以水银和氩气作为模拟介质,通过物理模拟研究了高拉速板坯连铸结晶器内电磁制动和水口吹氩耦合作用下的气泡运动和分布行为.采用电阻探针测量了结晶器内气泡的运动和分布情况,分析了磁场、吹氩量等不同工艺参数对气泡占空比、气泡数量和气泡脉冲宽度的影响规律.实验结果表明:在一定的拉速条件下,施加磁场改变了气泡在结晶器内的分布规律,有利于气泡的上浮,降低了气泡在结晶器内的冲击深度,减少了到达结晶器窄面的气泡数量;磁场的施加和吹氩量的增加都使得脉冲宽度较大的气泡数量增多,且主要集中在结晶器1/4宽度和水口之间区域

为了克服猪脱细胞真皮基质作为组织工程支架材料渗透性差、降解速度过慢、免疫原性较强等缺点,采用多种化学、生物与物理综合方法处理猪皮制备了一种新型天然胶原支架材料,通过光学显微镜、扫描电镜观察以及体外降解时间、透水汽性、拉伸强度、孔隙率、收缩温度等的测定,对其性能进行了研究.实验结果显示:支架中的成纤维细胞、脂肪细胞及组织纤维间质完全去除,胶原纤维得到了松散,并维持其原有的天然三维网络多孔结构;该材料透水汽性处于3000g·m-2·d-1左右,适合创面恢复;体外降解时间处于25~50h之间,并可根据需要调整工艺条件控制降解时间;拉伸强度介于10.20~11.50MPa之间,具有良好的拉伸强度;收缩温度介于70~85℃之间.上述结果表明该材料已解决了猪脱细胞真皮基质渗透性差、降解速度过慢的缺点,并且其透气性和拉伸强度高、降解性优良且可控,符合组织工程支架材料的要求

采用添加脱磷剂直接还原焙烧-磁选的工艺制备直接还原铁,研究了不同还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程铁还原的影响.实验结果和扫描电镜分析表明,还原剂中固定碳和挥发分含量对于焙烧产物中金属铁晶粒的聚集、增多和长大以及所得还原铁指标影响较大.焦炭和无烟煤所得焙烧产物中金属铁晶粒与脉石矿物结合较紧密,难以在磨矿过程中实现单体解离.褐煤所得焙烧产物中金属铁晶粒出现明显的连接和长大,且与脉石矿物界限分明,嵌布粒度较粗,有利于铁颗粒与脉石矿物的解离,从而其铁回收率较其他还原剂高

建立了环缝式电磁搅拌法制备半固态金属浆料系统电磁场的计算模型,采用商用ANSYS软件对制浆系统内电磁场分布进行了数值模拟,分析了电流、频率、坩埚材质、冷却器材质和环缝宽度对磁感应强度的影响规律,并进行了相应的实验验证.研究结果表明:电磁场模拟结果与实验结果具有较好地一致性,验证了计算模型与软件算法的可行性;系统电磁力主要分布于环缝内,提高了对合金熔体的搅拌强度;在相同的环缝宽度下,磁感应强度随频率的增大而依次减小,随电流的增大而依次增大;同时选用不锈钢坩埚与石墨冷却器可以使环缝内铝合金熔体的磁感应强度获得最大;相同电流和频率条件下,磁感应强度随着环缝宽度减小而逐渐增大;相同搅拌功率条件下,环缝式电磁搅拌法可以获得更加细小均匀的半固态组织,平均晶粒尺寸较普通电磁搅拌法减小31%

采用液相脉冲放电技术,通过改变脉冲电压、放电次数、Ni2+浓度、pH值,以及加入稀土添加剂(LaCl3、NdCl3)等途径,研究了制备工艺中各因素对Ni-P合金粉的结构、形貌、粒径以及对Ni2+转化率的影响.结果表明,脉冲能量是影响Ni-P合金粉粒径和Ni2+转化率的主要因素,提高脉冲电压或增加放电次数,Ni-P合金粉平均粒径明显减小,而Ni2+转化率增大.聚焦光束反射测量仪(FBRM)实时监测结果表明,在放电过程中Ni-P合金粉的形核、生长速率显著大于放电结束之后的形核、生长速率.加入LaCl3、NdCl3能使Ni-P合金粉粒径减小,LaCl3质量浓度为0.1g·L·时制得的Ni-P合金粉平均粒径为156nm,NdCl3质量浓度为0.05g·L-1时其平均粒径为72nm

