金属功能材料
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2020年 27卷 1期
刊出日期：2020-02-20
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金属有机框架衍生的Bi/C复合材料作为钠离子电池负极材料的研究
王一菁
金属铋（Bi）用作钠离子电池的负极材料具有较高的理论比容量和较低的嵌钠电位，但是在钠离子嵌入和脱出的过程中容易发生较为严重的体积膨胀，从而导致循环性能较差。为改善金属Bi负极的循环性能，将其与具有多孔结构的碳复合是一种有效的改善手段。在过去几年中，金属有机框架（metal-organic frameworks, MOFs）作为一种合成前驱体被广泛应用于各种金属氧化物及多孔碳材料的合成中。本文合成了一种含铋的金属有机框架材料，并以其为前驱体，再经高温煅烧合成了多孔碳包覆的金属铋复合材料，该复合材料中的碳骨架及其丰富的孔结构能有效缓解Bi在钠离子脱嵌过程中的体积膨胀，从而提高其循环稳定性。
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工业纯钛热轧及冷轧板表面缺陷研究
张家铭 余伟
热轧及冷轧钛板表面质量要求高。从工业生产中选取具有典型缺陷的热轧及冷轧TA1板，通过SEM、EDS、拉伸成形试验及共聚焦显微镜，对不同缺陷进行了微观表征，研究了其形成机理，并制定了一系列的改善措施。结果表明，热轧TA1板主要存在压入物、凹坑、划伤、边部分层、裂纹及表面起皮等缺陷。钛带轧制变形使不连续表层与基体剥离，形成起皮，若脱落压入表层则形成压入物，压入物部分在后续轧制中会形成裂纹。热轧板内外温度差异、变形不均，以及表层吸氧导致边部分层。冷轧TA1板主要存在色差、划伤、裂纹等缺陷。退火钛带表面的C、O分布不均导致产生色差。在冷轧过程中修磨位置底端的拉伸应力状态及累积变形使得材料产生开裂。模拟试验发现，钛带原始表面粗糙度越低，经酸洗及冷轧后的粗糙度越低。
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La0.7Y0.3Ni3.4-xMnxAl0.1（x=0~0.5）储氢合金微观结构和电化学性能的研究
郑坤 杨倩 杨洋 罗永春
采用真空电弧熔炼及热处理的方法制备La0.7Y0.3Ni3.4-xMnxAl0.1(x=0~0.5)合金，通过XRD、SEM、EDS和电化学测试等方法，系统地研究了Mn替代Ni对合金微观组织、储氢和电化学性能的影响规律。结果表明，退火合金微观组织由主相Ce2Ni7型相和杂相PuNi3型、CeNi3型及Ce5Co19型相组成，Ce2Ni7型主相的丰度随Mn含量增加呈先增大后减小变化规律。当x=0.2时，主相的丰度达到最大值89.03%。增加Mn的含量有助于缓解合金的氢致非晶化倾向。随着Mn含量的增加，合金电极的放电容量逐渐升高，而充放电循环稳定性却逐渐降低，合金电极的最大放电容量和最佳循环稳定性分别为308.6mAh/g与95.09%。合金电极的反应动力学分析结果表明，氢原子在合金体相中的扩散为合金电极高倍率放电性能的动力学控制步骤。
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Mn含量对Fe-Mn合金微观组织和性能的影响
葛昕 李健
本文研究了Mn含量对Fe-Mn合金组织性能的影响。通过动态热机械分析仪测试材料的阻尼性能，并采用XRD、EBSD扫描电镜对材料的相成分进行半定量的测定。结果表明，Fe-Mn合金的阻尼性能随着应变振幅的增加呈近似线性增加的趋势；随着Mn含量的增加合金的阻尼性能提高。并且，Fe-Mn合金的强度随着Mn含量的增加而增加，然而韧性逐渐降低。分析认为Mn含量的增加，合金中的?-马氏体含量逐渐增加，同时?-马氏体板条得到细化，增加了合金中的阻尼源界面，提高了合金的阻尼性能。
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高熵合金CrNbTiVZr的微观组织及其在模拟PEMFC环境中腐蚀行为研究
