摘要：氢能因储量丰富、无污染和能量密度高而被誉为21世纪的绿色新能源。LiBH_4的理论储氢容量高达18.5%,被认为是最具应用前景的储氢材料之一,但其吸放氢速率相对缓慢限制了其应用。为提高LiBH_4脱氢性能,将金属原子Mg, Al, Ti掺杂到LiBH_4体系中,采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,对金属原子Mg, Al, Ti掺杂改性LiBH_4体系的置换固溶热、合金形成热、 H原子解离能、电子态密度等进行了理论计算和分析,探究揭示Mg, Al, Ti掺杂提高LiBH_4体系脱氢能力的微观机制。计算结果表明:金属原子Mg, Al, Ti掺杂后LiBH_4体系的合金形成热和H原子解离能都变小,说明金属原子Mg, Al, Ti的掺杂使体系相结构稳定性变差,增强了体系脱氢能力。其中, Ti的催化作用最强、掺杂效果最好;对电子态密度的分析结果表明:金属原子Mg, Al, Ti掺杂后体系脱氢能力增强的主要原因在于Fermi能级附近能隙变窄,能隙值减小,并且Mg-BH, Al-BH, Ti-BH键的较强作用减弱了原有的Li-BH, B-H键间的相互作用,降低了体系相结构稳定性。

摘要：随着燃料电池、燃料电池汽车的快速发展,LiBH4被认为是最具应用前景的储氢材料之一。然而,LiBH4吸放氢温度高以及吸放氢速率相对缓慢限制了其广泛应用。为改善LiBH4吸放氢性能,在LiBH4中添加少量Al,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LiBH4合金化前后体系的氢化物形成热、H原子解离能,体系的晶体与电子结构。氢化物形成热、H原子解离能计算结果发现:Al合金化后体系相结构稳定性变差,体系解氢过程中所吸收的热量减少,H原子解离能减小,体系解氢能力增强。电子态密度(DOS)、电子密度和Mulliken电子占据数的结果表明:LiBH4结构稳定、解氢困难的电子结构原因是B-H之间较强的共价键,Al对LiBH4体系解氢性能增强主要是Al-LiBH4体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li-BH,B-H间成键作用减弱。理论上揭示Al添加改善LiBH4体系解氢性能的微观机制,为LiBH4实际应用提供理论指导。

摘要：氢能具有清洁、高效及可再生利用的特点,是未来有发展前景的新型能源之一。开发出经济、高效及安全的储存技术是氢能大规模应用的关键,相对于高压气态储氢和液化储氢,通过氢与材料间的相互作用形成固溶体或配位氢化物的固态储氢技术因储氢容量高且安全性好,被认为是最有发展前景的储存方式。配位氢化物中的LiBH4的理论储氢容量高达18.5%(质量分数),远超车载氢源系统重量储氢容量大于5%的要求,是当前高容量储氢材料的典型代表及研究热点,但面临着严重的吸放氢热力学、动力学问题。从改善LiBH4的吸放氢性能出发,分析了储氢技术、储氢材料的研究进展,综述了近年来采取的主要措施,特别是添加适当反应物来形成复合储氢体系,掺杂阴阳离子以改变电负性,添加催化剂,减小晶粒尺寸及采用纳米填充法等几个方面的研究成果和研究进展,重点关注其吸放氢机制、吸放氢容量、吸放氢温度及条件、吸放氢反应热力学及动力学等问题。高容量储氢材料LiBH4是车载氢源系统实用化的关键,在现有基础上研发出吸放氢迅速、吸放氢量大、吸放氢可逆、室温操作的方法及体系,是未来研究的重点。

摘要：采用有限元软件研究了Ti6Al4V合金的压痕塑性变形行为,得到压头尖端与工件接触面正下方区域的等效应力和等效应变分布。在有限元模拟中,网格划分越细密,精确度越高,但会消耗极大的计算资源。因此,在本模拟试验中,采用由稀疏到细密的网格划分方式,先对整体进行划分,随后对需要进行详细分析的局部区域进行网格细化,从而达到优化模型的目的。结果表明,压痕正下方区域的最大等效应力和最大等效应变与由Hertz接触理论获得的结果相符。对压痕正下方塑性变形区域内某些点进行等效应力和等效应变追踪,分析等效应力和等效应变的变化规律,发现随着压头半径的增加,等效应力和等效应变上升。

