摘要:氢能作为一种新型能源正受到国际社会的广泛关注,然而,用于氢能运输和储存的奥氏体不锈钢不可避免地面临氢脆问题。传统工艺制备的奥氏体不锈钢无法避免氢脆发生,而增材制造工艺在制备奥氏体不锈钢抗氢脆结构部件方面具有显著优势,为解决奥氏体不锈钢氢脆问题提供了新思路。概述了增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆机制的研究进展,并对以下方面进行了讨论与分析:传统奥氏体不锈钢氢原子捕获及其氢脆机制;增材制造奥氏体不锈钢微观组织结构特征及其对氢原子捕获的影响;增材制造奥氏体不锈钢的抗氢脆性能及机制。对增材制造奥氏体不锈钢在氢环境中的应用进行了总结和展望。
摘要:金属锂电池因其高能量密度而备受关注,然而锂枝晶生长引发的安全问题制约了金属锂电池的实际应用。固体电解质可显著抑制锂枝晶生长,具有优异的安全性。特别是聚合物固体电解质,具有柔性、易加工并能大规模制备,被认为是最具潜力的电解质体系。但聚合物固体电解质受限于较低的离子电导率和较窄的电化学稳定窗口,无法满足实际应用需求。因此,设计和优化聚合物固体电解质具有重要意义。综述了聚合物固体电解质的锂离子传输机制、制备方法与改性策略,并对固态金属锂电池的未来实际应用进行了展望。
摘要:不锈钢被广泛应用于植入材料和医疗器械领域,但在人体环境中易发生腐蚀,导致器械失效。为解决这一问题,设计了一种自修复涂层:采用原位乳液聚合法制备以医用桐油为核芯、海藻酸钙为壳的核壳结构桐油-海藻酸钙微胶囊,然后将该胶囊分散于改性硅凝胶中形成耐磨、耐腐蚀涂层。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪以及热重分析仪等对微胶囊进行表征。结果表明:当涂层中微胶囊质量分数为 15% 时,其耐磨性能最佳,摩擦因数低至0.32,磨损深度仅(204 0.35mm ;在模拟体液中浸泡 20d 后低频阻抗为 7.0×105Ω?cm2 ,表明桐油作核芯对微裂纹具有自修复作用。
摘要:恶性肿瘤已成为威胁人类健康的一类重要疾病,但传统治疗手段存在严重副作用且用传统手段治疗后该疾病复发率高。铜基纳米材料因其固有的理化性质、独特的生物学特性以及在生物体内具有关键作用,近年来被广泛研究。纳米技术的兴起极大地推动了铜基纳米材料的发展,尤其是在肿瘤领域的发展,促进了肿瘤成像和治疗的快速进步。讨论了铜基纳米材料的特性和在肿瘤治疗领域的潜在应用,涵盖铜在细胞内的代谢、铜稳态的重要性、肿瘤成像、肿瘤治疗,以及铜死亡与其他诱导细胞死亡方式的不同点。同时探讨了铜基纳米材料的生物相容性、当前研究重点以及未来在肿瘤治疗领域的应用前景。
摘要:采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度试验机、电子万能材料试验机等设备,研究了 450°C 回火对贝氏体型非调质钢连铸圆坯不同位置微观组织和力学性能的影响。该贝氏体型非调质钢连铸圆坯直径为 230mm 。沿半径方向从心部到边缘等距切取试样。微观组织观察结果表明,随着取样位置越靠近贝氏体型非调质钢连铸圆坯边缘,其奥氏体晶粒尺寸、马奥岛(马氏体/奥氏体岛)尺寸越小,马奥岛数量越多,板条贝氏体体积分数越大,板条长度和宽度越小,粒状贝氏体体积分数越小。力学性能测试结果表明:随着取样位置越靠近贝氏体型非调质钢连铸圆坏边缘,其洛氏硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率均越大;边缘力学性能最优。
摘要:TZM合金因具有熔点高、热稳定性好、耐腐蚀性强和高温力学性能优异等特点,是工业生产中重要的钼合金之一。随着科技的发展,核反应堆已由第三代发展到第四代。面对日益严苛的服役环境,作为核反应堆备选材料之一的TZM合金,其性能逐渐难以满足工业需求,改善其性能迫在眉睫。从TZM合金的发展历程出发,基于强化机制,综述了其显微组织特征和力学性能特点,包括轧制变形组织和退火态组织的结构演变,以及室温和高温条件下的拉伸性能表现。对比了TZM合金和其他钼合金的优缺点,总结了TZM合金的制备工艺与强化机制,揭示了其显微组织和宏观性能的变化规律,并展望了TZM合金的未来研究方向与发展前景。
