通过建立中间包内多相流非稳态数学模型,研究了长水口吹氩对中间包内流场的影响,分析了吹氩流量与渣眼面积和卷渣量之间的关系.结果表明,在扩张型长水口吹氩时,氩气泡流容易聚集于长水口的喇叭口处.由于浮力作用,吹氩造成的气泡流在湍流抑制器上方会产生较强的上升流,钢液涡度分析显示,这有利于夹杂物的碰撞长大和上浮去除.对于该 50t两流中间包,在拉坯速度为 1.2 m/min条件下,当长水口吹氩流量为 1.5×10-4 Nm3/s时,既能有效促进夹杂物的上浮去除,也可使渣眼面积控制在较低范围内;而吹氩流量大于 2.5×10-4 Nm3/s时,会加剧渣眼形成和卷渣程度,导致钢液发生严重的二次氧化.
低活化马氏体-铁素体钢是目前核聚变反应堆的首选结构材料之一,钢中纳米级碳化物析出相对其韧塑性能起关键作用.本文以CLAM钢为研究对象,利用 SEM、TEM对其显微组织、碳化物析出相M23C6(M= Fe,Cr)相及断裂微区进行表征与分析.结果表明,M23C6 主要分布在马氏体板条边界,在拉伸过程中会造成位错缠结堆积,促发微裂纹的萌生和扩展.为了从原子尺度上探究碳化物对晶界变形行为的影响,采用分子动力学方法模拟了拉伸变形过程中晶界(∑5(031))上碳化物和位错的交互作用.模拟结果显示,晶界的塑性变形以位错滑移和非晶化塑性变形为主.随着碳化物尺寸增大和数量增多,非晶化塑性变形程度增强,位错运动受阻,造成局部结构应力集中并产生微裂纹.
采用选择性激光烧结(SLS)技术对 PA2200 粉末材料进行烧结试验,研究激光功率、扫描间距和扫描速率对成形件的尺寸精度和弹性模量的影响,通过全面试验设计法进行工艺参数优化.结果表明,最优工艺参数组合为激光功率 40W、扫描速率 3 000 mm/s、扫描间距 0.4 mm,此时成形件的 X 向尺寸相对偏差为-0.5%、Y向尺寸相对偏差为-0.5%、Z 向尺寸相对偏差为 1.2%、弹性模量为 1 589.61 MPa.利用显微镜对成形件表面进行观察,发现PA2200 粉末熔化均匀,颗粒之间黏接效果较好,孔隙较小,致密度高,验证了该组工艺参数的有效性.
锂磷氧氮化合物(LiPON)是一种广泛应用于全固态薄膜电池体系的固态电解质.本文采用射频磁控溅射工艺制备 LiPON薄膜,研究了溅射工艺参数和烧结锂片添锂对 LiPON 薄膜离子电导率的影响.结果表明,在溅射功率为 120 W时,随着N2/Ar流量比由 3∶7 升高至 7∶3,薄膜离子电导率由 1.31×10-6 S/cm增至 2.24×10-6 S/cm;当N2/Ar流量比为 7∶3 时,随着溅射功率由 160 W降至 120 W,薄膜离子电导率由2.09×10-6 S/cm增至 2.24×10-6 S/cm.分析认为,高氮气比例和低溅射功率有助于双配位和三配位氮结构含量的提升,从而提高 LiPON薄膜的离子电导率.此外,烧结锂片添锂法能有效实现靶材添锂,相同溅射参数下,所制薄膜的离子电导率提升了 21.4%.
利用气压辅助烧结法制备 ZrB2 基复合陶瓷材料,借助力学性能测试、XRD、SEM等探究了添加 Nb 与TiB2 对所制材料烧结行为、力学性能及抗氧化能力的影响.结果表明,金属 Nb 在烧结过程中发生塑性形变促使ZrB2 颗粒重排,同时破坏B—B共价键促进物质扩散,改善了材料的烧结及力学性能,但也造成材料高温抗氧化性能下降.进一步引入TiB2 能提高陶瓷材料的力学性能,且反应生成的 ZrTiO4 有利于形成抗氧化保护层以提高材料的高温抗氧化能力.
