2024年, 第31卷, 第5期　
刊出日期：2024-10-20

  

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  Pt基团簇催化剂设计策略在丙烷脱氢中的研究进展

  单斌

  . 2024, 31(5): 0-0.

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研究与技术
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  光学镜筒结构及其TC4柔性铰链的设计

  侯瑞

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  在光机系统中，金属材料发挥着重要的作用。以实际项目为背景，通过对接收镜组进行需求和装调分析，设计了其组件的结构及调节机构，并进行了计算和有限元分析，以此评估机构的综合特性。得到结论：接收镜组采用6061镜框的定心车方式满足光学质量要求；采用隔圈修正方式实现轴向±0.01mm调节、采用TC4材料直圆形切口的柔性铰链实现偏摆±0.8°的调节方式满足精密调节需求；机构具有良好的光机调节精度和结构稳定性，满足设计要求。
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  快速升温对无取向电工钢氧化层及磁性能的影响规律研究

  易正鑫 张毅 乔军 贺立红 关云鹏

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  以含硅量2.9%左右的新能源汽车用无取向电工钢冷轧板为研究对象，在工业氮气气氛（含氧量0.5%）及高的变温速率情况下进行连续退火模拟实验，之后进行分类，选取其中具有代表性的6种不同程度氧化等级的退火板。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及磁性能分析仪（MPA）等，针对各样品分别在酸洗前后测量其中高频情况下的铁损及磁感值，观察了其侧面氧化层结构。分析得出在高的升温速率下其氧化层结构以及磁性能的影响规律等。结果表明了，无取向电工钢作为含硅量比较高的Fe-Si合金，在高的升温速率条件下，其氧化层中仍然是以常见的Fe2SiO4为主，且通常存在于氧化铁皮与基体之间，其内氧化层的厚度在0.2μm-1.4μm之间，外氧化层厚度在0.5μm-8.2μm之间，且内氧化层与外氧化层的厚度成正比；在快速升温条件下，大部分样品在酸洗完后铁损反而会上升，磁感变小，磁性能变差；对于磁感来说，所有氧化等级样品的磁感变化相对差值均小于3%，变化不大；氧化层级为5的样品由于Fe2SiO4/FeO相以网格状形态分布在方铁矿晶界附近，磁性能受氧化层的影响最大，其他等级的影响较小。
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  A5(Ni, Mn, Co, Al)19(A=La，Sm，Gd，Y) 型储氢合金微观结构和电化学性能

  谢云丁 周健飞 雷鸣 张乾坤 马哲文 罗永春

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  摘要：本文采用电弧熔炼和热处理制备了A5B19型ANi3.33Mn0.17Co0.2Al0.1(A=La、Sm、Gd、Y)合金，系统研究了稀土元素A对合金微观组织与结构以及气态储氢和电化学性能的影响。结果表明，该合金退火组织主要由A2B7型 (Ce2Ni7 + Gd2Co7) 和 A5B19 型(Pr5Co19 + Ce5Co19)相组成，A=Y合金则由Ce2Ni7、YNi3及CaCu5型相组成。随A端原子半径rA按rLa > rSm > rGd > rY依次减小，合金中各物相的晶胞参数a、c和晶胞体积V均随之减小，而合金的吸氢PCT曲线平台压力按PLa(0.0191 MPa)> PSm (0.0509 MPa)> PGd(0.1514 MPa)> PY(0.2129 MPa)顺序依次增高，此时最大储氢容量分别为0.845、1.313、1.239和1.383 wt %。电化学分析表明，A=La、Sm、Gd、Y合金的放电容量分别为255.8、377.7、266.3和205.4 mAh/g，其电极容量保持率S100分别为52.3、93.5、98.8和4.5 %，其中A=La﹑Sm合金在3C放电倍率下的HRD900为84 ~ 85 %，A=Gd﹑Y合金的HRD900分别为46.8 %和63.4%。随A端元素rA增大，超点阵结构的堆垛单元体积差Vd = V[A2B4]- V[AB5]-1和循环后的衍射峰宽度FWHM均逐渐增加，此时合金的氢致非晶化倾向逐渐增大，导致合金发生不同程度的氢致非晶化，进而影响了合金的电化学循环稳定性。A=La合金的rA和Vd值最大，且耐蚀性较差，故循环稳定性S100较低；A=Sm、Y合金的rA和Vd值较小，但Y元素耐受碱液的腐蚀性最差，A= Y合金的循环稳定性最差，A=Sm合金具有较佳的抗耐蚀性，其循环稳定性良好，具有最佳的综合电化学性能；A=Gd合金的rA和Vd值最小，其抗蚀能力最强，故具有优异的充放电循环稳定性。
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  Ti-22Al-25Nb合金双板条组织的高温疲劳性能研究