通过原位追踪金相观察、维氏硬度测试、透射电子显微术、电子背散射衍射等实验手段研究了低碳钢中贝氏体组织在550~675℃范围内重加热过程中的演化与热稳定性.实验结果表明:贝氏体组织通过回复与再结晶方式演化为多边形铁素体,在该过程中粒状贝氏体首先演化为多边形铁素体,然后多边形铁素体再吞噬贝氏体铁素体,贝氏体铁素体表现出了高于粒状贝氏体的热稳定性;在回复过程中,贝氏体铁素体中相邻铁素体板条之间的小角度晶界部分撤除,铁素体板条发生倾转与合并;贝氏体组织在重加热过程中的演化存在一个稳定阶段,处于回复与再结晶之间,其持续时间随温度的降低而显著延长

借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X衍射分析和力学性能检测设备及腐蚀性能检测仪器等手段,结合奥氏体不锈钢的设计思路以及Fe-Ni-Si和Fe-Mn-Si三元相图,分析了普通高硅铁基合金的性能和组织,设计并研究了含镍或锰奥氏体高硅铁基合金的组织、力学性能和耐蚀性能.结果表明:普通高硅铁基合金的基体均为铁素体,主要是长程有序的Fe3Si相,这种相有低温脆性现象同时是合金产生硅脆的根本原因.在合金中加入18%的镍,能使合金中出现奥氏体相,其冲击韧性达到5.52J·cm-2,比普通高硅铁基合金提高7倍以上,腐蚀率和普通高硅铁基合金相当

基于Biot-Savart定律和空间滤波技术,采用二维傅里叶变换,研究磁场到电流的反演.对高温超导量子干涉器(SQUID)测得的载流导线周围的磁场分布以及圆孔缺陷周围的涡流场激发的磁信号进行反演处理,并对所得的结果,特别是在傅里叶空间对截止频率的选择进行了初步探讨.结果表明,较高的截止频率值能有效提高反演结果的空间分辨率,但增加了噪声信号对反演结果的影响;相对较低的截止频率值能更明显地去除噪声信号,同时导致反演结果的失真,降低了反演结果的空间分辨率.利用缺陷周围的磁场数据反演出的电流分布,能够准确反映出被测样品中缺陷的位置、形状等基本情况

采用扫描电镜、透射电镜及其附带的能谱仪和碳复型萃取技术等多种手段研究了不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒显微组织、枝晶间合金元素偏析和析出相.发现Hf含量可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例,粉末的快速凝固组织形态主要取决于冷却速率和固液界面前沿温度梯度与长大速度的比值.不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒中,Nb、Ti、Zr和Al均富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni均富集于枝晶轴.当Hf质量分数为0.3%时,Ti、Nb、Zr、Hf等强碳化物形成元素的枝晶偏析程度最小.在快速凝固粉末颗粒中,Hf对氧含量比碳含量更敏感,优先形成更稳定的氧化物HfO2

对5.0 t H13铸锭进行了解剖,采用扫描电镜和能谱分析对铸锭中夹杂物进行了形貌和组成分析,通过T[O]分析和金相显微镜统计分析对铸锭中夹杂物的分布进行了研究.结果表明铸锭中氧含量较高,平均值达到27.8×10-6,必须进一步精炼;铸锭中夹杂物主要为近球形的CaO-Al2O3-SiO2夹杂,块状TiN-VN夹杂,沿晶界分布的条状VC-CrC-MoC夹杂物和少量的CaS-MnS夹杂;尺寸较大的VC-CrC-MoC夹杂物对H13钢的韧性影响较大,必须在后续热处理及精炼中加以控制;T[O]和夹杂物在铸锭中分布不均匀,在铸锭头部中心附近,夹杂物及总氧呈负偏聚;而在铸锭中部及锭尾中心附近,夹杂物及总氧呈正偏聚;同时,铸锭中下部大尺寸夹杂物数量比较高.为了表征夹杂物的偏聚程度,本文提出了夹杂物偏聚指数的新概念.在5 t H13铸锭头部中心夹杂物偏聚指数达到0.75~0.85,而在中下部夹杂物偏聚指数达到1.2~1.3