检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学:技术科学 2025年第4期55卷 599-616页

作者：赵颖燕邹建新林羲李映辉王旭升丁文江上海交通大学材料科学与工程学院上海交通大学氢科学中心轻合金精密成型国家工程研究中心

本文探讨了高性能镁基储氢材料的最新研究进展及其在氢能应用中的发展潜力.氢能作为清洁、高效且环境友好的二次能源,在实现全球能源转型和应对气候变化中具有不可替代的战略地位.固态储氢技术凭借其高安全、高储氢容量等优势迅猛发展,... 详细信息

本文探讨了高性能镁基储氢材料的最新研究进展及其在氢能应用中的发展潜力.氢能作为清洁、高效且环境友好的二次能源,在实现全球能源转型和应对气候变化中具有不可替代的战略地位.固态储氢技术凭借其高安全、高储氢容量等优势迅猛发展,其中镁基储氢材料已成为氢能储存与运输领域的核心研究对象之一.然而,镁基储氢材料在实际应用中仍面临操作温度偏高、吸放氢速率慢等关键挑战.针对这些问题,本文系统探讨了通过成分与结构调控、催化剂引入及纳米化等改性策略,以优化镁基储氢材料的综合性能的研究工作.在系统开发方面,研究者们基于不同的数值模拟策略对镁基固态储氢系统的重要参数进行预测和优化,对工作状态下的系统进行高效热管理.此外,本文还详细列举了近年来镁基储氢材料在车载储氢系统、固定式储氢及分布式能源系统等多个领域的成功应用案例,进一步证明了其广泛应用的潜力.最后,本文分析了当前研究面临的主要挑战,并对镁基储氢材料的未来发展方向进行了展望.

关键词：氢能镁基储氢材料储氢性能系统集成镁基固态储运氢系统

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基于三维加工图的AZ31与GW83镁合金热加工可成形性对比研究

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塑性工程学报 2025年第1期32卷 177-184页

作者：曾健董帅王锋华王甫霖靳丽董杰上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240

为了研究传统商业牌号镁合金与稀土镁合金在热加工可成形性上的差异性,以传统商业牌号AZ31镁合金和高强韧GW83稀土镁合金为研究对象,分别在压缩温度300~450℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下开展了热压缩实验,得到了两种合金的真应力-... 详细信息

为了研究传统商业牌号镁合金与稀土镁合金在热加工可成形性上的差异性,以传统商业牌号AZ31镁合金和高强韧GW83稀土镁合金为研究对象,分别在压缩温度300~450℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下开展了热压缩实验,得到了两种合金的真应力-真应变关系曲线,对比分析了两种合金的热压缩变形特性。基于真应力-真应变曲线、动态材料模型和Murty失稳判据,分别建立了两种合金的三维加工图,预测了相应的安全区间和失稳区间,对比了两种合金的热加工可成形性。最后,以两种合金为原料,采用3组不同的工艺参数分别开展了针对同一规格薄壁管的反挤压成形实验。结果表明:与AZ31相比,GW83合金的安全区间较窄,失稳区间较宽,可成形性较差。以AZ31为原料反挤压成形的薄壁管外形较好且组织为细小的再结晶晶粒;而GW83合金在反挤压过程中成形困难,各组已成形薄壁管的边缘均发生了碎裂且组织中含有大量孪晶。验证了基于三维加工图实现不同材料可成形性预测方法的可行性。

关键词：镁合金热加工三维加工图可成形性

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微量Al变化对压铸Mg-4Sm-2Al合金组织和性能影响

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特种铸造及有色合金 2025年第2期45卷 161-165页

作者：李子昕陈滨童胜坤陆仕平梁晟胡波付彭怀彭立明李德江曾小勤上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240 万丰镁瑞丁新材料科技有限公司绍兴312580

采用压铸工艺制备了SA42和Mg-4Sm-2.6Al(SA42.6)合金,分析了微量Al含量变化对合金力学性能的影响。结果表明,在SA42合金的基础上添加0.6%(质量分数,下同)的Al后,合金屈服强度和伸长率分别降低了10.2%和63.5%。这是因为Al与基体内固溶的S... 详细信息

