检索结果-内蒙古大学图书馆

钢铁 2023年第5期58卷 59-69页

作者：房孟婷袁华志谢鑫曾建华仲红刚翟启杰上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学先进凝固技术中心上海200444 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司四川攀枝花617000

铸坯中MnS夹杂物的形貌及尺寸对钢的性能影响显著,因此了解并调控其析出长大过程具有重要意义。采用连铸坯枝晶生长热模拟试验,观测了U78CrV重轨钢铸坯凝固过程中MnS夹杂的形貌及尺寸变化规律,结合热力学和动力学计算,分析了重轨钢铸坯... 详细信息

铸坯中MnS夹杂物的形貌及尺寸对钢的性能影响显著,因此了解并调控其析出长大过程具有重要意义。采用连铸坯枝晶生长热模拟试验,观测了U78CrV重轨钢铸坯凝固过程中MnS夹杂的形貌及尺寸变化规律,结合热力学和动力学计算,分析了重轨钢铸坯中MnS夹杂的析出长大行为。热模拟试验表明,重轨钢铸坯中MnS主要在凝固末期析出,多分布于枝晶间隙。其中,柱状晶区中MnS主要呈球形、椭圆形及短棒状,平均等效半径为2.42μm,最大等效半径为4.19μm;等轴晶区中MnS多呈不规则形状,平均等效半径为4.01μm,最大等效半径为7.58μm。热力学计算表明,柱状晶区MnS析出凝固分数为0.97,析出温度为1663 K,高于固相线9 K;等轴晶区MnS析出凝固分数为0.95,析出温度为1623 K,高于固相线20 K。动力学分析表明,柱状晶区MnS理论长大半径为2.74μm,等轴晶区MnS理论长大半径为5.98μm,计算结果与试验结果较为吻合。通过比较柱状晶区与等轴晶区MnS的析出时间,讨论了等轴晶区MnS尺寸明显大于柱状晶区的原因。通过降低初始硫含量、减轻铸坯芯部硫元素的偏析以及提高冷却速率,可以有效降低芯部等轴晶区的MnS夹杂物的尺寸,减小MnS对钢材性能的危害。

关键词：重轨钢 MnS 热模拟热力学动力学

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基于微流控技术的高通量材料合成、表征及测试平台

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自然杂志 2017年第2期39卷 103-114页

作者：林银银巫金波上海大学材料基因组工程研究院上海200444

随着微流控技术的不断发展以及传统实验方法所暴露出的种种弊端,人们迫切希望微流控技术可以将传统实验室中的实验操作过程如样品预处理、混合、反应、萃取、分离、表征和检测等集中在一个芯片上,以微流控芯片代替传统实验室。这种高通... 详细信息

随着微流控技术的不断发展以及传统实验方法所暴露出的种种弊端,人们迫切希望微流控技术可以将传统实验室中的实验操作过程如样品预处理、混合、反应、萃取、分离、表征和检测等集中在一个芯片上,以微流控芯片代替传统实验室。这种高通量的实验方法将显著提高反应效率,增加产量,从而不但实现高通量材料的合成、表征与检测,也进一步促进了平台的集成化、微型化、自动化和便携化的发展。

关键词：微流控技术合成表征测试高通量

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含Cl反应力场ReaxFF的评估

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火炸药学报 2024年第1期47卷 81-90页

作者：肖卓君肖斌何祺王晴晴刘馥刘艳洁王宁李伟刘轶上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学理学院物理系上海200444 上海电子信息职业技术学院机械与能源工程学院上海201411 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

为考察反应分子力场ReaxFF对高氯酸铵(AP)推进剂材料模拟的适应性,从文献中选取了两种含C/H/O/N/Cl有机反应力场,对AP系统中含Cl的典型小分子进行结构和能量扫描计算,并对AP高温裂解过程进行了反应分子动力学模拟。通过对比反应力场与... 详细信息

为考察反应分子力场ReaxFF对高氯酸铵(AP)推进剂材料模拟的适应性,从文献中选取了两种含C/H/O/N/Cl有机反应力场,对AP系统中含Cl的典型小分子进行结构和能量扫描计算,并对AP高温裂解过程进行了反应分子动力学模拟。通过对比反应力场与量子力学计算结果发现,现有的含Cl有机反应力场在计算HCl以及部分含H、Cl元素的小分子能量时表现较好,但无法合理描述含高价Cl小分子以及含N、O元素小分子的化学键形成和断裂行为。根据力场分子动力学模拟结果的物种分析,现有的反应力场模拟获得了H_(2)O、O_(2)、NH_(3)、HCl等产物小分子,但未能复现ClO_(2)、HClO 4等高价Cl产物以及NO_(2)、N_(2)O的生成,与实验观测有显著差距。

关键词：量子力学含Cl反应力场ReaxFF 反应分子动力学高氯酸铵 AP 固体推进剂

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机器学习辅助相场模拟预测锂离子输运参数对电池枝晶最大生长高度和空间利用率的影响

