检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2025年第4期39卷 6-15页

作者：李广付一川余海存杨鹏辉魏莹喇培清顾玉芬兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

光热发电是极具发展前景的可再生能源技术,不仅可实现电力能源的梯次利用,还能与风电、光电等互补运行。基于国内外对光热发电技术的研究,本文综述了光热发电用储能熔盐的研究进展。熔盐是光热发电热能存储系统中理想的传储能介质,具有... 详细信息

光热发电是极具发展前景的可再生能源技术,不仅可实现电力能源的梯次利用,还能与风电、光电等互补运行。基于国内外对光热发电技术的研究,本文综述了光热发电用储能熔盐的研究进展。熔盐是光热发电热能存储系统中理想的传储能介质,具有高热容量、高导热性和低黏度等优异的热物理性质。熔盐储能具有储能容量大、储存周期长和成本低等优点,在光热发电、熔盐反应堆、供暖和余热回收等领域广泛应用。本文首先介绍了光热发电技术的优势和发展,接着归纳总结了光热发电用储能熔盐的主要特性和发展,并对新开发配比的熔盐以及熔盐纳米流体热物理性质进行了阐述,最后总结和展望了下一代光热发电储能熔盐的发展。期望了解光热发电储能熔盐的技术发展,为下一代热能传储系统的设计、制造和运行维护提供参考。

关键词：光热发电熔盐储能熔盐熔盐腐蚀

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采用激光预置铜层钛钢接头成形与组织

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焊接学报 2025年第3期46卷 18-26,88页

作者：朱明祁先刚张宗智石玗兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

钛钢复合板在爆炸成形过程中会产生局部未熔合等缺陷,目前采用电弧焊修复时精度、质量与自动化程度相对较低,主要难点集中在钢表面铜过渡层的高质量制备方面.为此提出采用半导体激光同轴送粉的方法精确成形铜过渡层,并在铜层表面TIG熔... 详细信息

钛钢复合板在爆炸成形过程中会产生局部未熔合等缺陷,目前采用电弧焊修复时精度、质量与自动化程度相对较低,主要难点集中在钢表面铜过渡层的高质量制备方面.为此提出采用半导体激光同轴送粉的方法精确成形铜过渡层,并在铜层表面TIG熔覆钛层实现复合板的局部修复,采用半导体激光熔覆试验系统,分析了激光功率、送粉速率、扫描速度对铜层熔覆成形参数及微观组织的影响,并在铜层表面继续TIG熔覆钛层,工艺优化后得到了成形良好的Ti-Cu-Fe接头并对接头进行了微观组织测试与性能评价.结果表明,采用半导体激光可以实现铜层熔覆厚度的精确控制,厚度范围为0.236~0.462 mm;从Cu-Fe接头能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)可以发现,通过铜层厚度的控制,上表面区域的Fe元素含量明显减小,有利于减少脆硬的Fe-Ti金属间化合物生成;TIG堆焊钛层后,接头主要以CuTi2金属间化合物为主,接头平均抗剪强度为194MPa,接头断裂方式为脆性断裂.创新点:(1)通过半导体激光熔覆可以在钢基材表面实现铜熔覆层成形的精确控制(2)激光熔覆的Cu层厚度能满足TIG堆焊钛层对熔深的要求,接头以CuTi2金属间化合物为主,性能良好.

关键词：钛钢复合板 Cu过渡层激光熔覆同轴送粉熔覆成形工艺

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激光热丝高效沉积Inconel 718熔覆层组织与性能

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焊接学报 2025年

作者：苏国兴石玗朱明张刚兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

对工程构件表面进行强化改性或增材修复能够有效提升零件的服役寿命，减少材料和能源消耗，响应我国绿色和可持续发展战略.本文采用激光热丝沉积工艺在316L不锈钢表面制备了Inconel 718熔覆层，沉积过程中的线能量仅为81.4 kJ/m，焊丝... 详细信息

对工程构件表面进行强化改性或增材修复能够有效提升零件的服役寿命，减少材料和能源消耗，响应我国绿色和可持续发展战略.本文采用激光热丝沉积工艺在316L不锈钢表面制备了Inconel 718熔覆层，沉积过程中的线能量仅为81.4 kJ/m，焊丝沉积速率高达3.1 kg/h.对Inconel 718熔覆层的微观组织、相组成、显微硬度及耐磨性能进行了研究.结果表明：Inconel 718熔覆层的微观组织由垂直于基材表面和层道界线向熔覆层中心生长的柱状树枝晶构成.γ-Ni相是Inconel 718熔覆层中的基础相，在柱状树枝晶晶间区域检测到了呈“链状”和“岛状”分布的Laves相.Inconel 718熔覆层的平均显微硬度为268.89 HV1，比316L不锈钢基材的显微硬度高37%.Inconel 718熔覆层的平均摩擦系数为0.53，摩擦质量损失为316L不锈钢基材的23.9%，磨损表面由细微的划痕和少量的剥落构成，磨损机制为粘着磨损.

