的联系,就能以较低的成本,快捷地预测材料的性能.传统的实验试错法和基于密度泛函理论的方法由于时间成本高、效率低,难以满足材料科学的不断发展需求.本文综述了机器学习在镁合金应用中的研究进展.首先简述了机器学习的基本流程和各种方法,主要包括数据集收集、数据预处理、模型构建和性能评估,并对机器学习算法的分类进行了总结.重点介绍了机器学习在镁合金加工工艺、显微组织、力学性能、耐蚀性能、储氢性能、固有属性(强化机制、各向异性等)和逆向设计等诸多方面应用的研究成就.机器学习模型不仅加速了新型高性能镁合金的设计过程,而且推动了镁合金塑性变形机理的深入研究.最后,分析了机器学习在镁合金研究应用中一些亟待解决的问题,并据此提出了机器学习在镁合金应用方面未来的研究方向和发展趋势.

摘要：传统颗粒增强铝基复合材料主要是通过添加单一的微米或纳米颗粒作为增强相来改善铝基复合材料的性能。微米颗粒能显著提高铝基复合材料强度、硬度和耐磨性,但塑韧性却大幅下降;而纳米颗粒在提高强度的同时能够保持较好的塑韧性,但由于纳米颗粒的比表面能大,易团聚,制备高体积分数的颗粒增强铝基复合材料比较困难,因此传统铝基复合材料在高科技领域的应用受到一定的限制。为了解决复合材料发展的瓶颈,采用微纳米混杂颗粒增强的设计思路,充分发挥各自增强相的优势和耦合效应,制备出了高性能的混杂颗粒增强铝基复合材料。本文综述了微纳米混杂颗粒增强铝基复合材料设计思路、强化机制及制备技术等方面的研究现状,指出微纳米混杂颗粒增强铝基复合材料存在的问题,并展望了未来的发展方向及需要解决的问题。

摘要：随着计算机技术的飞速发展,第一性原理计算与分子动力学模拟的方法在材料设计与机理研究中起到至关重要的作用。本文总结了第一性原理计算在镁合金广义层错能、晶格常数、弹性常数、裂纹形成能等方面的应用,综述了分子动力学模拟在镁合金孪晶界演变与迁移、孪晶界与位错及晶界的交互作用、元素偏析对界面的影响、析出相与孪晶界的交互行为等方面的应用。并对第一性原理计算及分子动力学模拟在镁合金研究中的应用现状与目前仍存在的局限性进行了论述,同时展望了镁合金原子尺度计算与模拟研究的发展前景。

摘要：针对微焊点服役下的电迁移可靠性检测,设计制造了满足焊点在理想电迁移环境下的试验装置。结果表明:通过热分解法制备Ni-GNSs增强相,得到的Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头能有效抑制电迁移现象的发生。在电加载条件下,随电流密度升高,Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu接头阳极区界面金属间化合物(IMC)由起伏扇贝状转变为平坦厚大的板状,并出现了明显Cu 3Sn;阴极区界面IMC由锯齿状转变为薄条状,且有明显空洞裂纹。钎焊接头断裂位置从阴极界面IMC/钎缝的过渡区向阴极界面IMC迁移,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变,剪切强度明显下降。

摘要：以6063Al合金粉末、石墨烯纳米片和厚度为2 mm的纯Cu片为原材料,利用冷等静压+真空热压烧结+热挤压的方法制备了Cu-6063Al复合材料含0.5%、1.0%(质量分数)石墨烯的Cu-(石墨烯/6063Al)复合材料。通过XRD、SEM和拉伸试验机对三种复合材料进行物相分析、微观组织和断口的SEM形貌表征及力学性能测试。试验结果表明:石墨烯/6063Al与Cu的冶金结合,能够有效抑制Al原子的扩散,从而对Cu-6063Al复合材料中Cu/Al界面处Al4Cu9、Al2Cu和AlCu三种金属间化合物的形成起到抑制作用。0.5%和1.0%含量的Cu-(石墨烯/6063Al)复合材料的抗拉强度为76.9 MPa和101.3 MPa,相比Cu-6063Al复合材料分别提高了40%和83.8%,而伸长率均有所降低。Cu-(1.0%石墨烯/6063Al)复合材料具有优异的力学性能,一方面源于Cu/Al界面处少量的脆性相,另一方面源于靠近界面层的Al侧存在数量更多、尺寸更小、更深的韧窝、较宽的撕裂棱和更紧密结合、均匀分布的石墨烯纳米片。

摘要：为获得近似轴线方向的凝固组织,对Cu-20Ag合金制定了新型连铸工艺,设计了带保温隔热垫的结晶器,对新型结晶器结构下铸坯的温度场进行有限元模拟及试验验证。结果表明,新型结晶器可实现Cu-20Ag合金的固液界面呈凹型,凝固后铸坯的温度场分布为径向温度梯度沿杆坯长度方向逐渐减小,直到径向温度梯度接近0,此时易形成近似于轴向的柱状晶,模拟结果与试验相符合。

摘要：针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。