汪亮兵 张国庆 杨倩 罗永春
本文采用真空电弧熔炼和热处理制备了CrNbTiVZr高熵合金，利用XRD、SEM/EDS、动电位与恒电位极化曲线测试及XPS表面分析等方法，研究了高熵合金铸态及退火后的微观组织特征以及合金在模拟PEMFC环境中的电化学腐蚀行为及其钝化膜组成。结果表明，CrNbTiVZr高熵合金的铸态和退火组织均由富集Ti、Nb元素的无序BCC相和富集Cr、V、Zr元素的Laves相组成。铸态和退火合金在模拟PEMFC阴极环境中腐蚀电流密度Icorr均比304SS不锈钢下降一个数量级，具有较好的耐蚀性和稳定性，但在阳极环境中其耐蚀性与304SS相当，其中铸态合金的稳定性较差。合金在阴极环境良好的耐蚀性主要与其表面形成由Cr2O3、Nb2O5、V2O3、Ti2O3及ZrO2组成的致密钝化膜关系密切。
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稀土对Q345B大断面圆坯热塑性影响的实践研究
何建中
通过实验研究，在钢中添加微量稀土元素，可改变Q345B钢种的高温热塑性；结合包钢1#铸机φ430mm坯型生产的Q345B铸坯表面裂纹比率较高的问题原因分析，降低了低矫直温度对铸坯表面质量的影响；文章通过对φ430mm圆坯Q345B铸坯矫直温度与表面裂纹关联性的研究得出：通过稀土加入对材料高温热塑性的影响，在750℃-950℃实际矫直温度范围内，低温矫直裂纹率显著高于高温矫直，大幅改善了φ430mm断面铸坯出现表面裂纹的倾向。
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稀土系贮氢合金中14种主量元素配分量的测定-X射线荧光光谱法
任旭东 聂成宏 袁卫星 吴文琪 黄继民
通过各元素谱线的选择、滤纸片以及测定方法的优化，建立各元素工作曲线。用滤纸片Ｘ射线荧光光谱法实现稀土系贮氢合金合金样品中镁、铝、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镧、铈、镨、钕、钐、钇14种主量元素配分量的快速测定。点滴方法采用塑料环托法滴加0.1ml，滤纸选择慢速滤纸，溶液总浓度选择40mg/ml，测定方法为样片上覆锡片。对同一样品制备11个样片后测定的14种主量元素配分量的相对标准偏差均在2%以下。回收率在92%至106%之间。该方法具有较好的精密度和准确性，可用于稀土系贮氢合金中14种主量元素配分量快速测定。
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氨基磺酸镍/碳化硅复合镀层组织及硬度分析
黄元盛 温立哲
配制了氨基磺酸镍电镀液，找出了最佳镀液成分和工艺参数。使用扫描电子显微镜、超景深显微镜、库仑测厚仪、XRD衍射仪和显微硬度计对镀层进行了分析。结果表明，镀液组成最佳为氨基磺酸镍360克/升、氯化镍20克/升、硼酸38克/升；镀液温度范围在45~60℃，电流密度为5~18安/平方分米。复合镀镍/碳化硅的最大电流密度为15安/平方分米。电流密度15A/dm2的镀速为113微米/小时，镀层硬度为638HV。
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铝合金表面GPTMS硅烷膜的制备及耐蚀性能研究
周洋
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煤矿监测数据远程传输平台研究
贾晓飞
随着煤炭企业信息化进程的不断推进，大量的数据成为了煤炭企业的新资源。由于各类监测系统的广泛应用，煤炭企业已经从信息不足的桎梏中脱离出来，拥有了大量的监测数据，而如何管理、利用如此庞大的数据成为了当前煤炭企业的一个新发展机遇与挑战。文章结合微震监测系统、视电阻率监测系统以及光栅光纤监测系统的应用实际，重点研究了煤矿监测数据远程传输平台的构建。
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