一、升温速率对金属熔化和过热的影响（论文文献综述）
冯飙[1]（2021）在《面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究》文中研究说明相变储热技术可以缓解热能供需矛盾、提高热能转化效率、推动太阳能和工业余热的综合梯级利用,对践行节能减排、力争完成我国“碳达峰”和“碳中和”的战略目标具有重要的现实意义。高性能相变材料的筛选与研发是相变储热技术发展的关键。近年来有机多元醇相变材料由于其较高的相变焓值,在约370–520 K的中温区间备受瞩目。与其他常见有机类相变材料（如石蜡和烷烃）相比,多元醇相变材料的特点之一是在其分子结构中含有多个极性较大的羟基。文献中已有一些研究对多元醇相变材料的宏观热物性（相变焓值和导热系数等）进行了表征,但对其热物性在微观层面的构效关系的理解还相对匮乏。例如,现有的实验测试与表征难以阐释晶体结构转变、羟基分布以及纳米添加物所引起的多元醇材料相变焓值的变化规律。虽然有研究者指出了羟基所形成的氢键对一元醇导热系数的影响,但是氢键对多元醇相变材料导热性能的贡献尚缺乏针对性的量化分析。此外,当封装在储热罐中时,多元醇相变材料与薄型金属外壳之间的接触热阻也会影响实际工程应用中相变储热系统的储/释热速率,有必要针对多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻进行实验测试与微观界面导热机理研究。有鉴于此,本文采用分子动力学模拟方法对具有较高相变焓值的赤藓糖醇为代表的多元醇相变材料的关键热物性及其与金属界面间的热传导特性进行了微观层面的研究。首先对OPLS-AA、CHARMM、GAFF和GROMOS等四种可能适用于多羟基结构的分子力场进行了测试,通过对比实测的赤藓糖醇固液两态的密度和比热容等关键热物性验证了GROMOS是最合适多元醇相变材料的力场模型。在此基础上,采用界面/NPT方法复现了赤藓糖醇的微尺度熔化过程,并发现在固液相变过程中赤藓糖醇分子会由线性直链结构转变成非线性结构。这种结构变化引起的氢键键能的变化占赤藓糖醇总熔化焓值的45.5%,证明了大量氢键的存在是多元醇材料相变焓值较高的根本原因。因为赤藓糖醇的实测过冷度可高达100 K左右,在分子动力学模拟中也难以实现其结晶凝固过程,故本文以典型的一元醇相变材料正十六醇为替代研究对象分析了纳米添加物的引入对醇类材料相变焓值的影响机理。通过模拟发现在凝固过程中石墨烯纳米片附近的正十六醇分子会发生团聚现象,从而保持非线性的分子结构。这些受限的正十六醇分子对凝固焓值的贡献减弱,因此纳米复合相变材料整体的凝固焓值会低于有效介质理论的预测值。同样的,这些受限的正十六醇分子在熔化过程中吸收的相变潜热也相应较少,最终导致纳米复合相变材料的熔化焓值也相应降低。为改善纳米复合相变材料的相变焓值,本文进一步构建了羟基修饰石墨烯纳米片的简化氧化石墨烯模型,利用氧化石墨烯表面的羟基与正十六醇的羟基结合形成氢键,成功抵消了一部分相变焓值损失。通过实验制备并测试了氧化石墨烯-正十六醇纳米复合相变材料的相变焓值,验证了模拟的结果,为高焓值多元醇纳米复合相变材料的开发提供了可行的思路。为了研究氢键和晶体结构对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理,本文分别以赤藓糖醇和典型的固固相变多元醇季戊四醇为对象,系统地研究了它们相变前后导热性能的差异。通过分析相变过程中晶体结构变化引起的氢键变化和导热系数变化之间的内在关联,揭示了氢键对多元醇相变材料分子间导热的贡献。在固态下,氢键数目越多、氢键键能越大则醇类相变材料的导热系数越高。为了充分利用氢键对醇类相变材料导热系数的贡献,本文提出并建立了一个基于正一元醇相变材料的“理想晶体”模型。通过模拟发现,在“理想晶体”结构中沿正一元醇分子链长度方向的导热是弹道式的,温度梯度很小;主要的导热温差集中在“理想晶体”分子层的界面处,而界面处羟基形成的氢键可以提高界面传热系数。该“理想晶体”结构可以将正一元醇相变材料的导热系数提高近1倍,为提升多元醇相变材料的本征导热系数提供了理论借鉴。