关键词：激光热丝沉积 Inconel 718 沉积速率微观组织耐磨性能

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非均匀激光热源焊接铜/钢接头的组织及力学性能研究

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机械工程学报 2025年第6期61卷 151-159页

作者：韩静石玗李广张航陆刚兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 浙江巴顿焊接技术研究院杭州311200

铜钢复合结构因兼具成本和性能的优势应用广泛,但存在物性参数差异,焊接难度大。传统均匀热源下焊接接头成分偏析大、铜侧热影响区软化严重。采用全域功率可调激光振镜焊接系统,设计非均匀热源以满足两种材料对热量的不同需求,研究了三... 详细信息

铜钢复合结构因兼具成本和性能的优势应用广泛,但存在物性参数差异,焊接难度大。传统均匀热源下焊接接头成分偏析大、铜侧热影响区软化严重。采用全域功率可调激光振镜焊接系统,设计非均匀热源以满足两种材料对热量的不同需求,研究了三种不同的功率模式对Cu/304SS异种接头元素扩散、微观组织及性能的影响。结果表明,Cu与Fe侧的功率比为6比4时,接头产生了最大程度的液相分离,焊缝中铜和钢的固溶体均匀分散,接头具有最低的元素偏析程度以及最小的软化程度,抗拉强度最大(211 MPa),为铜母材的93%(226 MPa)。研究结果为铜钢异种接头焊接过程能量分布的灵活调控提供新的手段。

关键词：振镜显微组织异种金属力学性能机制

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铝合金振镜激光-双脉冲CMT复合增材熔滴过渡特性

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机械工程学报 2025年第2期61卷 120-129页

作者：张刚刘忠义张程朱明石玗兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325105

先进复合热源在焊接过程精细化调控、组织微控及性能优化等方面独具优势,将成为高性能铝合金增材成形的优选热源。针对丝材铝合金增材过程稳定性低、气孔率高、成形精度低等问题,提出一种功率调制振镜激光与双脉冲CMT电弧复合增材制造... 详细信息

先进复合热源在焊接过程精细化调控、组织微控及性能优化等方面独具优势,将成为高性能铝合金增材成形的优选热源。针对丝材铝合金增材过程稳定性低、气孔率高、成形精度低等问题,提出一种功率调制振镜激光与双脉冲CMT电弧复合增材制造的新方法。建立复合热源增材制造试验系统,开展增材工艺试验,分析复合热源作用下焊丝熔化、熔滴过渡行为及过程稳定性,并基于光谱和红外成像数据阐释复合热源交叉区等离子体和温度场变化规律,揭示激光等离子体对熔滴过渡行为的影响机制。结果表明,新工艺能够实现对铝合金增材稳定传质及精细化调控;复合热源下熔滴以射滴过渡+短路过渡的混合模式进行,且当平均电流由90 A增至100 A时,熔滴直径和射滴过渡频率分别从1.49 mm增至1.52 mm,从74 Hz增至82 Hz,短路过渡频率保持不变9 Hz;当激光功率由600 W增至1200 W时,熔滴直径和射滴过渡频率分别从1.52 mm增至1.63 mm,从70 Hz减小至64 Hz,短路过渡频率为8 Hz;熔滴过渡变化是光致等离子体增加复合区能量密度和电弧区电流密度以及高速扫描激光动态调控复合热源能场分布的综合作用结果。

关键词：铝合金振镜扫描激光-双脉冲CMT复合熔滴过渡温度场等离子体

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冷冻铸造-压力浸渗制备仿贝壳层状结构Al/Al_(2)O_(3)复合材料及其性能研究

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粉末冶金材料科学与工程 2025年第1期30卷 71-78页

