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高模量镁基材料实验和集成计算研究进展
1
作者 李志强 帅川 +3 位作者 柳伟 侯华 张高龙 赵宇宏 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期43-64,共22页
镁合金由于低密度、高比强度、高阻尼以及良好的导热性等突出优点,广泛应用于航空航天领域,但其低弹性模量限制了其在大型薄壁构件中的可靠应用。本文针对如何提高镁基材料模量性能的问题,简介影响合金模量的主要因素,比较相关计算模型... 镁合金由于低密度、高比强度、高阻尼以及良好的导热性等突出优点,广泛应用于航空航天领域,但其低弹性模量限制了其在大型薄壁构件中的可靠应用。本文针对如何提高镁基材料模量性能的问题,简介影响合金模量的主要因素,比较相关计算模型如等应力应变模型、混合定律、Halpin-Tsai模型以及两相复合材料模型的优缺点和适用范围,概括镁基材料模量性能研究的现状与进展,梳理镁基材料模量提升的两大途径以及性能提升机理。基于集成计算材料工程,提出了原子-晶格尺度类高模量铝合金开发和机器学习辅助优化实验设计的高强度高模量镁基材料集成开发策略。 展开更多
关键词 镁合金 镁基复合材料 高模量性能 集成计算材料工程
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电极材料储锂行为及其机制的原位透射电镜研究进展 被引量：10
2
作者 柯承志 肖本胜 +4 位作者 李苗 陆敬予 何洋 张力 张桥保 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1219-1236,共18页
锂离子在体相电极材料中的输运、反应、储存所引发的电子和晶体结构、微观形貌、化学组成、物理性质的动态演变与锂离子电池的电化学性能息息相关。从纳米甚至原子尺度上阐明电极在电化学过程中的微观结构、形貌、物相和化学成分的动态... 锂离子在体相电极材料中的输运、反应、储存所引发的电子和晶体结构、微观形貌、化学组成、物理性质的动态演变与锂离子电池的电化学性能息息相关。从纳米甚至原子尺度上阐明电极在电化学过程中的微观结构、形貌、物相和化学成分的动态演化行为,对理解电极材料基本物理化学特性及其动态演化与电池宏观电化学性能间的构效关系至关重要;这需要借助清晰、精确的先进原位表征手段。在现有各类原位表征技术中,原位透射电镜(TEM)由于其超高的空间和时间分辨率,具有实时、动态监测电极材料在工况下结构、形貌、物相以及表/界面处原子级结构和成分变化的独特优势,是开展上述研究最具代表性的一种重要表征手段;可对电极材料微观动态演变行为和反应机理等进行精确表述,进而为高性能电极材料的构筑与性能调控提供微观依据和创新思路。本文总结归纳了当前采用原位TEM表征技术解析锂离子电池关键电极材料在充放电过程中的微观动态演变规律与失效机制的重要研究进展,包括多种正极材料和高比容量负极材料的原位TEM研究,重点是它们在电化学过程中微观结构、化学成分与物相动态演变等信息。此外,本文对原位TEM表征技术当前存在的问题,以及借助原位TEM技术研究二次电池的未来发展方向进行了展望和思考。 展开更多
关键词 电极材料 储锂行为 储锂机制 原位透射电镜 锂离子电池
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电磁搅拌对连铸结晶器内钢液流动的影响 被引量：3
3
作者 方旭东 李志强 +4 位作者 李静怡 武立 侯华 徐芳泓 赵宇宏 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第6期685-691,共7页
为了研究电磁搅拌对连铸结晶器内钢液流动的作用效果,利用有限元数值模拟方法研究并探讨了不同电流频率、电流强度作用下的奥氏体不锈钢S30432小方坯连铸结晶器内磁感应强度、电磁力、流场以及流速的分布和变化情况。研究结果表明:电磁... 为了研究电磁搅拌对连铸结晶器内钢液流动的作用效果,利用有限元数值模拟方法研究并探讨了不同电流频率、电流强度作用下的奥氏体不锈钢S30432小方坯连铸结晶器内磁感应强度、电磁力、流场以及流速的分布和变化情况。研究结果表明:电磁场的主要作用范围集中在电磁搅拌器内部区域,磁感应强度和电磁力随着电流强度的增加而增大,随着电流频率的增加先增大后减小,磁感应强度和电磁力的最大值分别出现在铸坯表面和近表面靠近磁轭的位置;电磁搅拌能够显著增强结晶器内钢液的纵向回流效果,有利于促进夹杂物浮回钢液表面,便于除气除渣净化钢液;电磁搅拌作用的施加,能够降低水口流入钢液的冲击深度,增强钢液在水平方向的流动,扩大钢液高流速区域,有利于钢液内部及表面的换热,从而,提高晶粒细化效果。 展开更多
关键词 连续铸造 钢液 电磁搅拌 结晶器
