针对基于流态化技术利用硅粉直接氮化合成氮化硅粉的新工艺,建立了悬浮床内热过程的二维数学模型,并借助CFD商业软件FLUENT对悬浮床内热过程进行了数值模拟,分析了氮气速度、粉气比和氮化温度等因素对温度场和硅转化率的影响.结果表明,模拟计算值与实验值误差小于5%,该模型可以用来预测悬浮床内的热过程.在本文条件下,当以平均粒径2.7μm的硅粉为原料、氮化温度为1 380℃、氮化时间为54.5 s时,硅的转化率为22.5%.模型预测表明,如果将氮化温度升至1 450℃、氮化时间延长至7.1 min,那么硅转化率可达98.6%,氮化硅纯度达98%以上

应用射频溅射技术制备了面心立方结构的Fe1-xNix/Cu(x=0.26~0.54)金属超晶格.Mgo单晶衬底的采用以及在面心立方结构的Cu上实施外延等措施保证了在Ni质量分数低至0.26时Fe-Ni合金层仍保持了良好的面心立方的晶体结构,而且直到液氦温区这种面心立方结构仍是稳定的.磁性测量表明,当Fe-Ni合金层的Ni质量分数低至接近因瓦合金成分(x=0.35)时,其饱含磁矩呈下降趋势,即表现出偏离Slater-Pauling规律的倾向.同时,面心立方结构的Fe-Ni合金层的饱合磁矩有很强的温度依赖性,表明面心立方结构的Fe-Ni合金中饱含磁矩对Slater-Pauling规律的偏离与所谓的马氏体预相变无关,而与合金中Fe-Fe原子对的反铁磁性耦合有关

数值模拟了吸附时间、吸附压力、进气量、吸附床高度等工艺参数对微型氧氮分离过程的影响,分析了氧含量沿吸附床的演变过程,结果表明:微型氧氮分离过程为一种短周期的变压吸附循环;吸附压力越高,吸附阶段结束时氧气浓度波锋面穿透吸附床的距离越长:进气量越大,要求吸附床高度越大:吸附床长度缩短会导致吸附阶段氧气浓度锋面穿透吸附床;从开始到循环达到稳定状态需要大约15个循环:要想获得较高纯度的产品气,必须保证氧气浓度波锋面前沿不移出吸附床;传质阻力对过程的影响非常大,不能近似认为是瞬时平衡过程

采用 Sn-15%Pb 合金作为实验材料, 在保持熔体过热 90℃的条件下, 对其进行不同时间的电脉冲孕育处理. 利用金相组织观察和热分析等手段来评价电脉冲孕育处理对合金凝固组织和凝固过程的影响.结果表明:经电脉冲孕育处理后,Sn-15%Pb 合金凝固组织发生了明显的变化,凝固组织中的富 Sn 初生相形态从树枝晶转变为颗粒状;与凝固组织的变化相对应,合金的凝固过程也发生了明显的改变,初生相形核的最低温度有较大幅度的提高;但随着电脉冲处理时间的延长,凝固组织中粒状晶的数量总体呈现出\少-多-少-多\的周期性变化规律;与之相对应,初生相形核温度的变化也随电脉冲孕育处理时间的延长呈现出周期性

针对管线钢L360QS进行了钙处理实验研究,考查钢液中[Ca]、[S]对夹杂物变性的影响.结果表明,钢中的硫被脱到0.002%~0.003%(质量分数)范围内的较低水平,脱硫率最高达85.0%,与实验预期吻合.随着钢液中[S]增加,夹杂物中CaS+MnS的平均质量分数相应增加,但夹杂物中的CaS含量不一定增加.钙对夹杂物变性作用非常明显,[Ca]相对高的管线钢,其夹杂物绝大多数都变性为球形的含CaS钙铝酸盐复合夹杂,不存在MnS夹杂和MgO·Al2O3夹杂.为使氧化夹杂和硫化夹杂都变性完全,钢液中的硫的质量分数应控制在0.002%左右,钙的质量分数应控制在0.003 5%~0.004 0%,且[Ca]/[S]>1.9

中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%(质量分数)的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响.结果表明:初始组织为珠光体+先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程,在铁素体回复再结晶的同时伴随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出,得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,但等轴状铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布.温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出和铁素体回复与再结晶.由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀,变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗碳体的组织

钢中的碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用.基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钛、氮化铝以及硫化锰的热力学计算模型用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,并将这一结果应用于CSP过程.经计算得Ti (CxN1-x),MnS和AlN的析出温度分别是1200℃,1440℃和1010℃,最大的体积分数分别为2.315×10-5,4.18×10-4和3.1×10-4.对比发现热力学的计算结果与Thermo-Calc的计算结果和有关文献的实验数据有较好的一致性

指出了现象相似的数学物理本质是它们在同一个量纲为1的单元坐标体系中有相同的量纲为1的模型:模型的结构相同且各特征数数值——对应相等.以冶金工程中常见的问题——一维非稳态传导传热问题为例进行了说明与讨论.指明在量纲为1的单元坐标体系中不同现象的规律性之区别仅在于变量之间的关系不同,并不依赖于描述实际现象的方程.只要现象相似,它们在量纲为1的单元坐标体系中有相同的模型且有相同的解.在量纲为1的单元坐标体系中具有相同结构模型的现象是同类现象,同类现象中特征数数值对应相等的现象才是相似现象

采用脉冲放电技术合成Ni-P合金粉体,研究了合金粉体的结构及其对高氯酸铵热分解的影响.结果表明,非晶态Ni-P合金粉体是由微粒组成的团聚结构.脉冲放电电压700、900和1100V对应的弦粒子数依次增大,粉体粒径依次减小,分别为350～500、250～400和150～300nm.Ni-P合金粉体促进高氯酸铵的低温和高温热分解,与纯高氯酸铵相比,高氯酸铵和Ni-P粉体混合物的第1放热峰(低温分解峰)温度降低幅度小于12℃,第2放热峰(高温分解峰)温度降低约53℃;合金粉体粒径减小,第1放热峰强度增强,第2放热峰强度减弱,低温分解失重从高氯酸铵的15.97%增加到42.78%,高温分解失重从81.62%降低到47.58%,高温分解结束时温度的降低幅度为26～43℃

采用扫描电镜观察、粉末镶嵌试样、XRD和模压成形等方法,研究了置氢对TC4合金粉末颗粒形貌、表面状态、显微硬度、显微组织、相组成和压制性能等的影响.结果表明:置氢TC4粉末颗粒形貌为不规则状,粉末基本由亮相α相及暗相β相组成,颗粒显微组织呈片状、针状和板条状.随置氢量的增大,置氢TC4粉末显微硬度总体上趋于降低;α相逐渐减少,β相逐渐增多,置氢量达到0.32%(质量分数)时出现少量的针状α″相,置氢量为0.42%和0.46%时组织为明显的板条状(δ氢化物);粉末的压缩性能逐渐变好,成形性能逐渐变差,置氢量0.46%的TC4粉末的压制性能最好