钛基储氢合金具有较高的吸氢能力、较低的放氢温度以及丰富的资源,是最常见的固态储氢材料之一。本文主要介绍了钛基储氢合金的几种不同制备方法对储氢性能的影响,包括传统制备方法(冶炼、快淬和机械合金化)和新方法(冷轧、等通道转角压制和高压扭转)。对上述制备工艺对应的钛基合金的组织分析和储氢性能进行了较为深入的总结。研究发现,通过强塑性变形(SPD)引入少量的位错、晶界、亚晶界和裂纹等晶格缺陷,有利于改善合金的吸/放氢动力学特性,但SPD可能引起合金成分不均匀和残余应力增加,不利于储氢能力的提高。未来有望将掺杂、改性等新方法、新技术应用于钛基储氢合金,以期在实际应用方面取得突破。
利用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 在低温下无损伤、无应力地沉积化学计量的氮化硅是微电子、微机电系统 (MEMS) 等各种应用领域中的一个重要课题。本研究研究了氮化硅 PECVD (LAPECVD) 过程中激光辅助对沉积的 Si 3 N 4 薄膜的物理和化学特性的影响。由于反应气体的分解作用增强,在 80 ◦ C 下用 193 nm 激光辅助的 LAPECVD 显示出比 PECVD 更高的沉积速率。此外,沉积的氮化硅薄膜的 N/Si 化学计量比和残余应力也得到了改善。当氮化硅直接沉积在有机发光二极管 (OLED) 上进行薄膜钝化时,LAPECVD 没有观察到电气损坏,这可能是因为激光辅助沉积在 OLED 表面覆盖了一层薄薄的氮化硅层,而传统的 PECVD 则因直接暴露于等离子体而导致离子轰击导致器件损坏。我们相信 LAPECVD 系统可用于各种下一代微电子行业,这些行业需要在低温 PECVD 期间以最小的损坏进行高质量的薄膜沉积。
金属卤化物钙钛矿有可能促进可再生能源需求,作为高效率,低成本的光伏替代品。最初的功率转换效率非常出色,但是需要改进钙钛矿的操作稳定性,以实现广泛的部署。机械应力是一个重要但经常被误解的因素影响钙钛矿热循环期间化学降解和可靠性。在本手稿中,我们发现基于钙钛矿和底物之间的热膨胀系数(CTE)不匹配的常用方程未能准确预测基于溶液的膜形成后的残余应力。例如,尽管CTE相似,但狭窄的带隙“ SNPB Perovskite” CS 0.25 fa 0.75 sn 0.75 sn 0.5 pb 0.5 i 3和“三重阳离子钙钛矿” cs 0.05 ma 0.16 ma 0.16 fa 0.79 pb(i 0.83 br 0.17)3。使用原位吸光度和底物曲率测量的组合来证明退火前的部分附着可以减轻残留应力并解释钙钛矿中的巨大应激变化。
裂纹抑制器增强型铝制海洋结构的新设计和性能评估工具 1.0 目标。 1.1 本研究项目的目标是改进现有的建模能力,以有效可靠地捕捉裂纹抑制器对焊接铝制海洋结构疲劳和断裂性能的影响,并探索裂纹抑制器的最佳设计以满足设计要求。在恶劣的操作环境下设计大型铝制高速船需要焊接结构能够承受制造缺陷和服务引起的缺陷的亚临界增长而不会失效。研究表明,可以通过插入局部高断裂韧性材料或降低裂纹扩展驱动力来阻止裂纹扩展。由于缺乏用于铝结构的裂纹抑制器设计程序,因此无法选择最佳的机械抑制器装置来在裂纹达到临界状态之前阻止其扩散。本研究的目的是开发和实施一种新型计算工具,用于模拟存在裂纹抑制器、残余应力和焊接引起的材料异质性和非线性的情况下焊接铝制海洋结构的曲线裂纹扩展及其相关的残余强度和寿命。 2.0 背景。 2.1 当前和未来船舶制造商对重量和性能的需求要求最佳的轻质铝制船舶
材料已得到广泛研究 [1-9]。在许多此类研究中,已报告了机械性能的显著变化和各种形式的水分引起的损坏 [4-8]。例如,吸收的水分已被证明会降低树脂的玻璃化转变温度 T~ [4,5],降低复合材料的基质主导性能,如横向拉伸强度和层内剪切强度 [4-6],并导致树脂膨胀,从而引起残余应力并导致微裂纹的形成 [5, 7-10]。吸收水分的这些有害影响被归因于树脂基质的塑化和降解以及纤维基质界面的降解 [5-10]。迄今为止,大多数水分研究都涉及热固性基质复合材料(例如石墨/环氧树脂),这些复合材料在 95% 至 100% 相对湿度环境中会吸收高达 1.2% 至 2% 的重量水分(纤维体积分数 v r 在 60% 至 68% 之间)[1,2,5-7]。最近,已经开发出热塑性(半结晶和非晶态)基质复合材料,与热固性基质复合材料相比,它们吸收的水分非常少 [3,4]。这种系统的一个例子是热塑性基质复合材料,由非晶态聚酰亚胺基质 Avimid | K3B 组成,并用 Magnamite | IM7 石墨增强