  孙玉鑫 马雄 梁晓波 韩潮雨 史晓强 赵洪泽

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  研究了Ti-22Al-25Nb合金双板条组织在300 ℃，500 ℃和700 ℃下的轴向高周疲劳行为，并对疲劳试样的断口与组织形貌进行了表征。结果发现：三种温度下Ti-22Al-25Nb合金双板条组织的条件疲劳极限分别为510 MPa，338 MPa和356 MPa。300 ℃试样的裂纹既有表面形核也有内部形核，500 ℃和700 ℃试样的裂纹均起源于试样表面。300 ℃的疲劳条纹呈现脆性条带特征，500 ℃呈现间断与连续的过渡条纹，而700 ℃则表现为塑性条纹。细小针状O相板条区域容易产生裂纹，而粗大片状板条在裂纹扩展路径上起到阻碍作用，有利于提高材料的疲劳寿命。
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  铜的掺杂方式对铁基合金液相分离组织均匀性的影响

  邢晓玉 高山 王伟 朱华林 朱兴治 黄贞益

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  采用化学镀和机械混合的方式制备了Cu质量分数为5%的铁基复合粉末。通过SEM、XRD、DSC和热力学计算相结合的方式，研究了复合粉末的结构特征及其合金化过程中的液相分离组织均匀性及相转变特征。结果表明：化学镀制备的复合粉末具有均匀核-壳结构特征，与机械混合粉末相比，其在合金化过程中出现了更明显的液相分离现象，形成了多量富铁基熔体和少量富铜熔体，在随后冷却到室温时形成了ε-Cu更加均匀的分布于铁基合金基体的组织。
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  Si-Al合金分凝偏析除硼及硅固相中硼活度的研究

  林涛 孙艳辉 段春艳

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  本文采用太阳能级硅（6N）为原料，铝以及硼作为合金中的杂质研究对象，实验过程中保持硅硼浓度比为常数，改变过程温度及硅铝浓度比。结果显示，杂质硼是从硅固相中迁移至硅铝合金相，从而达到了去除杂质硼的目的。当温度是1623K，硅铝质量比为5:4的条件下除硼的效果最好，此时硼的去除率达到了87.8%；这表明温度和硅铝质量比是影响除硼效果的重要因素，在更低的温度和硅铝质量比条件下，可以更有效地去除硅中的硼杂质。另外，本文也对硅固相中硼的活度进行了研究，得出了硅固相中硼的活度的表达式。结果显示，硅固相中硼的活度与温度成反比，与硅固相中硼的含量成正比。
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  化学镀法制备的Mo@La2O3合金烧结体微观结构与力学能研究

  朱兴治 高山 管海云 邢晓玉 叶松 黄贞益

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  为了提升Mo金属的力学性能，本文本文采化学镀法与放电等离子烧结(SPS)制备了掺杂质量比2%的Mo@La2O3合金烧结体。本文结合SEM，EDS，XRD，维氏硬度实验，纳米压痕实验等表征手段，分析了Mo@La2O3合金烧结体的微观组织与力学性能。结果表明：采用化学镀的方法掺杂La2O3，可以填充Mo基体的孔隙，提高了烧结体的致密度，并细化合金的晶粒。在致密度提升、弥散强化和细晶强化的综合作用下，大幅提升烧结体的硬度、韧性等力学性能。
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  一类新型铱（Ⅲ）配合物的设计、合成与光物理性能测试