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储能科学与技术 2024年第9期13卷 2864-2870页

作者：李亚捷王依平陈斌林海龙张更施思齐上海大学材料科学与工程学院上海200444 湖南理工学院机械工程学院湖南岳阳414006 上海大学材料基因组工程研究院上海200444

在锂基电池反复充放电的过程中,锂离子在负极表面的不均匀沉积会导致不可控的枝晶生长,进而严重影响电池的安全性能。相场模拟方法是描述和预测枝晶生长的有力手段,然而求解描述场变量演化的偏微分方程组对计算资源的要求较高。机器学... 详细信息

在锂基电池反复充放电的过程中,锂离子在负极表面的不均匀沉积会导致不可控的枝晶生长,进而严重影响电池的安全性能。相场模拟方法是描述和预测枝晶生长的有力手段,然而求解描述场变量演化的偏微分方程组对计算资源的要求较高。机器学习因能快速拟合历史数据中的潜在规律以实现材料性能的预测,已被广泛用于电池材料性能预测与筛选、电池健康状况评估等方面。本文以锂离子输运参数对电池枝晶形貌的影响为例,通过相场模拟收集不同锂离子扩散系数与离子电导率对应的枝晶图像,基于这些数据训练机器学习模型,进而预测给定离子输运参数所对应的枝晶描述因子(枝晶最大生长高度和空间利用率)。结果表明K-最邻近(K-nearest neighbors)模型可以较为精准地刻画离子输运参数与两种枝晶描述因子之间的联系(R^(2)为0.995和0.992),同时机器学习模型对锂离子输运参数与枝晶描述因子间构效关系的挖掘方式及枝晶描述因子的区间范围都会影响预测结果的准确性。本文能够有效降低计算成本,有助于指导高效地设计具有枝晶抑制性能的电池材料体系。

关键词：扩散系数离子电导率枝晶描述因子相场模拟机器学习

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Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

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中国有色金属学报 2023年第3期33卷 653-664页

作者：刘权肖祁陵罗群李谦周国治上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

以Mg-3Al合金为研究对象,基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算,分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点,筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相,探究筛选的Al2Nd和Al2Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响,分析Nd和Gd对Mg-3Al合... 详细信息

以Mg-3Al合金为研究对象,基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算,分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点,筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相,探究筛选的Al2Nd和Al2Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响,分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响,揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明:添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸,提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后,Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm,分别降低了44%、48%,合金屈服强度由65 MPa提升至76~79 MPa,伸长率可达12.7%~16.5%。其细晶机理为Al2RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。

关键词： Mg-3Al合金稀土元素晶粒细化细晶机理

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镁系易切削钢中夹杂物分析

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钢铁钒钛 2021年第2期42卷 179-187,192页

作者：朱强斌李杰邓向阳田钱仁曾志崎付建勋上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 中天钢铁集团有限公司江苏常州213000

为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响,以1144高硫易切削钢为试验钢种,采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明:在易切削钢铸坯中,Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹... 详细信息

为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响,以1144高硫易切削钢为试验钢种,采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明:在易切削钢铸坯中,Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变,分布更为均匀,同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升。在轧材中,使得钢中夹杂物球化,并且钢中硫化锰夹杂物的尺寸和分布也得到了较好的改善,同时,Mg处理能够有效提高易切削钢的切削加工性能。

关键词：易切削钢 MnS 夹杂物 Mg处理

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高镍三元/硅氧碳软包电池在不同温度下的日历老化机制

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材料工程 2023年第9期51卷 148-157页

作者：夏一冕刘智常增花庞静卢世刚有研科技集团有限公司国家动力电池创新中心北京100088 国联汽车动力电池研究院有限责任公司北京100088 北京有色金属研究总院北京100088 上海大学材料基因组工程研究院上海200444

由于电动汽车在大多数时间处于非工作状态,因此电池搁置期间的日历老化会对电池的寿命产生显著影响。高温加速实验是快速评价电池日历寿命的常用方法,为了获得可靠的高温加速老化实验结果,需要对不同温度条件下的电池衰减机理进行研究... 详细信息

由于电动汽车在大多数时间处于非工作状态,因此电池搁置期间的日历老化会对电池的寿命产生显著影响。高温加速实验是快速评价电池日历寿命的常用方法,为了获得可靠的高温加速老化实验结果,需要对不同温度条件下的电池衰减机理进行研究。以高镍三元/硅氧碳软包电池为研究对象,基于无损的电化学微分曲线分析和电池拆解验证,研究不同搁置温度对高镍/硅氧碳电池日历老化性能及老化机制的影响。结果表明:随着搁置温度的升高,电池老化速度逐渐加快,表现为容量加速衰减和直流内阻大幅增加。无损分析结果表明:活性锂损失和正极活性物质损失是电池日历老化的主要影响因素,随着温度升高,电池的活性锂损失程度和正极活性物质损失程度都有所增加,负极老化情况基本保持不变;进一步结合拆解验证结果表明:55℃下的高温搁置加速了正极材料性能的衰退,高温下正极NCM811材料颗粒出现内部裂纹和粉化,不宜作为电池搁置期间加速老化实验的加速因子。