最后,为了测试多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻,本文提出了一种基于稳态热流法的改进型薄型材料接触热阻测试原理,设计并成功开发了相应的测试仪器。利用该自研仪器对赤藓糖醇与不同金属界面间的接触热阻进行了系统性测试,阐明了表面粗糙度和接触压力对多元醇相变材料与金属界面间接触热阻的影响规律。实验结果也验证了表面粗糙度越小、接触压力越大则接触热阻越小这一规律。此外,还通过模拟揭示了多元醇相变材料与不同金属界面处声子振动态密度耦合度的差异,从而辨别出了不同金属界面热传导能力的优劣,为实际储热系统中封装材料的选取和系统热设计提供了参考。综上所述,本文针对典型多元醇相变材料的若干关键热力学和输运性质开展了分子动力学模拟与实验研究,所得的结果有助于指导基于多元醇的高相变焓值、高导热复合相变材料的研究与开发,为中温区相变储热技术的进步和推广提供基础支撑。
朱思文[2]（2020）在《乙醇、氯化钙对冰体固流转化影响的实验研究与数值模拟》文中研究表明固体向流体转化在自然界是十分常见的,对固流转化理论的研究涉及到传热学、工程热力学、流变学、凝聚态物理学、分子动力学等多个学科。自然界中很少有纯净物的存在,往往固流转化的液体是含有其他物质的,而不同物质的混合会对物质固流转化产生影响,所以对含有不同物质的固流转化现象进行研究,归纳不同物质对固流转化的影响,从而找出相应的规律,在固流转化研究中成为重要的课题。本论文主要包含以下几个方面的内容:1.通过对不同材料相变机理的研究,对一些常见相变材料的数学理论模型及参数识别进行了总结,得到对固流转化理论的初步认识。2.通过对导热基本定律以及导热微分方程描述及推导,将冰水固流转化过程所涉及到的传热学的理论进行了整理归纳,从而对以后的固流转化研究有一定的理论指导作用。3.通过对含不同质量分数乙醇的冰体进行融化,得出乙醇质量分数对冰融化速率的影响,记录相关实验数据。对获得的实验数据进行拟合分析,得到试件融化速率和乙醇质量分数之间的数学关系式。4.通过采用不同质量分数的氯化钙来研究冰体的融化速率,采用数据拟合软件对获得的实验数据进行拟合分析,最后得出当氯化钙含量为0.5时融化速率相关于氯化钙含量的变化率达到最大值。5.使用ANSYS有限元分析软件对实验结果进行数值模拟,获取模拟出的冰体融化速率,与实验结果进行对比,并得到试件内部温度分布云图和不同时刻试件径向和轴向温度分布折线图,对圆柱体冰的融化规律做了总结。
高小勇[3]（2020）在《FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究》文中进行了进一步梳理FGH96粉末高温合金是高性能航空发动机涡轮盘的首选材料,对非金属夹杂物的要求很高。夹杂物主要来源于母合金的制备过程。本论文研究了FGH96粉末高温合金母合金熔炼制备过程中夹杂物的形成机理和控制方法,并成功制备出纯净的母合金。主要内容包括以下几个方面:（1）研究了真空感应熔炼时坩埚材质（MgO、Al2O3和MgO-Spinel）和活泼元素（A1和Ti）加入顺序对夹杂物的影响。采用MgO坩埚时,合金液中的Al与坩埚发生化学反应,夹杂物为近球状MgO-Al2O3,数量较少、尺寸较小;坩埚内壁形成连续的致密的MgAl2O4层,能够有效阻止化学反应和合金液对坩埚的物理侵蚀。采用Al2O3坩埚时,夹杂物为较大尺寸的Al2O3;坩埚内壁物理侵蚀严重。采用MgO-Spinel坩埚时,化学反应和坩埚侵蚀程度居中。活泼元素加入顺序对夹杂物尺寸和形貌影响较大。最佳工艺路线为先加入Ti后加入Al。先加入Ti时,夹杂物为细小圆形TiOx,平均尺寸小于1μm;然后加入Al,夹杂物转变为Al2O3。在真空感应熔炼铸锭中,氮化物数量最多（占80.6%）,尺寸范围为1～5μm。氧化物数量较少,尺寸范围为1～25.5μm。（2）研究了电渣重熔时环境气氛和渣料成分对夹杂物的影响。真空气氛可以避免空气对电极的氧化和氮化,并且抑止O2和N2扩散进入渣池和合金熔池,从而控制夹杂物特别是氮化物的数量。