  刘九州

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  以1-苯基异喹啉，2-(4-甲基苯基)吡啶为环金属配体，三氟-1-（2-苯基）-1，3-丁二酮、三氟-1-（2-呋喃基）-1，3-丁二酮为辅助配体，合成了三种新型金属铱磷光配合物。通过核磁共振谱、质谱表征确认了三种目标产物的化学结构，并通过紫外-可见吸收以及荧光光谱对其光物理性质进行测试，三种配合物的二氯甲烷溶液在室温下中的发射主峰分别为619 nm、577 nm、630 nm,在橙黄光到红光范围。实验推测，环金属配体共轭程度更高时，其发射光红移，而辅助配体中基团给电子能力越强，则发射光红移。测绘了三种配合物的三维荧光谱图，可用作定性分析。
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  乒乓球体育器材用纤维增强塑料耐蚀强度测试研究

  李博

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  为了满足乒乓球体育器材对材料性能的高要求，对乒乓球体育器材用纤维增强塑料耐蚀强度进行测试研究，在不同环境状态下完成乒乓球体育器材用纤维增强塑料的重量变化率、强度保留率以及抗弯强度变化试验。首先，制备乒乓球体育器材用纤维增强塑料试样，选择溴化环氧乙烯基酯树脂、玻璃纤维方格布与玻璃纤维短切毡分别作为塑料基体材料和增强材料，通过层叠铺设增强材料构成纤维增强塑料试样，腐蚀介质通过配制不同含量的氢氧化钠（NaOH）等化学制剂构成。然后，在不同温度下浸泡所制试样，观测不同时间浸泡下的试样腐蚀状态，依据观测到的状态，判断纤维增强塑料耐蚀强度。试验结果表明：经过8%NaOH溶液浸泡后试件硬度的变化最大，经蒸馏水与4%NaC1溶液浸泡后硬度改变较小；8%NaOH溶液浸泡的已封边试样弯曲强度保持率最高，而该溶液浸泡的未封边试样弯曲强度保持率最低，达到25%；纤维增强塑料在室温状态下的耐碱性高于非室温状态，试样在放置14天左右时重量变化率、强度保留率以及抗弯强度变化最小，且封边后试样的耐蚀性能高于未封边的试样。由此可知，乒乓球体育器材用纤维增强塑料耐蚀强度强，耐碱性能高，封边处理可进一步提升其耐蚀性。
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  基于随机森林模型的复合钎料石墨烯晶体完整性的研究

  李培艳 李元 马帅杰 郭军华

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  石墨烯增强Sn基复合钎料可改善钎料基体的润湿性、增强钎料的导热、导电性及综合力学性能。复合钎料中石墨烯的晶体结构完整性受到制备过程中粉末冶金工艺的严重影响，削弱了石墨烯的强化效果。因此，本文采用随机森林(RF)算法对高能球磨工艺参数与混合粉末中石墨烯晶体结构完整性的关系进行了研究，结果显示RF模型在训练集和测试集的相关系数R2分别达到0.97和0.94，同时RF模型预测的球磨后的石墨烯拉曼光谱特征峰值变化趋势与透射电镜观察到的微观结构变化一致。表明RF模型在对球磨工艺与石墨烯晶体结构完整性的映射关系上有较好的预测性能。采用该模型对于石墨烯增强Sn基复合钎料的制备具有重要的指导意义。
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  齿科修复用氧化锆陶瓷的表面结构及力学性能研究

  李晨曦

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  【目的】为提高氧化锆陶瓷材料在齿科修复中的应用效果，对氧化锆陶瓷表面结果及力学性能进行探究。【方法】将准备好的原材料进行预处理，再将其进行混合，利用压型机压实，再通过设定烧结炉的温度，制备出多个氧化锆陶瓷试样，并对其表面结构及力学性能进行分析。【结果】氧化锆陶瓷试样的表面结构会随着烧结温度的变化而发生变化。在硬度测试中，氧化锆陶瓷试样A006的硬度最大，数值为13.5GPa；在抗弯强度测试中，氧化锆陶瓷试样A006的抗弯强度最大，数值为350MPa；在断裂韧性测试中，氧化锆陶瓷试样A006的断裂韧性最大，数值为8.96 MPa?m1/2。【结论】烧结温度会对氧化锆陶瓷的表面结构及力学性能造成影响。当烧结温度为1700℃，保温时间为4.5h时，氧化锆陶瓷的力学性能最佳。
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  FeCrAl铁素体不锈钢高温氧化行为