采用压铸工艺制备了SA42和Mg-4Sm-2.6Al(SA42.6)合金,分析了微量Al含量变化对合金力学性能的影响。结果表明,在SA42合金的基础上添加0.6%(质量分数,下同)的Al后,合金屈服强度和伸长率分别降低了10.2%和63.5%。这是因为Al与基体内固溶的Sm反应形成了大量的大块Al_(2)Sm相,使得合金基体内固溶的Sm浓度降低了近50%,导致固溶强化效果大幅降低。形成的Al_(2)Sm相带来的第二相强化和晶界强化效果无法弥补固溶强化效果的缺失,导致了SA42.6合金的屈服强度比SA42合金的低了近20 MPa。伸长率大幅降低主要归因于Al_(2)Sm颗粒与基体的模量不匹配,Al_(2)Sm颗粒较脆较硬,在变形过程中产生了较大的应力集中,加速了合金的断裂失效。

关键词： Mg合金力学性能压铸组织

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2024年绿氢制储运技术研究热点回眸

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科技导报 2025年第1期43卷 47-61页

作者：王旭升邹建新林羲胡志刚丁文江上海市氢科学重点实验室&上海交通大学氢科学中心上海200240 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心&金属基复合材料国家重点实验室上海200240

2024年,氢能技术产业迅猛发展,取得了多项突破性进展。在制氢方面,大规模绿氢示范项目不断增加,碱性电解槽成本逐渐下降,固体氧化物电解和质子交换膜电解等高效电解技术性能进一步提升,通过电极材料的优化,电解持续效率逐渐增加,膜电极... 详细信息

2024年,氢能技术产业迅猛发展,取得了多项突破性进展。在制氢方面,大规模绿氢示范项目不断增加,碱性电解槽成本逐渐下降,固体氧化物电解和质子交换膜电解等高效电解技术性能进一步提升,通过电极材料的优化,电解持续效率逐渐增加,膜电极运行寿命不断延长。在储运氢方面,除传统高压气态和液氢外,金属氢化物储氢、有机液态储氢、氨/甲醇等新型氢储运方式的技术成熟度逐渐提高。一方面,镁基合金、钛基合金等金属储氢技术的循环寿命及储氢效率进一步提升,同时通过规模化发展进一步降低了氢储运成本;另一方面,绿氨和绿色甲醇项目发展迅速,成为推动能源转型和工业脱碳的重要举措。未来,随着技术的持续创新,氢能将在交通、工业和大规模长周期储能等多个领域发挥更重要的作用,为碳中和目标的实现提供有力支持。

关键词：绿氢电解制氢储运氢技术成熟度碳中和

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熔剂净化对Mg-9Li-3Al-1Zn合金成分、微观组织和力学性能的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2025年

作者：孙家伟徐仕豪黄玉川武练梅吴国华胡雯霞李霏刘文才上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心和金属基复合材料国家重点实验室北京电子工程总体研究所

本文采用正交实验设计，系统地研究了精炼熔剂成分、精炼时间、精炼温度和熔剂添加量对Mg-9Li-3Al-1Zn合金微观结构和力学性能的影响。优化出Mg-Li合金的熔剂净化工艺，并确定了最有效的三元熔剂成分。结果表明，精炼熔剂通过形成保护... 详细信息

本文采用正交实验设计，系统地研究了精炼熔剂成分、精炼时间、精炼温度和熔剂添加量对Mg-9Li-3Al-1Zn合金微观结构和力学性能的影响。优化出Mg-Li合金的熔剂净化工艺，并确定了最有效的三元熔剂成分。结果表明，精炼熔剂通过形成保护层显著减少了熔炼过程中锂的氧化和挥发。设计出的最佳熔剂成分是LiCl:LiF:CaF2，质量比为3:1:2，熔剂添加量为3%，精炼温度为720 ℃，保温时间为10分钟。精炼后，合金的伸长率提高到16.2%，而强度提升则较为有限。

关键词： Mg-Li合金熔剂净化精炼工艺微观组织力学性能

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基于灰色关联分析的M142铝合金表面Ni-Fe镀层的脉冲电化学沉积工艺和性能的多目标优化研究

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材料保护 2025年第2期58卷 42-55页

作者：马越叶兵杨成安明东周飞南京航空航天大学航天航空结构力学及控制全国重点实验室江苏南京210016 上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240

