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落管中Ni-Fe-Ti合金的快速凝固机理及其磁学性能: 2017年; 采用落管自由落体方法实现了Ni_(45)Fe_(40)Ti_(15)合金在微重力无容器条件下的快速凝固,获得了直径介于160—1050μm的合金液滴.理论计算表明冷却速率及过冷度随液滴直径减小而增大,并呈指数函数关系,实验获得的最大过冷度为210 K(0.14 T_L).随着过冷度增大,凝固组织中粗大的γ-(Fe,Ni)枝晶逐渐细化,二次枝晶间距减小,溶质Ti在γ-(Fe,Ni)相中的固溶度显著扩展.对不同直径合金液滴的凝固样品进行磁学性能分析,结果表明随着凝固合金液滴直径减小,其饱和磁化强度增大,矫顽力减小,矩形比下降,软磁性能明显提高.; 朱海哲阮莹谷倩倩闫娜代富平; 关键词：快速凝固深过冷磁学性能

微重力下Fe-Al-Nb合金液滴的快速凝固机理及其对显微硬度的影响被引量：1: 2017年; 采用落管无容器处理技术实现了Fe_(67.5)Al_(22.8)Nb_(9.7)三元合金在微重力条件下的快速凝固,获得了直径为40—1000μm的合金液滴.实验中合金液滴的过冷度范围为50—216 K,冷却速率随着液滴直径的减小由1.23×10~3K·s^(-1)增大到5.53×10~5K·s^(-1).研究发现,Fe_(67.5)Al_(22.8)Nb_(9.7)合金液滴的凝固组织均由Nb(Fe,Al)_2相和(αFe)相组成,且随着液滴直径的减小,初生Nb(Fe,Al)_2相由树枝晶转变为等轴晶,共晶组织发生了约3倍的细化且生长特征由层片共晶向碎断共晶转变;硬质初生Nb(Fe,Al)_2相的析出有效提高了合金的显微硬度.与电磁悬浮条件下同过冷合金的凝固组织对比发现,落管条件下的合金液滴凝固组织更细化,使得合金显微硬度提高了2%—6%.; 谷倩倩阮莹代富平; 关键词：共晶生长快速凝固深过冷显微硬度

快速凝固Ni-Ge合金的组织演化与力学性能研究被引量：9: 2020年; 采用铜型喷铸和自由落体两种方法实现了Ni95Ge5单相合金和Ni33Ge67共晶合金的快速凝固,对其组织演化规律、硬化机理和多尺度力学性能进行了系统研究.实验发现,随着合金熔体冷却速率的提升,Ni95Ge5单相合金的微观组织由粗大枝晶转变为等轴晶,Ni33Ge67共晶合金则由规则共晶逐渐细化并转为含少量初生Ge相的过共晶组织.两种合金均发生显著硬化,其中单相合金为晶界主导的硬化行为,共晶合金则为多相协同硬化.纳米力学分析表明,共晶合金的表面应力较大,卸载时出现更高的弹性回复,而单相合金更易发生塑性变形,其独特的组织形态与较小的应变硬化指数会显著增强合金硬化能力,冷速提升引起的硬度增幅高达56.6%,远高于共晶合金的6.3%.另一方面,两者呈现不同的硬度与强度关系,单相合金显微硬度与屈服强度的平均比值为2.75,共晶合金则为9.09,由此可知,高冷速引起的组织演变同样会提升合金材料的屈服强度.由于落管中微小液滴的冷速更高,快速凝固后其硬度与强度均显著优于喷铸合金.; 燕鹏旭王伟丽闫娜沙莎魏炳波; 关键词：快速凝固枝晶生长共晶生长塑性变形屈服强度

深过冷条件下Co_7Mo_6金属间化合物的枝晶生长和维氏硬度研究被引量：7: 2018年; 采用电磁悬浮和自由落体两种实验技术对二元Co-50%Mo过共晶合金中初生Co_7Mo_6金属间化合物的生长机理和维氏硬度进行了系统研究.电磁悬浮实验中,合金熔体获得的最大过冷度为203 K(0.12T_L),初生Co_7Mo_6枝晶生长速度与过冷度之间呈现幂函数关系.随着过冷度的增大,初生枝晶中Co元素含量单调递增,枝晶尺寸明显减小,并且其维氏硬度逐渐升高.在自由落体状态下,随着液滴直径的减小,合金熔体的过冷度和冷却速率均增大.当液滴直径减小到392μm以下时,初生Co_7Mo_6枝晶从小平面向非小平面形态进行转变.实验发现,深过冷条件下Co_7Mo_6化合物发生了显著的溶质截留效应,其维氏硬度与Co元素分布和形貌特征密切相关.; 沙莎王伟丽吴宇昊魏炳波; 关键词：金属间化合物快速凝固枝晶生长维氏硬度