渣料中加入稀土氧化物CeO2可以降低氧化物数量,并且改变其成分。当CeO2加入量为1.0wt.%时,夹杂物转变为Al2O3-MgO-Ce2O3;当CeO2加入量为3.0～10.0wt.%时,夹杂物转变为Al2O3-Ce2O3。最佳的CeO2加入量为3.0wt.%。采用真空感应熔炼+真空电渣重熔+真空感应重熔（雾化制粉前）的工艺路线,实现了非金属夹杂的有效去除,制备出纯净的FGH96粉末高温合金母合金。经过大样电解分析,母合金中非金属夹杂物含量仅0.399mg/kg。（3）采用磁悬浮熔炼技术研究了夹杂物的碰撞、聚集和上浮机理。磁悬浮熔炼促进夹杂物的聚集和上浮。在水冷铜坩埚中直接冷却时,夹杂物团簇数量较多,尺寸较大。浇注至钢模后,夹杂物团簇的数量减少、尺寸变小。采用高温共聚焦激光扫描显微镜在线观察了氧化物和氮化物的溶解和析出行为。氧化物在熔炼过程中稳定存在,并且发生碰撞和聚集。氮化物在熔化过程中发生分解,在冷却和凝固过程中析出。（4）研究了夹杂物对FGH96合金疲劳裂纹扩展速率的影响。夹杂物含量越低,疲劳裂纹扩展速率越小。当合金中氮含量高于12ppm时,在疲劳试样横截面的主裂纹和二次裂纹及其附近存在较多夹杂物。为了得到低的疲劳裂纹扩展速率,需将氮含量控制在12ppm以下。
邵雪峰[4]（2020）在《面向中低温储热的糖醇相变材料储热性能综合评价及性能提升研究》文中研究指明利用相变储热技术实现高效储热在太阳能和工业余热回收利用等领域有着广阔的应用前景。选择或开发合适的相变材料是储热技术高效利用的关键。近年来,糖醇由于其较高的相变焓值成为了备受瞩目的新一代中低温（70–250?C）候选相变材料。然而,现有研究也发现糖醇在结晶释热过程中等存在一些问题,制约其实际应用。因此,综合评价糖醇类相变材料的性能,总结出其面临的主要问题并分析相关机理,同时面向实际储热需求提出相应的解决方法具有重要的意义。研究首先面向中低温储热参考成本和熔点从常见糖醇中初步筛选出价格低廉、熔点位于90–250℃的6种糖醇（木糖醇、D-山梨糖醇、D-甘露糖醇、D-半乳糖醇和肌糖醇）作为候选相变材料,并两两组合制备出15种二元共晶糖醇。然后采用DSC测试上述21种相变材料的非等温相变行为。结果表明虽然糖醇类相变材料的熔点分布范围广（70–230℃）,熔化焓值高（可达350 kJ/kg）,但均存在结晶释热方面的问题。熔点低于100℃的2种糖醇和9种共晶糖醇均不能在冷却过程中自发结晶释热。熔点较高的含有赤藓糖醇的3种共晶糖醇及D-半乳糖醇（69mol%）/肌糖醇也不能在冷却过程自发结晶,而是在再次加热过程发生冷结晶现象。只有其余4种糖醇和2种共晶糖醇能自发结晶,但均存在严重的过冷行为。赤藓糖醇的过冷度高于100℃。基于非等温相变行为再次筛选出除D-山梨糖醇外的5种糖醇和5种共晶糖醇,测试其等温相变行为。结果表明木糖醇和木糖醇/赤藓糖醇在等温冷却过程中也不能自发结晶释热。D-半乳糖醇（69mol%）/肌糖醇在较低过冷温差(ΔTsub:60–120℃)下能结晶释热,在较高过冷温差(ΔTsub:150–180℃)下依然发生冷结晶现象。其余4种糖醇和3种共晶糖醇能自发结晶,但也发生严重过冷现象。由于结晶驱动力增大,结晶时间随过冷温差升高而减小。对上述10种相变材料在覆盖熔融和过冷液态的较宽温区（60–280℃）进行流变特性表征。建立流动曲线(10-3–104 s-1)和黏度曲线并采用经典流变模型进行分析。具有直链分子结构的糖醇和共晶糖醇在较低剪切速率下(<10 s-1)表现出剪切稀化行为。具有环链分子结构的肌糖醇及其2种共晶体系的动力黏度曲线服从Cross模型,随着剪切速率增大依次呈现出第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区。黏流活化能升高是糖醇类相变材料不能自发结晶的主要原因之一。采用Arrhenius模型拟合黏度-温度曲线发现,不能自发结晶的木糖醇（83.5 kJ/mol）和木糖醇/赤藓糖醇（92.4 kJ/mol）在过冷液态下的黏流活化能最高。较高的黏流活化能制约分子的移动及重新排列,从而影响成核结晶性能。