高熵合金熔盐腐蚀行为研究进展

摘要:高熵合金因其优异的耐腐蚀性能在高温熔盐环境中的应用备受关注。综述了高熵合金在热腐蚀环境、熔盐堆、聚光太阳能发电系统以及铝电解工业等多种不同熔盐中的腐蚀行为,分析了不同腐蚀机理与高熵合金成分设计、微观组织调控之间的关系。最后,提出了目前高熵合金在熔盐腐蚀环境中应用和研究的局限性,并对其发展趋势进行了展望。

Cu—Fe合金塑性研究进展

摘要:铜铁( Cu-Fe)合金因在高强高导、电磁屏蔽领域具有应用潜力而备受关注,然而Fe 元素的添加在显著提高Cu-Fe 合金强度的同时又因造成晶格畸变、层错能上升从而导致塑性降低。针对此类问题,首先总结了添加不同含量Fe 元素以及晶粒尺寸对Cu-Fe 合金组织及塑性的影响机制,进而重点从影响Cu-Fe 合金塑性的理论计算、微合金化以及不同加工方式综述了Cu-Fe合金塑性研究的进展。通过目前已有的理论计算方法揭示了Fe 元素添加导致层错能升高的原因,介绍了微合金化、加工工艺对Cu-Fe 合金塑性的影响规律及可能的改善途径,并对Cu-Fe 合金强塑性协同提升以及基于理论预测Cu-Fe 合金的层错能进行了展望。

基于拓扑优化的高强镁合金商用车车轮轻量化设计方法研究

摘要:针对高强镁合金商用车车轮建立了一种基于拓扑优化的轻量化设计方法。该方法结合参数化建模与拓扑优化技术,以结构重量最小化为目标,在满足弯曲疲劳强度、径向疲劳强度及冲击性能约束的前提下,进行迭代优化设计。同时,借助有限元软件构建疲劳-冲击多物理场耦合模型,用以模拟分析高强镁合金车轮在复杂载荷下的应力应变响应与失效机理,高强镁合金因具有低密度和高比强度的特性,被认为是实现商用车轻量化、提升燃油经济性与载重效率的理想车轮材料。研究结果表明,该设计方法可使车轮减重15%~20%,并能同时保证其疲劳寿命与抗冲击性能满足使用要求,为高强镁合金车轮的工程应用提供了有效的设计思路与性能评估依据。

水下焊接关键技术及其应用的研究进展

摘要:水下焊接技术是舰船、海工、核电等高端装备水下结构物损伤应急或永久修复的重要手段。本文从设备开发、工艺研究及工程应用三个方面介绍水下焊接技术的进展与挑战。在设备开发方面,高性能焊接电源、微型排水罩、智能送丝装置及智能焊接机器人等装备的创新有效提升了焊接质量与效率。在工艺研究方面,聚焦焊接过程动态监测,研究组织演变与力学性能并阐明热输入等参数与显微组织的关联,同时结合质量优化方法可进一步提升焊接可靠性与效率。工程应用实践表明,水下焊接在核电维修、舰船抢修及海上风电修复中展现出重要价值。未来研究需推动水下焊接技术向高可靠、高效率及自主化方向突破,为大型水下结构物修复提供关键技术支撑。

钒酸钴负极材料合成及改性工艺研究进展

摘要:钒酸钴作为锂离子电池负极材料,因具有高比容量、优异的倍率性能和环境友好等特点而备受关注。介绍了钒酸钴负极材料的几种常见结构,重点阐述了该材料的主要合成方法和改性方法的研究进展,包括水热合成法、共沉淀合成法和静电纺丝合成法,以及复合改性、表面改性和离子掺杂改性方法等,并展望了该材料今后的重点合成和改性研究方向及应用前景。

U75V钢轨微观晶粒结构对滚动接触疲劳损伤行为影响

摘要:钢轨材料晶粒的拓扑结构、尺寸和取向等微观结构特性,对钢轨早期滚动接触疲劳(Rolling Con-tact Fatigue,RCF)裂纹演化影响显著。为分析晶粒结构对RCF 裂纹的影响,基于晶体塑性理论和维诺图(Vo-ronoi)原理建立反映U75V 钢轨材料晶粒几何结构、取向等特征的微观模型;通过修正的内聚力单元构建材料微观结构与疲劳损伤之间的联系,实现在微观尺度模拟RCF裂纹演化,建立钢轨微观RCF裂纹演化模型;基于该模型,研究循环荷载作用下钢轨微观组织结构对表面RCF裂纹萌生位置和扩展路径的影响。结果表明:循环荷载作用下,RCF裂纹大多萌生于晶界处,微裂纹萌生的位置和寿命具有随机性,但萌生位置在特定区域内呈现集中趋势;RCF 裂纹在不同阶段的扩展速率不同,随扩展长度的增加整体呈早期慢后期逐渐变快的趋势,可分为2个阶段;Ⅰ阶段为起步阶段,微裂纹扩展长度在该阶段为几个晶粒尺寸,且该阶段裂纹的萌生扩展行为主要受晶粒取向和晶界间相互作用支配,裂纹扩展速率在0.0025μm·r-1左右,远低于裂纹平均扩展速率0.010 3μm·r-1;当萌生位置间隔较近的微裂纹在扩展过程中相互吸引聚合,形成1条新裂纹时,进入Ⅱ阶段;新裂纹的扩展行为主要受外部荷载的支配,裂纹扩展速率明显增加,最快可达0.0187μm·r-1;模拟结果与双轮试验观测的裂纹形态吻合良好。

聚对苯二甲酸酯降解酶的分子改造技术进展研究

摘要:塑料污染已成为全球性的环境挑战,其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为应用最广泛的合成塑料之一,其高效降解技术的开发对推动塑料废弃物管理和资源化利用至关重要。近年来,研究表明,以PET降解酶为核心的生物催化降解策略可实现PET废弃物的闭环处理。因此,PET降解酶的性能优化已成为该领域的研究重点。本文系统解析了PET降解酶与底物之间的相互作用机制,在此基础上,从定向进化、半理性设计、理性设计和机器学习驱动设计四个方面,综述了PET降解酶的分子改造技术进展,特别强调了机器学习在PET降解酶分子改造中的重要作用,并分析了当前研究面临的重要挑战,包括PET降解酶在低温条件下催化活性不足,限制了其在堆肥等低温环境中的应用;PET降解酶对高结晶度PET的解聚效率较低,难以满足工业化降解需求。针对上述问题,机器学习与酶工程深度融合是未来发展的重要趋势,从而加速高效PET降解酶的开发,突破生物降解技术的产业化瓶颈,推动绿色循环经济的高质量发展。

轻质高熵合金:成分设计、制备工艺与性能研究进展

摘要:轻质高熵合金具有优异的力学性能,如高强度、良好的延展性和出色的韧性等,在金属结构轻量化方面有着广阔的应用前景,有望取代铝合金成为下一代轻质金属材料。基于此,对轻质高熵合金展开了全面论述。首先介绍了轻质高熵合金的核心效应,阐述了基于经验参数及相图计算的设计原理。随后,详细总结了轻质高熵合金常用的制备方法,包括真空电弧熔炼、真空感应熔炼以及机械合金化法。最后,总结了80 多种轻质高熵合金的热力学参数、相结构、制备方法、力学性能和密度,并深入探究了热力学参数与轻质高熵合金相形成间的关系。此外,还指出了轻质高熵合金目前存在的问题,并预测了其发展前景。