液态五元Ni-Zr-Ti-Al-Cu合金快速凝固过程的高速摄影研究被引量：4: 2019年; 采用电磁悬浮和自由落体两种无容器熔凝技术,并借助高速摄影实时分析方法,研究了液态五元金的快速凝固组织由初生Ni3Ti相、次生Ni10Zr7相和(Ni10Zr7+Ni21Zr8)共晶组成.初生Ni3Ti相以枝晶方式生长,枝晶生长速度随熔体过冷度的增大以幂函数关系单调递增,最高可达 12 mm/s,同时其体积分数逐渐减小至 13.4%,并发生显著组织细化.在自由落体条件下,尽管合金液滴凝固组织的相组成并未发生变化,但随着过冷度的增大,初生 Ni3Ti 相的生长被抑制,凝固组织由晶态向非晶态转变,且非晶相的体积分数线性增大.当直径小于 275 m 时,合金液滴实现了完全非晶态凝固.; 徐山森常健吴宇昊沙莎魏炳波; 关键词：深过冷快速凝固

超声悬浮过程中圆柱体的旋转运动机理研究被引量：3: 2017年; 研究了圆柱体在超声悬浮过程中的旋转运动机理.实验发现:悬浮圆柱体的密度和长径比越小,转动惯量越小,其稳态旋转的转速越大;反射端在水平方向的偏移会产生回复力矩,使圆柱体停止旋转,且圆柱体静止时的轴线方向与反射端偏移方向垂直;在圆柱体两端加入适当的外界干扰可以主动抑制其旋转.计算表明,悬浮圆柱体的旋转起源于其质心偏移产生的力矩,而反射端位置的偏移以及发射端的倾斜均会抑制圆柱体的旋转.; 秦修培耿德路洪振宇魏炳波; 关键词：超声悬浮有限元方法圆柱体

液体材料超声处理过程中声场和流场的分布规律研究被引量：8: 2017年; 针对合金熔体等液体材料的超声处理过程,选取水作为透明模型材料,采用数值模拟计算和示踪粒子实验方法,研究了20和490 kHz两种频率超声作用下水中的声场和流场分布.结果表明,增大变幅杆半径能够提高水中声压水平,扩大空化效应的发生区域.当超声频率为20 kHz时,水中声压最大值出现在超声变幅杆下端面处,且声压沿传播距离的增大而显著减小.如果超声频率增加至490 kHz,水中的声压级相比于20 kHz时明显提高,且声压沿着超声传播方向呈现出周期性振荡特征.两种频率超声作用下水中的流场呈现相似的分布特征,且平均流速均随着变幅杆半径增大表现出先升高后降低的趋势.变幅杆半径相同时,20 kHz频率超声作用下水中的平均流速高于490 kHz频率超声.采用示踪粒子图像测速技术实时观察和测定了水中的流速分布,发现其与计算结果基本一致.; 吴文华翟薇胡海豹魏炳波; 关键词：超声声场流场空化效应

深过冷液态Ni-Zr合金的局域结构和快速凝固研究: 本文采用电磁悬浮、自由落体和静电悬浮三种无容器处理技术，使液态Ni-Zr合金获得了深过冷，通过调控过冷度实现了凝固过程的主动控制，研究了凝固动力学规律。同时，结合分子动力学模拟从原子尺度阐明了过冷液态合金快速凝固过程中的...; 吕鹏; 关键词：局域结构快速凝固; 文献传递

多孔Cu/Ni复合材料的电沉积法制备及其性能被引量：4: 2019年; 采用电沉积法制备了孔隙分布均匀且沉积层为2~5层的多孔Cu/Ni复合材料。研究了不同工艺参数下多孔Cu/Ni复合材料的宏观形貌、微观结构和力学性能。多孔Cu/Ni复合材料的微观结构及表征参数与沉积层数密切相关,其平均孔径、孔隙率随沉积层数增加而减小,其比表面积、表观密度随沉积层数增加而增大,多孔Cu/Ni复合材料的铜层与镍层之间由于原子扩散形成固溶体合金层。材料的力学性能随沉积层数增加而提高,抗压缩强度由246kPa提升至1736 kPa,杨氏模量由3.94 MPa增大到19.02 MPa,单位体积吸能能力由59.03 Pa·m提升至824.51 Pa·m。; 杨碧莲李星吾阮莹魏炳波; 关键词：多孔复合材料电沉积力学性能

Heat transfer analysis of feedthrough flange under high alternating current condition被引量：1: 2020年; The heat transfer characteristics of feedthrough flange under high alternating current excitation were investigated by threedimensional finite element model.The correlations between the heat transfer behaviors and system parameters including applied current,ceramic thickness and working time were discussed comprehensively.A remarkable absorbed power beyond 100 W in flange would be produced by the electromagnetic field from wires.Under natural cooling condition,there is an obvious temperature rise about 40℃in the flange center after 10 min of current excitation.Three types of water cooling solutions acting on flange surface,e.g.line type,circle type and S type solutions,were proposed to reduce the flange temperature under high alternating current and long working time condition.By the S type water cooling mode,the best cooling effect can be achieved that the maximum temperature rise is about 20℃and the average temperature rise is less than 5℃.; CAI XiaoWANG HaiPeng; 关键词：TRANSFER COOLING FLANGE INDUCTION HEATING

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国家自然科学基金(51327901)

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机构

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