此外,共晶糖醇的动力黏度相比糖醇有所增大,导致其结晶时间有所延长,结晶速率减小。测试等温冷却条件下能结晶的4种糖醇和3种共晶糖醇的热稳定性发现,糖醇类相变材料的熔点和熔化焓值均随加热时间下降。熔点下降的主要原因和糖醇分子间氢键作用范围及键能减小有关,熔化焓值衰减的主要原因则和分子间氢键网络结构破坏及试样不完全结晶有关。过热度(ΔTsh:5–65℃)越高,熔点和熔化焓值下降越快。傅里叶红外光谱结果显示糖醇在加热过程中易被氧化形成醛类和酮类物质。使用惰性保护气体可有效抑制糖醇被氧化,从而提升其热稳定性。当过热度为5℃时,肌糖醇在N2保护气氛下加热10 hrs后熔点基本不变,熔化焓值衰减10%的时间约为空气环境下的10倍。设计并搭建循环稳定性测试实验台,以D-半乳糖醇和肌糖醇为代表在等温加热(ΔTsh=20℃)和冷却条件（T≈20℃）下测试其循环稳定性。结果表明循环过程中糖醇的相变温度逐渐降低,相变焓值逐渐衰减。当过热度为20℃时,D-半乳糖醇的熔点和结晶温度在经过70次循环后分别下降约23℃和67℃,熔化焓值衰减约一半,结晶焓值衰减58%。焓值衰减导致糖醇的储热密度下降,采用惰性气体保护可提升其循环稳定性。以赤藓糖醇为代表,添加表面含有羟基官能团的成核剂氧化石墨烯纳米片抑制其过冷行为,同时提高赤藓糖醇的导热系数。综合评价添加剂对复合相变材料性能综合提升效果。结果表明添加1.0 wt.%的氧化石墨烯可使赤藓糖醇的过冷度下降25%,结晶焓值提高20%,固态（30℃）赤藓糖醇的导热系数提高187%。然而,复合相变材料也面临一定的挑战,如熔化焓值下降和结晶时间延长等。因此,结合具体应用场景,通过调节添加量获得更好的综合提升效果具有重要意义。综上,结晶释热问题是糖醇类相变材料面临的主要挑战。采用通气体和添加成核剂等方法可促使其结晶释热,并抑制过冷。相比之下,由于赤藓糖醇具有熔化焓值高、稳定性好等优势,在调控其过冷行为后有望成为极具潜力的中温区相变材料。
薛琳[5]（2020）在《近室温大磁熵变Gd基块体金属玻璃磁热性能研究》文中研究表明制冷技术关系国计民生,在小到生活家电,大到航空航天、精密仪器及国防器件等诸多领域发挥着重要作用。基于磁热效应的磁制冷技术具有绿色环保可持续、制冷效率高、机械振动和噪音小等优点,有望替代传统气体压缩制冷技术。作为磁制冷技术的核心,探索制备性能优异的磁制冷材料具有重要的科学意义和社会价值。稀土基非晶磁制冷材料因其优异的磁热性能和特殊的电子结构引起了科研工作者的广泛关注。有限的非晶形成能力极大制约了稀土基金属玻璃的深入研究和潜在应用。金属玻璃由高温熔体快速冷却得到,冷却过程中液体的结构演变与动力学行为对其微观结构、非晶形成能力及物理特性具有重要影响。因此,深入研究玻璃形成液体的动力学行为有助于认识玻璃本质,有效调控非晶形成能力。本文系统研究了Fe元素添加、稀土元素替换以及微合金化Si元素对Gd基金属玻璃热稳定性、磁热性能、非晶形成能力与微观结构的影响。通过研究金属玻璃形成液体的异常动力学行为探索微量Si元素添加显着提高非晶形成能力的潜在机理。利用Fe元素部分替代Co,研究Fe元素添加对Gd55Co20Al24Si1非晶合金热稳定性、非晶形成能力、及磁热性能的影响。发现少量Fe元素添加有利于提高非晶形成能力,制备得到临界直径为6 mm的Gd55Co19Al24Si1Fe1和Gd55Co18Al24Si1Fe2块体金属玻璃。此外,Fe元素添加可以明显提高居里温度,拓宽磁转变温度区间,提高非晶合金的磁制冷能力。Gd55Co15Al24Si1Fe5金属玻璃居里温度达126 K,比原始非晶合金提高了约25%,在5 T外加磁场变化下的最大磁熵变半高宽为118 K,磁制冷能力为857 Jkg-1。通过不同稀土元素替换,研究稀土元素对Gd25RE25Co25Al25（RE=Tb,Dy,Ho）高熵非晶合金磁热性能与类自旋玻璃行为的影响。发现该四元高熵非晶合金体系表现出优异的磁热效应,居里温度随稀土元素变化可调,在5 T外加磁场变化下,Gd25Ho25Co25Al25金属玻璃最大磁熵变为9.78 Jkg-1K-1,磁制冷能力为626 Jkg-1。