  邱国兴 李嘉宁 李琦 白冲 杨永坤 李小明

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  通过等温氧化试验，在大气环境下，对两种铁素体耐热不锈钢（C1不含Zr，C2含Zr）在1000、1050和1100℃下的100 h高温氧化行为进行研究。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对两组不锈钢氧化层表面、截面形貌和物相组成进行观察分析。实验结果表明，两种合金的高温氧化动力学曲线均遵循抛物线规律。与C1合金相比，C2合金在各温度氧化时，均表现出较低的增重率。Zr的加入没有改变氧化膜的构成，两组合金氧化膜均由内层的Cr2O3和表层富含Fe-Cr-Al-O的尖晶石氧化物组成。C1合金在不同温度氧化过程中均出现了氧化膜脱落现象，其中在1100℃下尤为显著；C2合金表面氧化膜致密且连续，表现出良好的抗高温氧化性能。在合金中添加Zr可以增强氧化层和基体的附着力，从而提高FeCrAl合金的抗高温氧化性能。
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  针对石油储罐涂层防腐性能的优化设计

  许强

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  近几十年来，我国石油产业飞速发展，生产生活的各个领域对于石油的需求量也呈现出逐年上升的趋势。在石油采集、输送、贮存以及工业化加工的一系列过程中，石油油罐始终都作为其中必不可少的媒介。然而，石油储罐的防腐问题始终存在，既要保障石油在输送过程中的质量，又要提高储油罐的防腐性能以及使用寿命，这成为当前所有相关研究人员应关注的重点。基于此，本论文在造成石油储罐腐蚀的因素基础上对防腐涂层进行优化设计，将石墨烯添加到双组份水性环氧树脂中，制备石墨烯-环氧树脂复合涂层，研究复合涂层在模拟海水溶液中的隔水和防腐性能。
应用研究
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  特厚正火钢板大线能量焊接性能研究

  白学飞

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  针对日钢营口中板120 mm厚度AH36大线能焊接用正火钢板，通过实际大热输入气电立焊和埋弧焊相结合的方法研究了焊接接头热影响区的显微组织和力学性能。结果表明，采用气电立焊双丝焊接，热输入为656.4 KJ/cm时，焊接接头的拉伸强度达到母材标准要求，但余量偏小。焊接接头的0 ℃KV2韧性指标可达到对母材的标准要求，但1/2厚度位置冲击韧性值要低于表层。采用埋弧焊焊接，热输入为41.5-65.7 KJ/cm时，焊接接头的强韧性指标稳定达到母材标准要求。气电立焊焊接接头存在明显的粗晶区，其宽度在2mm左右，距熔合线1200 μm以内，过热奥氏体粗晶特征尤为明显，粗晶区的显微组织由晶界铁素体+针状铁素体+粒状贝氏体组成，Al-Ca-Si-Ti-Mg复合氧化物夹杂促进了针状铁素体形核。
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  不同粒度WC配比对WC-Co硬质合金复合材料性能影响分析

  毛海娜

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  新能源汽车车用芯片国产化技术瓶颈及发展建议

  张微

  . 2024, 31(5): 0-0.

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  文章通过对我国新能源汽车车用芯片技术调查，一方面对计算及控制芯片、功率芯片、传感器芯片、其他等四类芯片进行技术特性、质量特性归纳梳理；另一方面对车规级芯片认证标准进行调查，探讨国产化芯片面临车规级要求还应进一步提升的技术能力。同时，对我国新能源汽车芯片市场需求及国内配套厂商也进行调查，分析探索国产车规级芯片产业链瓶颈，为新能源汽车稳步高质量发展提供建设性意见及对策建议。