摘要:添加剂制造技术比传统技术具有许多优势;然而,它们的生产过程可能导致产生的零件的较高残留应力和扭曲。使用数值模拟模型作为预测印刷过程产生的变形和残留应力的解决方案。这项研究旨在通过定向能量沉积(DED)来预测齿轮修复过程中施加的紧张和扭曲。首先,分析了国家标准技术研究所(NIST)提出的案例研究,以验证该模型和数值获得的结果。随后,对DED技术的某些参数的影响进行了参数研究。验证NIST基准桥模型获得的结果与实验获得的结果一致。反过来,从参数研究获得的结果几乎总是与理论上预期的结果一致。但是,某些结果不是很清楚和一致。获得的结果有助于阐明某些打印参数的影响。所提出的模型允许考虑残余应力在计算齿轮负荷产生的应力时的影响,这是疲劳分析的必要数据。建模和模拟沉积过程可能会由于多种因素而具有挑战性,包括校准模型,管理计算成本,计算边界条件以及准确代表材料属性。本文旨在在两个案例研究中仔细解决这些参数,以实现可靠的模拟。
粉末到散装过程,例如添加剂制造和金属注塑成型(MIM),为复杂的金属设计和制造带来了巨大的潜力。但是,添加剂制造过程通常由于局部强度而引起的高残余应力和质地。mim是一个极好的批处理制造过程;然而,由于缓慢的烧结过程,它不适用于快速筛选和开发新的金属成分和结构。在此,据报道,超快的高温烧结(UHS)过程可以使散装金属/合金和金属间化合物的快速合成和烧结。在此过程中,将元素粉末混合并压入颗粒中,然后在1000至3000°C之间的温度下仅在几秒钟内烧结。用众多的熔点证明了三种代表性组成,包括纯属金属,金属间和多元合金。金属烧结的UHS过程是特定的非物质,除了非常快速,这使其适合于材料发现。此外,烧结方法不对样品施加压力,使其与3D打印和其他复杂结构的加法制造过程兼容。这种快速的烧结技术将极大地促进金属和合金的开发和制造。
船舶建造中最近的一项发明是使用屈服强度为 100,000 psi 的高强度低合金钢作为船体结构元件,从而实现独特的设计概念。这一应用是重要的一步,但材料的行为需要进一步定义。为了船东、设计师和制造商的利益,船舶结构委员会发起了一个项目,以确定应使用哪些机械性能作为判断性能的标准,评估大型焊件以确定标准是否合适,并选择与大型试验相关的小型实验室试验。对造船厂和船舶修理厂的调查显示,这些新材料仅用于船体的关键强度元件。焊接程序通过爆炸膨胀试验进行鉴定,以确定安全操作温度极限。对这些材料及其焊接件的性能的调查表明,热影响区可能比未受影响的基板更容易出现裂纹并发展,但结论是需要更多的数据来建立适用性标准。建议进行实验室调查,以确定环境和循环应力对缓慢裂纹发展的影响,并确定焊接件的断裂韧性,包括残余应力和冶金和几何不连续性的影响。
大多数反应器中不同的金属焊缝是低合金钢零件和不锈钢管道之间的连接。造成不同金属焊接接头材料特性差异引起的残余应力造成的原发性水应力腐蚀破裂(PWSCC)损害很高。在世界范围内报告了许多事故,例如由于PWSCC引起的放射性冷却液泄漏,对核安全构成了巨大威胁。这项研究的目的是通过使用由金属3D印刷制造的功能分级材料(FGM)代替现有的不同金属零件来从根本上清除不同的金属焊缝的技术,该焊接由低合金钢和高质量不锈钢制成。进行了粉末的产生,混合比计算和金属3D打印,以制造低合金钢钢钢FGM,以及对FGM的热膨胀(CTE)测量的微结构分析,机械性能和系数。结果,观察到,随着FGM中的奥氏体含量的增加,CTE倾向于增加。FGM中热膨胀系数的逐渐变化表明,使用3D打印的添加剂制造可有效防止其整个层的热膨胀性能突然变化。关键字:功能分级材料(FGM); PWSCC; 3D打印;反应堆;热膨胀系数(CTE)
将一根管道连接到另一根管道是一项劳动密集型过程,因为它需要焊接、螺纹或法兰以及相关设备。虽然这种类型的钢包含多种元素成分,主要含有铁,但可以添加其他几种金属成分,对其可焊性和强度产生很大影响 [1-3]。焊接钢通常需要预热和后热处理,以防止焊接开裂,而焊接钢(如高碳钢)更容易出现焊接开裂,需要特殊的焊接填充金属。裂纹是指焊接熔池未填满的焊缝,它是由焊接金属冷却时发生的收缩应变引起的。当收缩受限时,将引起导致开裂的残余应力。据此,通常会导致开裂的典型因素包括:(i) 焊接过程中产生的氢气、(ii) 易开裂的硬脆结构和 (iii) 作用于焊接接头本身的拉伸应力 [2,4-6]。可以说,钢的碳当量越高,可焊性越差。这意味着碳含量超过 0.2% 的钢的可焊性被认为是较差的,因为钢的硬度高,开裂的可能性也高。相比之下,低碳钢显示出优势,并且是室温下最容易焊接的钢