在居里温度以下,由于较强随机磁各向异性和交换受挫的影响,含不同稀土元素高熵非晶合金均表现出明显的类自旋玻璃行为,交流特性结果表明系统弛豫时间在冻结温度附近存在发散行为,随RE由Tb到Ho元素变化,非晶合金随机磁各向异性逐渐减小。通过微合金化法研究微量Si元素添加对Gd55Co20Al25金属玻璃磁热性能、非晶形成能力、液体动力学行为以及微观结构的影响。0.5 at.%的Si元素添加将非晶合金临界直径从2 mm提高到7 mm且不损害其磁热性能。通过研究微量Si元素添加前后金属玻璃过热熔体粘度变化与过冷液体动力学行为,发现该非晶合金体系在过热熔体与过冷液体中分别存在液液相变和强脆转变现象,微量Si元素添加可以明显降低过热熔体液液相变强度、增大过冷液体强脆转变幅度,影响金属玻璃液体的动力学行为演变过程,促进过冷液体短程序与中程序的形成,从而有效抑制晶化,明显提高非晶形成能力。为降低稀土基非晶磁制冷材料的磁滞损耗、提高磁热性能,对Gd20Tb18Dy18Co20Al24高熵非晶合金进行吸氢处理。结果表明,氢的引入可以有效减小非晶合金随机磁各向异性从而降低矫顽力与剩磁。同时,吸氢处理可以大幅提高最大磁熵变值,降低居里温度。Gd20Tb18Dy18Co20Al24H130.65非晶合金在8 K处5 T外加磁场变化下最大磁熵变值高达13.6 J kg-1K-1,有望作为低温磁制冷工质应用。本文的研究结果对进一步认识稀土基金属玻璃的磁结构,深入探究金属玻璃液体异常动力学转变与非晶形成能力的内在关联,有效调控非晶合金磁热性能与非晶形成能力,从而探索兼具大非晶形成能力和优异磁热性能的稀土基金属玻璃具有重要指导意义。
张苏强[6]（2019）在《Q315NS耐蚀钢弧焊接头腐蚀行为研究》文中研究表明工业生产使用的燃料中S、Cl和P等元素燃烧后生成酸性气体,接触到温度较低的金属构件时会与水蒸汽结合并凝结成酸性液体,对金属构件产生露点腐蚀。近年来,随着国内大气污染物排放标准趋于严格,烟气排放温度逐渐降低而造成相关设备的腐蚀防护压力逐渐加大。作为针对露点腐蚀服役环境开发的Q315NS耐蚀钢具有低成本、耐腐蚀性优良等特点,具有广阔的应用前景。Q315NS耐蚀钢的组织和性能会受到焊接工艺过程的影响而产生显着的组织和性能变化,但其焊接接头的组织特征和腐蚀行为鲜有报道,特别是其焊接接头的钝化过程、活性溶解、点蚀倾向等腐蚀行为机制尚不明确。本文研究了Q315NS耐蚀钢焊接接头的组织特征,并针对其典型服役环境下的钝化过程、活性溶解和点蚀行为倾向进行了系统分析,掌握了Q315NS焊接接头在强化性酸溶液、非氧化性酸溶液和含Cl-强氧化性酸溶液中的腐蚀行为机制。对Q315NS耐蚀钢焊接接头的组织和力学性能的研究分析,发现其焊缝组织主要由少量先共析铁素体、大量的针状铁素体和粒状贝氏体构成,过热粗晶区组织主要由粗大的贝氏体组织构成,完全重结晶区和不完全重结晶区组织均主要由铁素体和少量珠光体构成,且基本均呈现为等轴晶形态。焊后热处理工艺使焊缝组织和过热粗晶区组织转变为不规则的块状铁素体以及少量的珠光体和贝氏体组织,有效改善了焊接接头的残余应力。分析了Q315NS耐蚀钢焊接接头不同区域组织在强氧化性酸腐蚀环境中（70℃条件下质量分数为50%的H2SO4溶液以及质量分数分别为50%和3.27%的H2SO4/H3PO4混合溶液）的腐蚀行为过程,建立了相应的腐蚀物理模型并进行了相应的腐蚀动力学分析,揭示了Q315NS耐蚀钢焊接接头的钝化过程及不同区域组织腐蚀产物的生长过程差异。在Q315NS耐蚀钢母材和过热粗晶区表面分别形成了孔洞状和短棒状形态的腐蚀产物,其腐蚀产物均主要为铁的硫酸盐、磷酸盐以及少量的CuO和Sb2O3。短棒状腐蚀产物由于厚度较小且扩散系数较大,造成腐蚀传质过程较快,降低了腐蚀产物膜对腐蚀的抑制作用。研究了Q315NS焊接接头在非氧化性酸溶液中（60℃条件下质量分数为3.65%的HCl溶液和质量分数为3.27%的H3PO4溶液）的腐蚀行为,分析了焊接接头活性溶解过程的腐蚀电化学特征,揭示了微电偶效应对活性溶解过程的影响机制。