摘要：基于密度泛函理论的第一性原理,通过计算Ru Al合金氧化物Al2O3和Ru O2的氧化能,考察过渡金属元素X(X=W,Mo,、Cr)加入到Ru Al合金后的占位及对氧化物Al2O3和Ru O2的结构稳定性影响。研究表明:经过渡金属元素X合金化后,Al2O3和Ru O2的氧化能均有所增大,增大Al2O3氧化能的顺序为:W>Mo>Cr;增大Ru O2氧化能的顺序为:Mo>Cr>W,且Ru O2氧化能增大幅度大于Al2O3。通过态密度、电荷密度等因素的分析,阐明了W对提高Ru Al抗氧化性能的根本原因是降低了Al-O和Ru-O的共价键特性,增加了Al-O和Ru-O的离子键特性;金属元素X(X=W,Mo,Cr)可阻碍Ru Al金属化合物发生内氧化过程,有利于在Ru Al表面层的横向方向上形成连续性致密的Al2O3氧化层。

摘要：复合阻尼钢板有效地把金属材料和高分子材料的特性结合起来使用,使其既具有金属材料原有的力学性能及加工成形特性,又具有高分子材料的阻尼特性,是振动、噪声场合替代金属材料使用的理想环保产品。但其焊接难点制约了其应用的推广。本文通过对复合阻尼钢板进行激光深熔焊接,获得了合适的焊接工艺参数,采用有限元软件ANSYS模拟了在此参数下阻尼钢板的温度场分布。结果表明:焊接熔池的模拟结果与试验结果基本吻合。

摘要：为了实现车用铝/钢异种金属良好连接,采用光纤激光对车用铝合金与镀锌钢对接接头进行了激光深熔填丝钎焊工艺试验,并对焊缝接头的成形、界面金属间化合物层,以及力学性能进行了分析。结果表明,铝合金一侧是激光深熔焊接接头,而镀锌钢一侧是钎焊接头;在镀锌钢与钎焊缝中间界面存在金属间化合物层,厚度小于10μm;金属间化合物主要为Al7.2Fe2Si和(Al,Si)13Fe4;拉伸试样主要断裂于铝合金热影响区处,平均抗拉强度为145MPa;接头的断裂方式主要是韧窝断裂。

摘要：激光-电弧复合焊接技术充分集成了激光焊接和电弧焊接两种工艺的优点,是一种新型优质的焊接技术,具有良好的工业应用前景。介绍了激光-电弧复合焊接的特点和激光与电弧的相互作用机制;总结了常见激光-电弧复合焊接技术的研究进展;最后对激光-电弧复合焊接技术在汽车车身制造中的应用情况进行了概述。

摘要：为满足日益复杂的焊接构件,利用六轴五联动SESAMO型三维激光切割机床对复合阻尼钢板T型接头进行激光焊接试验,采用ANSYS仿真方法选用高斯热源模拟不同激光入射角和焊接速度下工件的温度场。结果表明:仿真获得的焊接熔池形状与试验结果基本吻合;不同激光入射角有最佳的焊接速度使工件间的焊接面积最大,在激光入射角为30°时,焊接速度最佳为30 m/h;任何焊接速度下激光入射角都不应大于45°;金相试验发现焊缝无裂缝和夹渣,证明T型接头激光焊接良好。

摘要：为了优化激光辅助加热搅拌摩擦焊接工艺、为焊接实验提供理论依据,采用数值模拟的方法,进行了Q235钢激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场模拟仿真。模拟分析了粘塑性材料的流动行为及热量传递过程,获得了被焊材料的流动场及温度场分布。结果表明,在焊接过程中,被焊材料主要是由后退侧向前进侧流动;激光功率为800W、焊接速率为23.5mm/min、转速由750r/min增加至1180r/min的过程中,被焊材料的流动性变好,最高温度升高,但未超过钢的熔点,与实际实验过程中钢未熔化一致。激光作为辅助热源,为焊接过程提供热量输入,可改善焊接材料的流动性。