为了提升M142铝合金材料表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性,采用田口方法设计L_(16)正交实验来研究脉冲电化学沉积参数对Ni-Fe镀层的力学性能、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响。基于方差分析研究脉冲参数电流密度、占空比和脉冲频率对镀... 详细信息

为了提升M142铝合金材料表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性,采用田口方法设计L_(16)正交实验来研究脉冲电化学沉积参数对Ni-Fe镀层的力学性能、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响。基于方差分析研究脉冲参数电流密度、占空比和脉冲频率对镀层硬度、摩擦系数、磨损率、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻性能的影响,最终通过灰色关联分析实现脉冲工艺的多目标优化。结果表明:脉冲参数中的占空比对Ni-Fe镀层显微硬度的影响最为显著,而电流密度对镀层耐磨性能和耐腐蚀性能的影响较大。此外,使用灰色关联方法综合分析Ni-Fe镀层的显微硬度、耐磨性以及耐腐蚀性这3项性能,最终得出当脉冲参数频率为2000 Hz、占空比为50%、电流密度为2 A/dm^(2)时,Ni-Fe镀层的综合性能最佳,具有最大显微硬度301.0 HV_(0.05)和最大电荷转移电阻14148Ω·cm^(2)以及最小摩擦系数1.06、最小磨损率51.45×10^(-4)mm^(3)/(N·m)和最小自腐蚀电流密度0.57μA/cm^(2)。对比优化前后镀层的微观结构发现Ni-Fe镀层晶粒的细化是性能再次提升的主要原因。

关键词： Ni-Fe镀层脉冲电沉积田口法多目标优化灰色关联分析

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基于加工图对AZ31与AZ91镁合金的热可加工性研究

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塑性工程学报 2025年第4期 152-159页

作者：贾宜斌李全安陈晓亚曾健河南科技大学材料科学与工程学院有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心龙门实验室上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心

以AZ31镁合金和AZ91镁合金为研究对象，采用力学试验机、挤压机和光学显微镜等对比研究了AZ31和AZ91镁合金的热压缩行为、热挤压性能和微观组织变化等，并基于真应力-真应变曲线、动态材料模型和Murty失稳判据建立了合金的三维热加工图... 详细信息

以AZ31镁合金和AZ91镁合金为研究对象，采用力学试验机、挤压机和光学显微镜等对比研究了AZ31和AZ91镁合金的热压缩行为、热挤压性能和微观组织变化等，并基于真应力-真应变曲线、动态材料模型和Murty失稳判据建立了合金的三维热加工图，预测了相应的安全区间和失稳区间。结果表明：AZ31与AZ91镁合金真应力-真应变曲线表现为加工硬化、单峰、动态软化和稳态流动，属典型动态再结晶特征；AZ91镁合金的流变应力明显高于AZ31镁合金。AZ91镁合金较优的热加工窗口温度为300～425℃、应变速率为0.003～0.56 s-1和温度为425～450℃、应变应变速率为0.001～1 s-1;AZ31镁合金较优的热加工窗口温度为360～450℃、速率为0.001～0.12 s-1。AZ91镁合金挤压组织呈现细小再结晶组织，而AZ31镁合金挤压组织出现再结晶晶粒长大现象，且都基本符合三维加工图计算结果。验证了三维加工图的正确性以及基于三维加工图预测不同材料可成形性方法的可行性。

关键词：镁合金三维热加工图可成形性

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层级式胞状结构和内部孔隙对触变成形AZ91D镁合金力学性能的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2025年第3期 749-764页

作者：谷立东尚晓晴王杰邓俊钧赵震曾小勤上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海交通大学巴黎卓越工程师学院伯乐智能装备股份有限公司上海交通大学材料科学与工程学院模具CAD国家工程研究中心上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室

研究了触变成形AZ91D合金的显微组织和内部缺陷特征对其力学性能的影响。在580～640℃的触变成形温度下制备了测试样品。使用X射线断层扫描技术观察样品内部孔隙，采用晶体塑性有限元模拟对样品进行变形分析。显微组织表征结果表明，半... 详细信息