过热粗晶区组织因具有最大的电荷转移电阻而具有最小的腐蚀电流密度。由于组织表面晶粒之间的不均匀性,形成微电偶效应并影响其活性溶解过程,微电偶效应电流密度与晶粒尺寸立方的倒数成正比。利用半导体电化学方法和点缺陷模型研究了Cl-对Q315NS耐蚀钢焊接接头在含Cl-的强氧化性酸溶液中点蚀行为的影响机制,并且基于散粒噪声理论分析了腐蚀产物中Cl-掺杂对点蚀孕育速度的影响。在腐蚀溶液中含有Cl-时,腐蚀产物具有更高的施主载流子浓度,而具有更高的点蚀强度。腐蚀产物膜中的施主载流子浓度越高,空间层厚度越小,则其点蚀发生概率越大。同时,金属材料的表面活性越高,其点蚀倾向也越大。800℃保温1h的焊后热处理工艺没有影响Q315NS耐蚀钢焊接接头在温度为70℃、H2SO4质量分数为50%、HCl质量分数为3.65%的混合腐蚀溶液中形成的腐蚀产物半导体类型和多数载流子密度,但是提高了空间电荷层厚度和腐蚀产物薄膜厚度,对耐腐蚀性能的提高有积极作用。
陈占兴[7]（2019）在《电流作用下TiAl合金凝固组织和力学性能研究》文中提出TiAl合金密度较小、比强度和比模量高、高温抗蠕变及抗氧化性能好,具有良好的力学性能、物理性能及特殊的机械性能,是军事、航空航天推进系统的静止件和转动件的最佳候选材料之一,亦是汽车增压涡轮和排气阀等高温部件的理想用材。然而,TiAl合金的室温塑性与断裂韧性不足,成为TiAl合金领域需要解决的问题,也是制约TiAl合金继续发展和扩大应用的关键问题。将电流处理作为一种外场技术作用于TiAl合金的凝固过程,能够细化凝固组织,又避免了高活性的TiAl合金熔体采用化学细化时引入细化剂。本文将直流电流和脉冲电流作用于Ti-4822合金的凝固过程,研究电流形式和电流参数对TiAl合金的柱状晶生长偏离角度、柱状晶宽度及生长连续性、凝固界面形貌、片层厚度及取向、合金偏析的影响,调节凝固行为和优化凝固组织,并揭示电流在TiAl合金凝固组织形成的作用机理,测试不同参数电流作用下TiAl合金的力学性能,分析电流参数、TiAl合金凝固组织及其与力学性能的相关性。利用Ansys软件模拟电流作用下TiAl合金熔体中的磁场和Lorentz力的分布情况。直流电流作用下的TiAl合金熔体中的磁场和Lorentz力均是由表及里逐层减弱,熔体中心处的磁感应强度B或Lorentz力最小,熔体沿半径方向磁感应强度变化幅度大于沿轴向磁感应强度的变化幅度;熔体内磁场或Lorentz力随着直流电流密度增大而增强。加载脉冲电流的TiAl合金熔体中的磁感应强度B或Lorentz力集中于熔体的集肤层内,并由集肤层向两侧衰减,脉冲电流的电流密度或脉冲频率越高,集肤效应就越显着,集肤层内的磁感应强度B和Lorentz力就越大;在集肤层内沿轴向方向的磁感应强度和Lorentz力的分布较均匀。在Ti-4822合金定向凝固过程中加载直流电流产生Joule热抵消了径向传热,加载电流密度增大时,在TiAl合金熔体棒中产生的Joule热增多,造成沿轴向温度梯度增大,使柱状晶生长连续性增大、柱状晶的生长偏转角减小、凝固界面下凹程度减轻;Joule热造成枝晶重熔和碎断,增大形核率和过冷度,促进柱状晶细化;电流作用促进了熔体成分均匀化和合金组织的均匀性提高、微观偏析减少。凝固组织中的柱状晶生长偏离角减小和生长连续性增加、柱状晶和片层细化、小角度片层数目增多、凝固组织中偏析减小,导致合金的力学性能明显提高。随着直流电流密度增大,Ti-4822合金的高温压缩性能、室温拉伸性能和断裂韧性呈先增大后减小的变化趋势。在电流密度为64 m A/mm2时,Ti-4822合金的800°C高温压缩屈服强度及抗压强度达到最大分别为1050 MPa和1310 MPa,比未加载直流电流时分别提高了131.8%和25.3%,室温屈服和抗拉强度达到最大分别为526 MPa和563 MPa,断裂韧性达到最大为23.25 MPa·m1/2,而在电流密度为96 m A/mm2时,拉伸伸长率达到最大为0.90%。在Ti-4822合金定向凝固过程中加载脉冲电流,产生Joule热效应和集肤效应抵消了径向传热,从而造成沿轴向温度梯度增大。