作者：杨立凯吕博梁岑俊池林巧力石玗兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

受自然材料如珍珠贝的高性能得益于其独特层状结构的启发,结合仿生学理念,本文通过冷冻铸造-压力浸渗技术制备仿贝壳层状结构Al/Al_(2)O_(3)复合材料。采用扫描电子显微镜和材料试验机研究玄武岩烧结助剂和烧结温度对多孔Al_(2)O_(3)骨... 详细信息

受自然材料如珍珠贝的高性能得益于其独特层状结构的启发,结合仿生学理念,本文通过冷冻铸造-压力浸渗技术制备仿贝壳层状结构Al/Al_(2)O_(3)复合材料。采用扫描电子显微镜和材料试验机研究玄武岩烧结助剂和烧结温度对多孔Al_(2)O_(3)骨架微观结构和抗压强度的影响,采用X射线断层扫描仪观察分析复合材料的微观结构和物相体积分数。结果表明:多孔Al_(2)O_(3)骨架具有孔道与陶瓷交替排列的层状结构。该结构的形成机理依赖于冰晶的定向生长,冰晶在生长过程中将陶瓷颗粒推到两侧,形成定向层状结构。加入玄武岩助烧剂或提高烧结温度,可显著提高陶瓷骨架的体积收缩率和抗压强度。Al/Al_(2)O_(3)界面可以建立化学键合,使熔体与骨架有效复合。Al/Al_(2)O_(3)复合材料具有高致密度,呈现出精细的层状结构,较大程度上实现了仿贝壳结构的设计目标。

关键词：冷冻铸造真空-压力浸渗仿生结构设计层状结构金属/陶瓷复合材料

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再生纤维素基三明治结构复合薄膜的电磁屏蔽性能

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材料导报 2025年第2期39卷 239-244页

作者：张婷吴翠玲籍冰晗韩梦瑶杜雪岩兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

电磁辐射污染在工业、民用及军事等领域日趋严重,高性能的电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)屏蔽材料成为当前研究热点。以再生纤维素(Regenerated cellulose,RC)为基体,石墨烯(Graphene,GE)为导电填料,纳米Fe_(3)O_(4)为磁... 详细信息

电磁辐射污染在工业、民用及军事等领域日趋严重,高性能的电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)屏蔽材料成为当前研究热点。以再生纤维素(Regenerated cellulose,RC)为基体,石墨烯(Graphene,GE)为导电填料,纳米Fe_(3)O_(4)为磁性填料,采用沉浸相转化法和压制成型法制备了三明治结构GE/RC-Fe_(3)O_(4)/RC-GE/RC复合薄膜。研究了GE含量和薄膜厚度对复合薄膜EMI屏蔽性能的影响,探讨了其屏蔽机制。结果表明,随着GE含量和薄膜厚度的增大,复合薄膜的电导率和EMI屏蔽性能逐渐提高。当GE含量为20%(质量分数,如无特殊说明,下同)、薄膜厚度为0.84 mm时,复合薄膜的EMI屏蔽效能(Shielding effectiveness,SE)达到24.7 dB。同时,GE的添加增强了复合薄膜的拉伸强度,其最大值为12.2 MPa。本研究为绿色纤维素基电磁屏蔽复合薄膜的构筑提供了借鉴。

关键词：再生纤维素三明治结构复合薄膜电磁屏蔽石墨烯纳米Fe_(3)O_(4)

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1060-H24纯铝无轴肩微型搅拌摩擦焊的数值模拟分析

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材料导报 2025年第5期39卷 217-222页

作者：张昌青马东东谷怀壮王栋刘恩荣张鹏省兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 西北有色金属研究院西安710016

使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工... 详细信息

使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工具下的焊接接头经历不同的加热和冷却焊接热循环,实测常规工具焊接接头的峰值温度约为362℃,而无轴肩工具焊接接头的峰值温度仅为143℃;焊件表面的残余应力均以焊缝中心对称分布,常规工具残余应力主要分布在轴肩区域,最大残余应力为116 MPa。无轴肩工具残余应力呈现以搅拌针为中心的尖峰分布,最大残余应力为34 MPa;残余应力反映了焊后变形,常规工具焊接的薄板沿焊缝方向向上凸起,最大挠度为2.817 mm。无轴肩工具焊接的薄板没有可视变形,最大挠度仅0.0081 mm。无轴肩微型搅拌摩擦焊热输入低,能有效减小薄壁焊件的残余变形,提高焊件的尺寸精度和装配质量。