摘要:通过电弧增材制造(wire-arc additive manufacturing,WAAM)制备的大型镁合金零件在航空航天、交通运输和电子通信领域具有广阔的应用前景。然而,目前基于非熔化极钨惰性气体(tungsteninert gas,TIG)WAAM技术制备镁合金研究主要集中在 Mg-Al 系合金上,对稀土镁合金的研究较少。通过TIG-WAAM制备了Mg-6Gd-1Y-0.2Zr合金薄壁件,研究了其显微组织特征和力学性能。结果表明:薄壁件具有良好的成形表面,显微组织主要由 αa-Mg 基体、Mg24 (Gd,Y);相与γ相组成;由于经历了不同次数的热循环,晶粒尺寸和力学性能沿薄壁件高度方向分布不均匀;薄壁件底部、中部、顶部平均晶粒尺寸分别为44、101、 80μm ;从底部到顶部的维氏硬度逐渐降低;水平方向和高度方向的极限抗拉强度(ultimate tensile strength,UTS)分别为( 243±3 ) MPa 和 ( 219±10 ) MPa ;屈服强度(yield strength,YS)分别为( 159±1 )MPa和( 143±6 ) MPa ;伸长率(elongation,EL)分别为( 15.0±1.4 ) % 和( 17.2±0.9)% 。不同方向的性能差异可归因于在冷却过程中由于温度梯度形成了柱状晶组织,这种组织特征使得薄壁件在组织和性能上展现出各向异性。
摘要:开发一种新型亚稳态 β 型钛合金Ti-10Mo-6Zr-4Sn-3Nb,可用作正畸支架与导管引导线等。研究了固溶温度( 790~830C )对Ti-10Mo-6Zr-4Sn-3Nb合金的力学性能及微观组织结构的影响。结果表明:固溶后,合金的晶粒尺寸相较于固溶前的有所增大;微量的α"马氏体相存在于合金中,对合金的力学性能影响很小;固溶强化效应和大角度晶界的存在有效阻碍了位错的移动,从而提高了合金的强度;经过 820°C 固溶后,合金展现出最佳的力学性能,其屈服强度为 1020MPa ,伸长率为 19.7% 。
摘要:锡基巴氏合金微观组织中的软基体和硬质相对其宏观性能有着决定性影响,且该高性能合金的研发需要掌握其中各组成相的结构和性能特点。采用基于密度泛函理论第一性原理计算,研究了锡基巴氏合金 SnSb8Cu4 组成相中 β?Sn 和 Cu6Sn5 的结构稳定性、形成能、结合能、弹性以及电子性质。结果表明: β-Sn 和 Cu6Sn5 的形成能分别为 0.0053eV 和 -0.0681eV ,结合能分别为 -3.8439eV 和 -3.848leV ,两者在热力学上均是稳定的; Cu6Sn5 的弹性模量、维氏硬度均大于 β-Sn 的,表明 Cu6Sn5 对锡基巴氏合金的强度和刚度影响更大,但 β?Sn 的塑性和弹性各向异性更好; β?Sn 和Cu6Sn5 的费米能级分别为 1.01eV 和 1.18eV ,说明两者均具有较好的结构稳定性。
摘要:旨在解决高温柠檬酸溶液中苯并三氮唑(benzotriazole,BTA)在纯铜表面自组装膜效果较差的问题,使用电感耦合等离子体光谱技术评定BTA、甲基苯并三氮唑(tolyltriazole,TTA)和乙醇胺(ethanolamine,EA)的复配体系,在 60°C 水浴条件下在质量分数为 4% 的柠檬酸溶液中的缓蚀率。根据正交试验结果,确定BTA、TTA和EA三元复配体系的最佳质量分数分别为0.1500% 、 0.0750% 和 0.0050% ,该配比下缓蚀率达 98.2% 。使用电化学工作站、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、能量色散X射线光谱仪、界面张力仪对自组装膜的耐蚀性能、显微结构和表面成分、疏水性进行表征。结果表明,相比质量分数 0.1500% 的BTA单组分体系,三元复配体系存在明显的协同作用,改变了自组装膜层的结构,提高了耐蚀性能。
摘要:HR3C是TP310型奥氏体耐热钢的优化钢种,因其良好的高温力学性能和抗氧化性能,被广泛应用于超临界机组和超超临界机组。以某电厂超超临界机组累积服役约 60000h 的末级再热器出口HR3C受热面管为研究对象,通过布氏硬度测试、拉伸测试、金相观察、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察,以及高温持久强度测试,对其显微组织、性能以及持久寿命进行分析。结果表明:相较于供货态,HR3C受热面管服役态的显微组织中析出相显著增多,其布氏硬度、抗拉强度和屈服强度均提高,在常温拉伸时其塑性明显降低,但在高温拉伸时仍保持较高水平;根据高温持久强度测试数据推算,该受热面管在 650°C 服役条件下的剩余寿命超过 100000h 。
摘要:为解决生物质电厂灰渣的资源化利用问题,从长三角地区10家生物质电厂采集灰渣并进行分析。采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜等表征设备,系统分析了生物质电厂灰渣的物相组成、化学特性及微观形貌,探索了灰渣的资源化利用方式。研究结果显示:生物质电厂所用的燃料在很大程度上影响灰渣的化学组分;生物质底渣中 SiO2 : CaO 和 Al2O3 质量分数多,其中第9家生物质电厂的底渣中含 SiO2 质量分数最高,达到 67.55% ;生物质飞灰中含有更多的CaO、Cl和 K2O 等物质,并且颗粒较细,孔隙较少,一定程度上可填补生物质底渣的孔隙;生物质底渣和生物质飞灰的协同应用可优化Ca与Si之比,为生物质电厂灰渣的建材化利用提供了新途径。