关键词：锂离子电池差分电压分析事后分析加速老化实验日历老化

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RE-Mg-Ni系储氢电极合金“电化学相图”的构建

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稀有金属材料与工程 2018年第7期47卷 2107-2112页

作者：时雨庞越鹏罗群陈双林李谦娄豫皖上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200072 Compu Therm LLC MiddletonWI 53562USA 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩... 详细信息

将相图计算和RE-Mg-Ni(RE=Nd,Ce,Y)系储氢电极合金的最大放电容量测试相结合,然后通过矩阵运算的方式构建了合金"电化学相图",提出了一种储氢电极合金设计的新方法,可快速定位高放电容量区域,为储氢电极合金设计提供指导,缩短研发周期。结果表明,Nd-Mg-Ni体系具有较高的最大放电容量,Y-Mg-Ni体系次之,其中NdMgNi4合金的最大放电容量为271.06 mAh·g^(-1)。

关键词：储氢电极合金电化学放电容量相图合金设计

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高镍三元锂离子电池低温放电性能研究进展

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材料工程 2022年第9期50卷 1-17页

作者：韩富娟常增花赵金玲王仁念丁海洋卢世刚有研科技集团有限公司国家动力电池创新中心北京100088 国联汽车动力电池研究院有限责任公司北京100088 北京有色金属研究总院北京100088 上海大学材料基因组工程研究院上海200444

随着新能源汽车产业的迅速发展,消费者对电动汽车续航里程的要求不断提高。高镍三元锂离子电池因其比能量高成为电动汽车中最具应用前景的动力电池,但该电池体系依然面临着低温性能差的问题。本文综述近年来高镍三元锂离子电池低温性能... 详细信息

随着新能源汽车产业的迅速发展,消费者对电动汽车续航里程的要求不断提高。高镍三元锂离子电池因其比能量高成为电动汽车中最具应用前景的动力电池,但该电池体系依然面临着低温性能差的问题。本文综述近年来高镍三元锂离子电池低温性能的研究进展,重点总结高镍三元锂离子电池低温性能的影响因素,一方面从热力学角度分析低温下高镍三元正极材料和石墨负极材料的结构变化、电解液相态和溶剂化结构变化以及黏结剂玻璃化转变对电池低温性能的影响;另一方面从动力学角度分析高镍三元电池低温放电过程中的速率控制步骤。归纳目前高镍三元锂离子电池低温性能的主要改善措施,其中低温电解液的设计包括优化溶剂、改善锂盐及使用新型添加剂三个方面,对电极材料低温性能的改善主要是通过体相掺杂、表面包覆及材料颗粒粒径降低的方式。总结电池中低温性能研究中存在的对电池低温热力学特性研究不够明确、对电池低温动力学过程研究方式单一以及对电池中的反应顺序存在的影响认识不足等问题。

关键词：高镍三元锂离子电池低温热力学动力学电解液

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材料领域知识嵌入的机器学习

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硅酸盐学报 2022年第3期50卷 863-876页

作者：刘悦邹欣欣杨正伟施思齐上海大学计算机工程与科学学院上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海市智能计算系统工程技术研究中心上海200444 之江实验室杭州311100

数据驱动的机器学习因其能够快速拟合历史数据中的潜在模式并实现材料性能的精准预测,已被广泛应用于材料性能优化和新材料设计。然而,由于缺乏描述符间关联关系、材料性能驱动机制等材料领域知识的指导,数据驱动的机器学习在实际应用... 详细信息

数据驱动的机器学习因其能够快速拟合历史数据中的潜在模式并实现材料性能的精准预测,已被广泛应用于材料性能优化和新材料设计。然而,由于缺乏描述符间关联关系、材料性能驱动机制等材料领域知识的指导,数据驱动的机器学习在实际应用中常常出现与材料基础理论认知或原理不一致的结果。本工作通过分析材料数据的特点和数据驱动的机器学习建模原理,厘清了数据驱动的机器学习应用于材料领域面临的三大矛盾:高维度与小样本数据的矛盾、模型准确性与易用性的矛盾、模型学习结果与领域专家知识的矛盾。藉此提出材料领域知识嵌入的机器学习作为上述矛盾的调和策略。进一步,面向“目标定义–数据准备–数据预处理–特征工程–模型构建–模型应用”的机器学习全流程,通过剖析相关的基础性和探索性工作,探讨了在机器学习各阶段实现材料领域知识嵌入的关键技术。最后,展望了材料领域知识嵌入机器学习的发展机遇和挑战。

关键词：材料设计机器学习材料数据

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