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基于红外热像法的AZ31B镁合金疲劳寿命预测

张红霞 , 裴飞飞 , 闫志峰 , 王凯 , 王文先 , 刘晓晴 , 吴广贺 , 李咏梅

采用红外热像法测量AZ31B镁合金板材在疲劳过程中表面温度场的变化,结果表明,当疲劳载荷大于疲劳强度时,镁合金试样表面的温度变化经历5个阶段:温度上升阶段、温度下降阶段、稳定阶段、断裂前的温升阶段和断裂后温度下降阶段.通过疲劳过程中镁合金试样表面的温度变化规律,基于不同的理论提出了2种预测疲劳寿命的方法:由试验过程中试样表面温升(△TM)特征确定其疲劳寿命,△TM-Nf曲线拟合结果表明,△TM=3.89℃为温升极限值,即△TM＞3.89℃时,试样会发生断裂,与实测疲劳试样的温升值(3.68℃)相比,误差为5.7％;利用能量法提出了镁合金疲劳寿命的计算公式,用能量法和传统试验方法分别绘制S-N曲线,结果具有很好的一致性,用2种方法分别计算了循环次数为1x107时的疲劳强度△σeφ=99.3 MPa、△σesN=99.8 MPa,误差为0.5％.采用红外热像法估算疲劳寿命具有简单、省时等优势.

关键词: AZ31B镁合金 , 疲劳 , 红外热像法 , 疲劳寿命预测 , 能量法

Zn物种对乙烯芳构化反应过程的影响

陈绪川 , 董梅 , 牛宪军 , 王凯 , 陈刚 , 樊卫斌 , 王建国 , 秦张峰

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(14)60289-8

分别采用离子交换法和物理混合法制备了不同Zn含量的ZSM-5分子筛催化剂，采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2物理吸附、氨程序升温脱附、吡啶红外吸附光谱、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等技术研究了催化剂的结构、表面性质及Zn物种种类，探讨了Zn物种存在状态对乙烯芳构化反应的影响。结果表明，引入到HZSM-5中的Zn物种包括三种状态，即ZnO晶体、存在于分子筛孔道中的ZnO团簇以及Zn和分子筛质子酸中心通过固相反应生成的Zn(OH)+物种；不同的制备方法显著影响Zn物种的分布。比较了制备方法和Zn含量对ZSM-5分子筛催化剂在乙烯芳构化反应中性能的影响，发现Zn(OH)+物种是芳构化的主要活性中心，同时ZnO物种的存在有助于乙烯制芳烃反应的发生。

关键词: 乙烯 , 芳构化 , 锌物种 , HZSM-5 , 脱氢作用

金属富勒烯包合物衍生物的合成进展

俞海军 , 彭汝芳 , 金波 , 王金刚 , 朱根华 , 杨文宁 , 王凯 , 袁帮群 , 楚士晋

材料导报

综述了近年来对合成金属富勒烯包合物衍生物的研究进展.Diels-Alder、1,3-偶极、硅烷化、羟基化、Bingel-Hirsch等是合成金属富勒烯包合物衍生物的主要方法,而碳笼内包合的簇的种类不同程度上影响着化学反应过程和金属富勒烯包合物衍生物的性能,这些金属富勒烯包合物衍生物所具有的新性能,在医药、材料和电子器件具有广阔的应用前景,同时展望了今后的工作.

关键词: 金属富勒烯包合物 , 合成 , 性能

冶金法制备太阳能级多晶硅的耦合除杂研究

李鹏廷 , 王凯 , 姜大川 , 任世强 , 谭毅 , 安广野 , 张磊 , 郭校亮 , 王峰

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160324

以工业硅为原料,利用介质熔炼、定向凝固和电子束熔炼三种熔体处理技术对工业硅中的B、P和金属杂质进行了去除,制备出了99.9999%级多晶硅材料,其中,杂质B和P的含量分别低于0.20 ppmw(parts per million(weight),百万分之一质量),金属杂质总含量(TM)低于0.23 ppmw.研究发现,介质熔炼去除杂质B的过程中,熔体中发生氧化还原反应可以有效去除大部分的杂质Al和Ca;电子束熔炼过程中,利用饱和蒸气压原理可以有效去除挥发性杂质P、Al、Ca,同时降束诱导多晶硅定向凝固,可将其他金属杂质进一步去除.本研究通过各技术间的耦合除杂,减少了冶金法提纯多晶硅的工序,为连续化、规模化生产提供了技术支撑.

关键词: 工业硅 , 介质熔炼 , 定向凝固 , 电子束熔炼

拉-拉循环载荷下443铁素体不锈钢产热规律及疲劳性能预测

张杰 , 闫志峰 , 王文先 , 王志斌 , 王凯 , 张红霞 , 张心保

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.013

采用红外热像法研究了443铁素体不锈钢在疲劳试验过程中表面温度场的变化规律,提出了采用△T-Nf曲线预测疲劳寿命的方法.结果表明:温升极限值△T=3.18℃,即当△T＞3.18℃时,试样发生疲劳断裂,与实测温升值3.49℃相比,误差为8.89％.利用△T-Nf曲线预测443铁素体不锈钢在5×106循环次数下的疲劳强度为277.97MPa,与传统方法测得结果284.45MPa相对误差为2.28％.