在增大脉冲电流密度或频率的过程中,柱状晶生长连续性增大、柱状晶生长的偏转角减小、凝固界面更加平直,溶质元素偏析度减小。脉冲电流的磁场压力引起过冷度增大,从而增加形核率,导致一次枝晶间距减小。脉冲电流的电流密度或频率越大,脉冲磁压力以及熔体生长过程受到的扰动也越大,固/液界面前沿将越容易失稳,脉冲电流的作用效果也越显着。当加载脉冲电流频率不变,随着脉冲电流密度增大,Ti-4822合金的高温压缩、室温拉伸和断裂韧性都呈先增大后减小的变化趋势;在脉冲电流密度为64 m A/mm2不变时,高温压缩屈服强度及抗压强度达到最大分别为1020 MPa和1396 MPa,比未经脉冲电流处理时分别提高了128%和34.2%,室温拉伸屈服强度达到最大为557 MPa,断裂韧性达到最大为25 MPa·m1/2;电流密度为96 m A/mm2时,抗拉强度达到最大为595 MPa,伸长率达到最大为0.97%。当加载脉冲电流密度不变,随着脉冲电流频率增大,Ti-4822合金的高温压缩、室温拉伸和断裂韧性均增大;在脉冲电流频率为200 Hz时,高温压缩屈服强度及抗压强度达到最大分别为1255 MPa和1370 MPa,比未加载脉冲电流处理时的材料分别提高了180.6%和31.7%,室温拉伸屈服强度和抗拉强度最大分别达到为568 MPa和605 MPa,断裂伸长率为0.93%,断裂韧性最大达到26.5 MPa·m1/2。经过电流处理的Ti-4822合金力学性能提高的主要原因是晶粒的细化和偏析减小。
贾鹏[8]（2019）在《铝基难混溶合金液相分离及凝固组织的调控》文中研究表明本文研究了Sn–Bi合金液–液结构转变的本质、热力学及动力学特征;研究了液–液结构转变对Sn–Bi合金凝固历程和凝固结构的影响。研究了Cu–Sn合金原子团簇结构的成分依赖性。研究了稀土La的添加量对Al–Bi难混溶合金宏观偏析的影响。在二元合金液态结构转变及液相分离的基础上,进一步研究了Al–Bi–Sn三元难混溶合金的液–液相分离及凝固历程;研究了熔体过热处理对合金凝固结构的影响,研究了难混溶合金液相分离的动力学,研究了少数富Bi相液滴形貌的尺寸依赖性。研究了成分对Al–Bi–Sn难混溶合金凝固结构的影响。研究了合金成分、铜辊转速和熔体过热处理温度对Al–Bi–Sn合金条带的厚度、宽度、物相组成和微观结构的影响。具体研究内容如下:（1）采用电阻率法和DSC法研究了Sn50Bi50合金液–液结构转变（L-LST）的热力学及动力学特征。结果表明:Sn50Bi50合金的液–液结构转变属于一阶热力学相变,转变速率受温度及转化率的影响。液–液结构转变的本质是含残留Sn–Sn共价键原子团簇结构的重排及伴随的电子结构的变化。Kissinger、Ozawa和Doyle方法皆适用于液–液结构转变热力学的研究,并建立了利用比热容研究液–液结构转变热力学的策略。（2）通过利用高温熔体X射线衍射仪和高温原位霍尔效应仪等直接表征手段,以及电阻率、密度、黏度和热分析等间接表征手段,研究了Sn75Bi25合金液–液结构转变（L-LST）的本质、热力学和动力学特征。结果表明:Sn75Bi25合金在990–1068 K（升温过程）和865–945 K（降温过程）发生的一阶可逆的热力学相变。从原子或分子结构的角度来看,液–液结构转变的本质为共价键原子团簇的结构重排。液–液结构转变反映了熔体结构的质变。虽然液–液结构转变后,共价原子团簇的结构重排依然,但仅为熔体结构的量变过程。从电子结构的角度来看,液–液结构转变的本质是电子由局域态向拓展态的跃迁。该项工作建立了原子结构和电子结构相结合研究液–液结构转变的新策略,有助于从原子核电子层面揭示液–液结构转变的本质。研究了液–液结构转变对Sn75Bi25合金凝固行为和微观结构的影响,结果表明:合金经历了液–液结构转变具有较高的过冷度,最终导致共晶相体积分数增大,共晶相间距减小。（3）采用电阻率和黏度法研究了CuxSn100-x（x=0、10、20、33、40、50、60、75、80和100）合金?的熔体结构。实验发现:Cu75Sn25和Cu80Sn20合金熔体具有负的电阻率温度系数（TCR）,Cu75Sn25合金熔体具有最小的电阻率温度系数24μΩcm K-1。