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

针对航空用钛合金开发了一种不采用氢氟酸、甲醇、铬酐类等有毒物质的低毒、无刺激、环保型电化学抛光工艺,并采用光学显微镜、原子力显微镜等方法对电化学抛光后的钛合金表面形貌进行研究.该工艺所用溶液由无水乙醇、乳酸、高氯酸和高氯酸钠组成,将Ti-10V-2Fe-3Al钛合金在直流电源恒电流模式下电化学抛光,可以通过改变抛光时间、电流密度和高氯酸浓度等参数控制腐蚀深度.分别在体积分数为5%,10%和15%的三种高氯酸溶液中和在20,25和30 A·dm-2三个电流密度下进行电化学抛光.抛光后的钛合金表面形貌观察结果表明:在高氯酸含量较低(5%)的溶液中以20 A·dm-2电流密度抛光可以取得较理想的效果

福建紫金山含砷低品位硫化铜矿年产300tCu和1000tCu生物堆浸工业试验结果表明:铜浸出率随着矿石粒度的减小而提高,矿石粒度为-30mm,浸出周期为270d,铜的浸出率达到80.58%;铜萃取率和电积电流效率随着浸出液pH值的降低和电积液中铁的质量浓度的增加而降低,当浸出液pH值下降到1.19时,铜萃取率下降到了50%;通过增加堆高、定期中和萃余液、增加负载有机相洗涤和活性炭+沙滤+气浮塔脱除电积原液中有机物等工艺改进后,降低了萃取剂、煤油和电能的消耗量,提高了铜的浸出速率,浸出周期为200d,铜浸出率为81.31%,铜萃取-电积的耗电量为2679.98kW·h·t-1,高纯阴极铜生产成本1.05万元·t-1

3D 打印原理与创新应用3 材料的发展与历史进步7 材料科学与工业化基础13 材料连接导论17 材料与节能减排23 材料与生活、环境安全28 超声及其材料化学应用32 城市生态学与人类未来38 改变世界的 3D 打印技术43 改变世界和生活的化学47 高分子材料科学导论52 工程美学导论58 国际能源政治与经济学62 精雕细琢的微纳世界68 科学的旅程 73 科学软件应用与实验数据处理78 逻辑学入门 83 纳米世界的科学与艺术89 能源电池概论94 能源与经济发展100 能源战略和科技发展104 全球化的认证认可体系107 浅谈轻合金的应用 114 舌尖上的化学 117 生活中的材料科学125 生活中废旧材料的艺术化改造与再利用实践 129 生态文明与绿色发展132 新材料前沿研究与产业趋势137 新材料与未来科技142 未来能源 147 智能穿戴技术改变世界152 中国低碳经济发展157 中国陶瓷史 160 中美科技与文化交流166 专业外语（材料）171 自然界材料构筑科学与创新思维175 走进‘芯’世界 180 神奇的玻璃材料184 碳中和经济概论191 咖啡美学鉴赏195 双碳”：数字化方法与技术课程教学大纲.204 材料探索 214 材料与碳中和221 食为天”—食品化工与碳中和 课程教学大纲.227 生活化学实验230 化学与社会 233 人工智能与学术伦理236 绿色低碳科技与生活244 生态产品价值实现的理论与实践249 扫描电镜与科学家典故255 AI 科学家261

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

为了研究非金属夹杂物对航空用超高强度钢性能的影响,采用扫描电镜原位观测的方法,跟踪观察了拉伸和低周疲劳载荷作用下两种航空用超高强度钢中不同种类、形态和尺寸的夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观行为.结果表明,对于单个TiN和AlN夹杂,在拉伸载荷作用下,裂纹均首先在夹杂内部萌生.夹杂面积越大,夹杂内萌生的裂纹条数越多,第1条裂纹萌生所需的应力越小.在疲劳载荷作用下,对于单个TiN夹杂,裂纹也首先萌生于夹杂内部.但对于以点链状形式存在的AlN夹杂,无论是在拉伸还是疲劳载荷作用下,裂纹均首先在点链状夹杂内部两夹杂之间的母材中萌生,然后沿点链状夹杂向两侧扩展.以点链状形式存在的夹杂对材料疲劳性能的危害比单个夹杂严重得多,夹杂物对材料疲劳性能的危害远大于对拉伸性能的危害

基于热力学计算结果,通过配碳还原-熔分工艺,从不锈钢粉尘中选择性分步提取了Cr、Ni和Zn重金属元素.配碳还原实验结果表明,不锈钢粉尘的最佳配碳量为20%,粉尘中Fe、Ni和Zn的最低还原温度为1050℃,Cr的最低还原温度是1 400℃,与热力学计算结果一致,通过控制温度实现了对粉尘中金属的选择性分步还原.直接还原熔分实验说明,Fe-Cr合金最佳熔分温度为1550℃,粉尘中金属以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出来,渣金分离状况良好,反应时间5min时金属提取率已达到75%左右,15 min时Fe和Cr收得率达到85%以上,Ni超过90%.通过控制配碳量、还原时间与反应温度,在不改变现有工艺的条件下,不锈钢粉尘直接返回炼钢主流程回收其重金属完全可行

为了研究RH真空处理过程脱碳反应速率及其影响因素,并有效地控制超低碳钢在RH真空处理过程中碳含量的变化,根据热力学、动力学原理建立了RH真空处理脱碳数学模型,通过RH真空处理脱碳数学模型研究了内部脱碳反应深度和脱碳速率之间的关系.模型计算结果表明,反应深度的变化和内部脱碳的反应速率是相对应的,采取预真空操作,提升了反应深度,淡化了前期脱碳转折点的影响,加速了前期的脱碳反应,并在RH处理后期找到了内部脱碳向表面脱碳转变的时间临界点

结合华兴煤矿1318炮放面实例,运用数值模拟手段,描绘了工作面反风时采空区流场内漏风流,氧、CO和瓦斯各组分气体,以及温度等的分布变动过程,给出了反风时沿工作面边界各组分气体涌出量的变化规律.模拟在反风后,场内各组分气体含量分布重心发生倒置,原上游高温区被冷却,下游低温区逐渐转变为新的高温区,使采空区的温度上升过程重新回到一个相对较低的温度起点,使自燃升温得到一定的延缓.反风后,场内CO气体涌出量经历突降—回跳上升—缓慢衰减—再逐渐增加的跳动过程,瓦斯涌出量在经历大幅度突降和回跳后,其增幅度不大.用埋管抽放的办法能够防止因反风导致工作面内有害气体超限,同时给出了反风的实施条件,即必须确保采空区无明火

以转炉除尘灰、高炉瓦斯灰和硫酸渣为含铁原料,制成CaO/SiO2值为2.0、C/O摩尔比为1.1～1.2的高碱度内配煤含铁团块,在1330～1380℃下进行自还原,研究这一过程的脱硫和脱磷规律.结果表明:(1)高碱度内配煤含铁团块自还原过程中,通过还原气化脱硫可去除20%～40%的硫,其余的硫绝大部分存在于渣中,并通过渣铁分离被去除,总脱硫率高于97%.(2)过量的CaO可以抑制脉石中的P2O5被碳还原,已被还原的磷一部分被新生态的金属铁吸收,另一部分从团块内部逸出而去除.脉石中未被还原的P2O5最终可通过渣铁分离被去除,总脱磷率达到50%～60%.(3)高碱度内配煤含铁团块高温自还原法可制备出低硫、低磷的\纯净\金属铁粒