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Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金异相界面结构及沉淀机制的微扩散相场法研究 被引量：1
4
作者 代宁波 赵宇宏 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期72-80,共9页
基于单晶格点原子占位几率描述相变过程的微扩散相场模型,从原子尺度上研究了Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金的异相界面结构与相变过程中合金微观组织演化。结果表明:Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金沉淀初期有L_(12)和少量的DO_(22)、L_(... 基于单晶格点原子占位几率描述相变过程的微扩散相场模型,从原子尺度上研究了Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金的异相界面结构与相变过程中合金微观组织演化。结果表明:Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金沉淀初期有L_(12)和少量的DO_(22)、L_(10)有序相的析出,随着时效过程进行,形成L_(12)与DO_(22)相并存的状态;在时效过程中出现了4种异相界面结构;相变初期,以A类界面结构为主,随着有序相的生长与分解,A类界面结构数量减少而D类结构数量增多;沉淀过程中有序畴界为L_(12)相生长提供Al原子,最终合金平衡体系形成;沉淀过程中γ′相的沉淀机制是等成分有序化和失稳分解机制,θ相的沉淀机制为失稳分解机制;除此之外,Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金孕育期随温度升高而时效时间变久;Ni-Al第一近邻原子间相互作用势随长程序参数增加而升高且与温度成正比关系。 展开更多
关键词 Ni_(59)Al_(22)V_(19)中熵合金 异相界面结构 微扩散相场法 有序相沉淀机制
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空位扩散诱导点缺陷环与富Cu相的相互作用
5
作者 裴嘉琪 侯华 +1 位作者 杨文奎 赵宇宏 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期834-840,共7页
辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了... 辐照诱导产生的点缺陷会加速核电站材料微观组织的演变,在很大程度上影响反应堆的寿命。本研究基于相场法的四元连续相场模型,耦合了空位和间隙原子,利用该模型模拟了Fe-15%Cu-1%Ni-1%Mn(原子分数)合金在空位扩散机制下的相分离,研究了点缺陷与富Cu相的相互作用机制。结果表明,空位和间隙原子会促进富Cu相的长大和粗化,点缺陷浓度的升高会促进相分离,加快析出相的失稳分解速率,并且升高温度会延缓Cu原子和空位环的生长和粗化,点缺陷也可以增加一定的屈服强度,为探究空位扩散机制影响抗辐照材料性能方面提供了新的思路。 展开更多
关键词 相场法 点缺陷 富Cu析出相 空位 间隙原子
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大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造模拟对比分析 被引量：6
6
作者 宋春丽 裴小龙 +2 位作者 陈利文 陈磊 赵宇宏 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2023年第6期794-799,共6页
对NovaCAST、JSCAST和EasyCast 3种铸造模拟软件进行详细地介绍对比。利用3种软件对同一个大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造过程进行模拟计算,对凝固过程和缺陷预测的模拟结果进行了对比分析。结果表明,3种软件的计算模型、边界条件及... 对NovaCAST、JSCAST和EasyCast 3种铸造模拟软件进行详细地介绍对比。利用3种软件对同一个大型薄壁复杂铝合金舱体件低压铸造过程进行模拟计算,对凝固过程和缺陷预测的模拟结果进行了对比分析。结果表明,3种软件的计算模型、边界条件及工艺参数设置以及缺陷预测判据等方面存在差异,但舱体铸件的凝固顺序和缺陷预测位置基本一致,说明3种铸造模拟软件均可很好预测大型薄壁复杂舱体件铸造过程的缺陷分布。 展开更多
关键词 铸造模拟 NovaCAST JSCAST EasyCast 铝合金舱体
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