研究了触变成形AZ91D合金的显微组织和内部缺陷特征对其力学性能的影响。在580～640℃的触变成形温度下制备了测试样品。使用X射线断层扫描技术观察样品内部孔隙，采用晶体塑性有限元模拟对样品进行变形分析。显微组织表征结果表明，半固态触变成形制备的合金具有多层级的胞状组织，α-Mg基体与周围的共晶相组成了结构胞。随着注射温度的升高，大胞的含量减少，材料强度提升。强度变化机制在于粗晶即使在硬取向下也承受较小的应力。在620℃中等温度制备的样品具有最高的伸长率、最少的孔隙数量和较低的孔隙局部聚集程度。低注射温度下所形成的分离和撕裂以及高注射温度下形成的缺陷带是材料内额外的裂纹源，它们使材料的塑性劣化。

关键词： AZ91D镁合金制备工艺胞结构孔隙强度塑性

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镁合金抗高温氧化机理研究进展

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金属学报 2023年第3期59卷 371-386页

作者：沈朝王志鹏胡波李德江曾小勤丁文江上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240

本文简要回顾了国内外镁合金抗高温氧化机理的研究进展,归纳总结了纯Mg的高温氧化机理和镁合金高温氧化热力学与动力学及抗氧化机理,并探讨了先进表征技术在镁合金高温氧化研究中的潜在应用前景,最后展望了耐高温氧化镁合金的发展方向... 详细信息

本文简要回顾了国内外镁合金抗高温氧化机理的研究进展,归纳总结了纯Mg的高温氧化机理和镁合金高温氧化热力学与动力学及抗氧化机理,并探讨了先进表征技术在镁合金高温氧化研究中的潜在应用前景,最后展望了耐高温氧化镁合金的发展方向。主要观点如下:镁合金主要是通过形成具有一定厚度、连续且致密的氧化膜来抑制Mg蒸气向外扩散和O的内渗透;镁合金的高温氧化通常与第二相的热稳定性有密切关系;当微量合金元素不足以在表面生成相应氧化物时,可通过形成置换固溶体和反应性元素效应来提高保护作用;具有表面活性的元素会在合金表面富集并减小氧化物尺寸,从而增强氧化层;合金元素的选择性氧化与协同作用对镁合金的抗氧化性能至关重要;在镁合金中加入纳米或微型颗粒可通过减少特定的氧化区域来提高镁合金的高温抗氧化性。未来关于耐高温氧化镁合金的研究可基于以下方面继续深入:应用先进表征技术精准揭示镁合金抗氧化的机理和本质;建立合金元素与氧化膜晶粒尺寸和力学性能的内在关联;设计合理的多合金元素成分体系。

关键词：镁合金高温氧化抗氧化机理氧化膜先进表征技术

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浇注温度和模具温度对铸造Al-Li-Cu-Mg-Sc-Zr-Ti合金流动性和热裂行为的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2025年第3期 669-683页

作者：王一笑吴国华张亮郭幼节童鑫李良彬熊训满上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心和金属基复合材料国家重点实验室江西赣锋锂业有限公司

通过实验与模拟方法研究了浇注温度和模具温度对Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.15Sc-0.1Zr-0.1Ti合金流动性和热裂行为的影响。结果表明，当浇注温度从680℃升高到740℃时，螺旋流动性试样的长度从302 mm增加到756 mm；当模具温度从200℃升到400... 详细信息

通过实验与模拟方法研究了浇注温度和模具温度对Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.15Sc-0.1Zr-0.1Ti合金流动性和热裂行为的影响。结果表明，当浇注温度从680℃升高到740℃时，螺旋流动性试样的长度从302 mm增加到756 mm；当模具温度从200℃升到400℃时，螺旋流动性试样的长度从293 mm增加到736 mm。随着浇注温度和模具温度的升高，合金热裂敏感因子先降低后升高，主要是由于浇注温度过高容易产生含锂氧化物。过高的浇注温度和模具温度容易产生氧化物夹杂物和孔洞，导致合金的流动性降低，热裂敏感因子升高，综合实验和模拟结果分析可知，浇注温度和模具温度分别控制在～720℃和～300℃适合生产铸造铝锂合金产品。

关键词：浇注温度模具温度流动性热裂行为铸造铝锂合金数值模拟

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