关键词: 443铁素体不锈钢 , 温度场 , 疲劳强度 , 红外热像法

埋地热油管道正常运行的数值模拟研究

张争伟 , 凌霄 , 宇波 , 张劲军 , 戴兵 , 王凯 , 李伟

工程热物理学报

对高凝原油管道输送的水力热力问题进行分析研究,掌握管线运行规律,保证管线安全经济运行有着重要意义.本文建立了埋地热油管道正常运行的数学模型,采用非结构化网格和有限容积法对该问题进行了研究,计算结果与实验测量值吻合良好.

关键词: 埋地热油管道 , 非结构化网格 , 水力热力分析

钛合金切削用Ti_1-_xAl_xN涂层的制备及其切削性能研究^*

隋旭东 , 李国建 , 王强 , 秦学思 , 周向葵 , 王凯 , 左立建

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00454

采用磁控溅射法制备了不同Al含量的Ti_1-_xAl_xN涂层. 经XRD, SEM, EDX和纳米压痕仪分析发现, Al含量在0.50~0.58 (原子分数, 下同)之间时, Ti_1-_xAl_xN涂层为(111)择优生长的fcc结构. 当Al含量增加到0.63时, 涂层中有六方纤锌矿结构的AlN生成, 涂层硬度降低. 另外, 随着Al含量的增加, 涂层表面颗粒尺寸变大, 涂层变疏松. 钛合金切削实验表明, 涂层刀具的磨损形式主要为黏结磨损和崩刃. 在低速切削(65 m/min)时, Ti_0.50Al_0.50N涂层刀具的切削性能略好于无涂层刀具, 并且都好于Ti_0.42Al_0.58N和Ti_0.37Al_0.63N涂层刀具. 在高速切削(100 m/min)时, Ti_0.50Al_0.50N涂层刀具有最好的切削性能, 其切削距离比无涂层刀具提高4倍多. 这主要因为Ti_0.50Al_0.50N涂层表面致密、硬度高, 在钛合金切削时形成的切屑瘤致密而整齐.

关键词: Ti1-xAlxN , 磁控溅射 , 硬质涂层 , 钛合金切削 , 磨损机理

钛合金切削用Ti1-xAlxN涂层的制备及其切削性能研究

隋旭东 , 李国建 , 王强 , 秦学思 , 周向葵 , 王凯 , 左立建

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00454

采用磁控溅射法制备了不同A1含量的Ti1-xAlxN涂层.经XRD,SEM,EDX和纳米压痕仪分析发现,Al含量在0.50～0.58(原子分数,下同)之间时,Ti1xAlxN涂层为(111)择优生长的fcc结构.当Al含量增加到0.63时,涂层中有六方纤锌矿结构的AlN生成,涂层硬度降低.另外,随着Al含量的增加,涂层表面颗粒尺寸变大,涂层变疏松.钛合金切削实验表明,涂层刀具的磨损形式主要为黏结磨损和崩刃.在低速切削(65 m/min)时,Ti050Al050N涂层刀具的切削性能略好于无涂层刀具,并且都好于Ti0.42Al0.58N和Ti0.37Al0.63N涂层刀具.在高速切削(100 m/min)时,Ti0.50Al0.50N涂层刀具有最好的切削性能,其切削距离比无涂层刀具提高4倍多.这主要因为Ti0.50Al0.50N涂层表面致密、硬度高,在钛合金切削时形成的切屑瘤致密而整齐.

关键词: Ti1-xAlxN , 磁控溅射 , 硬质涂层 , 钛合金切削 , 磨损机理

超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法分离鉴定烟草中5种糖苷类香味前体物质

吴新华 , 朱瑞芝 , 任卓英 , 王凯 , 牟定荣 , 魏万之 , 缪明明

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2009.06.016

采用超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法(UPLC-ESI MS/MS)并结合气相色谱-质谱法分离鉴定了烟草中5种主要的糖苷类香味前体物质.烟样经甲醇提取、XAD-2柱净化,得到初步纯化的糖苷,在pH 5条件下将其酶解,释放出糖苷配基.采用气相色谱-质谱分析并通过标准谱库检索确定了5种挥发性苷元;然后通过电喷雾质谱(负离子模式)确定糖苷母离子并作碎片离子扫描(MS~2),确定了5种糖苷类香味前体物质的存在形式;最后采用UPLC-ESI MS/MS,以甲醇和乙酸-乙酸铵水溶液为流动相,通过RP-C_(18)柱分离,在多反应监测(MRM)模式下,鉴定了烟草中5种主要的糖苷类香味前体物质,为应用液相色谱-质谱分析缺乏标准样品的糖苷类香味前体物质奠定了基础.

关键词: 超高效液相色谱-串联质谱 , 气相色谱-质谱 , 糖苷类香味前体物质 , 烟草