关键词：微型搅拌摩擦焊有限元模拟温度场应力应变残余变形

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超声辅助SiO_(2)纳米颗粒强化铝/铜等离子弧熔钎焊工艺

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材料工程 2025年第2期53卷 133-141页

作者：樊丁张欢黄健康李岩谢宇航兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

利用超声波辅助纳米强化等离子弧熔钎焊工艺成功实现了铝/铜异种金属的连接,并获得了形态良好的铝/铜搭接接头。使用SEM、EDS、XRD、拉伸实验和导电性能测试等方法,分析研究了超声波和SiO_(2)纳米颗粒对搭接接头的宏观和微观形貌、组织... 详细信息

利用超声波辅助纳米强化等离子弧熔钎焊工艺成功实现了铝/铜异种金属的连接,并获得了形态良好的铝/铜搭接接头。使用SEM、EDS、XRD、拉伸实验和导电性能测试等方法,分析研究了超声波和SiO_(2)纳米颗粒对搭接接头的宏观和微观形貌、组织结构、力学性能以及导电性能的影响。结果表明:在超声波和SiO_(2)纳米颗粒耦合作用下得到的搭接接头,液态铝在铜表面的铺展和润湿效果更好,焊缝正面成形良好,接头主要由金属间化合物层区和Al-Cu共晶区组成,金属间化合物层的厚度明显减小,接头力学性能显著提高,采用了SiO_(2)纳米颗粒和超声波的铝/铜接头的相对电导率为153.527%IACS,导电性能有所改善。

关键词：超声振动 SiO_(2)纳米颗粒金属间化合物力学性能导电性能

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热处理对Fe-Al渗层组织结构及其熔融氯化盐腐蚀性能的影响

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表面技术 2025年第2期54卷 148-160页

作者：陈维铅喇培清许世鹏马超李亚明兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 酒泉职业技术学院甘肃省太阳能发电系统重点实验室甘肃酒泉735000

目的探索热扩散处理温度对Fe-Al渗层组织结构的影响,研究其在熔融氯化盐中的腐蚀性,为310S不锈钢在光热发电氯化盐储热领域的应用提供技术方案。方法使用77%Al_(2)O_(3)+20%Al+3%AlCl_(3)(质量分数)渗铝剂在310S钢表面制备Fe-Al涂层,并... 详细信息

目的探索热扩散处理温度对Fe-Al渗层组织结构的影响,研究其在熔融氯化盐中的腐蚀性,为310S不锈钢在光热发电氯化盐储热领域的应用提供技术方案。方法使用77%Al_(2)O_(3)+20%Al+3%AlCl_(3)(质量分数)渗铝剂在310S钢表面制备Fe-Al涂层,并通过750~950℃热扩散处理30 h,改善渗层的结构及物相组成;在800℃三元共晶熔融氯化盐浸泡30 h,评价不同热扩散处理温度对渗铝层耐腐蚀性的影响。采用XRD、SEM、EDS等分析腐蚀前后渗层微观结构、物相组成,以及截面形貌和元素分布。结果800℃保温15h在310S钢表面制备了140μm厚的渗铝层,通过热扩散处理发现,温度对渗层结构及物相组成具有较大的影响。800℃以下热扩散处理渗层结构及组成基本没有变化,外层主要以Fe2Al5相为主,过渡层为FeAl相,腐蚀后表面未形成连续的氧化层。850℃处理渗层截面中间层出现了大量不规则孔洞,腐蚀后表面形成厚度约为15μm的Al_(2)O_(3)层,对渗层起到了一定的保护作用,但氧化层与渗层界面结合不紧密,容易脱落。900℃热处理渗层物相均转化为FeAl相,与基体结合界面形成厚度约为30.4μm的互扩散区;腐蚀后渗层表面形成厚度约为32μm的Al_(2)O_(3)层,且无裂纹、孔洞,与渗层结合良好,耐腐蚀性能最佳。950℃处理渗层腐蚀后表面未形成氧化层,出现了54μm的沿晶腐蚀深度。结论310S钢表面渗铝层经900℃热扩散处理后,在熔融氯化盐腐蚀环境中形成了连续、致密的Al_(2)O_(3)层,展现出了良好的耐腐蚀性能。

关键词： 310S钢 Fe-Al渗层包埋渗铝热扩散处理氯化盐腐蚀

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