系统运用材料物理学、弹性力学、热力学、工程测试技术的理论知识以及有限元数值仿真、实验分析等方法,研究高温应变片热输出误差的影响因素并得出补偿修正模型.首先根据材料电阻温度效应理论及热膨胀理论研究了高温应变片热输出的耦合特性,建立耦合作用下高温应变片的热输出模型,得到了构件、胶层和应变片三者耦合作用下应变片热输出的理论表达式;然后根据材料的电阻温度效应推导出不同栅丝材料的电导率参数,利用有限元仿真得到不同材料栅丝的热输出特性,选择其中的两种栅丝材料作为本文的研究对象得到其在耦合作用下的热输出并与实验数据对比,相对误差小于7%.最后基于理论模型和实验结果,建立了高温应变片热输出补偿模型,补偿修正后结果与理论值误差在9%以内,补偿效果良好

钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙(f-CaO),稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性. 在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO2与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量. 本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析. 研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高. 在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO2(C2S)、3CaO·SiO2(C3S)含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求. 此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性

利用自蔓延高温合成法成功制备了MgB2粉末．通过热力学计算、X射线衍射图谱分析了各相生成的先后顺序及转化关系,探讨了合成反应产物中的相组成、MgB2的分解温度等．结果表明,自蔓延高温合成法能制备无MgB4等杂质相的单相MgB2,且晶粒细小易于分解．

借助热力学软件Thermo-Calc和ASPEX自动扫描电镜等分析手段,研究了低合金高强钢精炼过程渣-钢反应和钙处理对夹杂物改性行为的影响.通过提高炉渣碱度和w(CaO)/w(Al2O3)值以及降低炉渣氧化性等措施,钙处理前钢中Al2O3夹杂物转变为靠近1600℃液相区的CaO-MgO-Al2O3复合夹杂物和少量的MgO·Al2O3尖晶石.在渣-钢反应对Al2O3部分变性的基础上,钙线喂入量每炉由优化前的800 m减少到300 m仍能达到夹杂物改性的目的

运用电子显微镜和化学相分析等多种实验手段研究了Ti微合金化高强耐候钢中的析出物,并在热力学计算的基础上分析了其析出过程.结果表明:钢中主要存在TiC,TiCN,Ti4C2S2,TiN等析出物,连轧前TiN的析出过程已基本完成;大量纳米尺寸的TiC球形析出物粒子在铁素体的位错线上分布;Ti含量增加改变了MC相的粒度分布,小尺寸粒子的体积分数显著增加,增强了沉淀强化的效果

在分析已有的热力学数据基础上,建立了估算二元金属间化合物标准熵的双参数模型.用此模型可估算由简单金属形成的二元金属间化合物的标准熵,涉及Fe、Si、Nb、Ti、Cu、Co和Mg等多个体系.估算了132个已知金属间化合物AlCa、AlCo、CrNi、FeTi、FeSi、FeNb和MoSi等的标准熵,平均误差为4.86 J·mol-1·K-1,标准差为6.24 J·mol-1·K-1.用双参数模型估算的标准熵精度高,其估算误差小于离子束缚模型

在分析已有的热力学数据基础上,建立了估算二元金属间化合物比热容的双参数模型.用此模型可以估算由简单金属形成的二元金属间化合物的比热容,涉及Fe、Si、Nb、Ti、Cu、Co和Mg等多个体系.估算了132个已知金属间化合物AlCa、AlCo、CrNi、FeTi、FeSi、FeNb和MoSi等的比热容,平均误差为2.74J·mol-1·K-1,标准差为3.84J·mol-1·K-1.用双参数模型估算的比热容精度高,其估算误差小于离子束缚模型

用热力学方法,推导出适用于高分散度球形和非球形物质的熔化温度随粒度变化的关系式,本文所得方程式定量地描述了高分散度物质的熔化温度随粒度减小而降低的关系,所得结果对比于M.Hasegawa等人的理论计算能更好地符合于Coo14be2对铅的实验结果

分别采用X射线衍射、金相显微镜、原子力显微镜和透射电镜等组织表征手段以及室温拉伸和热膨胀系数测试等性能测试方法,对比研究了高温退火、低温时效处理对冷拔Fe-Ni合金丝微观组织演变、拉伸强度以及热膨胀系数的影响.研究结果表明:原始丝材强度高,但是室温热膨胀系数较大;而950℃退火导致晶粒粗化以及位错密度降低,虽然室温热膨胀系数低,但强度不足.相比之下,500℃较低温度的时效处理,能获得最优的强度/热膨胀系数组合(1189 MPa/0.2×10-6℃-1).对Fe-Ni合金丝相应的强化机制以及热膨胀系数的影响因素分别进行了讨论分析,分析结果表明:细晶强化与位错强化是该合金丝的主要强化机制,而热膨胀系数则主要受溶质原子-位错交互作用影响.揭示出,合适的热处理工艺选择对于Fe-Ni合金丝力学性能/热膨胀性能优化具有重要意义

为了研究Mn和Si元素对中锰热轧高强钢显微组织和力学性能的影响，设计了不同Mn、Si含量C-Si-Mn系试验用钢.利用热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和单向拉伸等实验方法对试验用钢的相变点、显微组织、残余奥氏体含量和力学性能进行了测定与分析.结果表明：Mn和Si对中锰热轧高强钢的显微组织影响较大，对于低Si高Mn的试验钢，其显微组织主要由粒状贝氏体组成；对于高Si高Mn的试验钢，主要由贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体组成；对于高Si低Mn的试验钢，则由块状铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成.高Si高Mn试验钢获得最高的综合力学性能，抗拉强度达1200 MPa以上，总伸长率为16%，强塑积接近20 GPa·%.分析认为，试验钢这种高强度和较高的塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的