其它Cu–Sn合金熔体具有正的TCR。分析可知:Cu–Sn合金中存在Cu75Sn25原子团簇。在电阻率理论和质量守恒定律的基础上,建立了计算Cu75Sn25原子团簇含量的方法。结果表明:Cu75Sn25合金熔体具有最高含量的Cu75Sn25原子团簇和最高粘流活化能,这进一步证明了Cu–Sn合金中Cu75Sn25原子团簇的存在。该项工作建立了熔体结构与电阻率之间的定量关系,为熔体结构研究提供了参考和借鉴。（4）宏观偏析是匀质难混溶合金制备长期面临的挑战。为了解决这一难题,研究了稀土La对Al–25Bi难混溶合金重力偏析的影响。结果表明,添加La可以完全抑制Al–25Bi合金的重力偏析,形成匀质难混溶合金。匀质难混溶合金的形成机理为富Bi相液滴在原位析出的LaBi2相上异质形核,形成针状LaBi2@Bi复合相液滴,显着降低了富Bi相液滴聚并的概率,有效抑制了富Bi相液滴长大（异质形核效应）;。针状LaBi2@Bi复合相液滴在沉降的过程中,遇到的阻力较大,沉降速率较小（形状效应）。该项工作指出了复合相液滴形状对于匀质难混溶合金形成的重要影响,是匀质难混溶合金形成的主要原因,并指出LaBi2@Bi复合相液滴中LaBi2的体积分数显着影响合金的宏观偏析,为匀质难混溶合金的制备提供新的思路。（5）采用DSC法和原位电阻率法研究Al75Bi9Sn16难混溶合金的液–液相分离和凝固历程,确定熔体过热处理的工艺参数。利用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜,研究熔体过热处理对Al–Bi–Sn难混溶合金相组成和凝固组织的影响,探究难混溶合金的凝固组织对熔体过热处理的敏感度,提出一种新的提高Al75Bi9Sn16难混溶合金核壳结构形成能力的策略。探究液–液相分离中液滴形貌的尺寸依赖性。结果表明:原位电阻率法是一种研究难混溶合金液–液相分离的有效方法。改进的电阻模型可以研究难混溶合金的液–液相分离动力学和计算少数液相的体积分数,揭示液相分离过程和建立难混溶合金的相图。液–液相分离过程分为三个阶段:984–1028 K（形核阶段）、925–984 K（扩散和布朗聚并阶段）和866–925 K（迁移聚并阶段）。熔体的过热处理可以促进Al75Bi9Sn16难混溶合金形成S2c–s（Sn–Bi,Al）核壳结构（富Sn–Bi相为核,富Al相为壳）。为核壳胶囊材料的制备,提供有益的参考。熔体过热处理通过增大凝固时间t0和降低平均凝固速率v和熔体的黏度η,促进S2c-s（Sn–Bi,Al）核壳结构的形成。液滴形貌具有较强的尺寸依赖性:当液滴凝固小于临界半径rc时,液滴易于恢复球形;当液滴凝固大于临界半径rc时,液滴持续发生变形,直至迁移至界面张力梯度?σ极小处附近,方可自发恢复为球形液滴。（6）研究了合金成分与Al100-x(Bi45Sn55)x（x=5、15、25和35）合金凝固结构的相关性,结果表明:随着Al含量的降低,少数相液滴的聚并程度增大,Sfh、Smc、S2c-s和S3c-s结构。聚并程度增大的原因如下:难混溶区的宽度增大（0–146 K）;少数相液滴的体积分数增大（8.91%–49.98%）;液–液相分离的时间增大（0–0.46 s）;凝固速率降低(10.2–4.6 mm s-1)。在铸态Al–Bi–Sn难混溶合金中存在核壳互换,较低熔点液滴的热点效应是造成较低熔点颗粒周围晶粒尺寸较大的原因。这项工作建立了合金组分与液滴碰撞概率之间的定量关系,揭示Al–Bi–Sn难混溶合金结构随成分演化的内在原因,为难混溶合金结构调控提供参考。（7）采用单辊旋淬技术制备Al85Bi6Sn9、Al75Bi9Sn16、Al60Bi14.4Sn25.6和Al45Bi19.8Sn35.2难混溶合金条带。研究了合金成分、铜辊转速和熔体过热处理温度对Al–Bi–Sn合金条带的厚度、宽度、物相组成和微观结构的影响。结果表明:Al–Bi–Sn合金带中存在（Al）、（Bi）和（Sn）固溶体相。当铜辊转速大于2000 rpm时,合金中有非晶相形成。随着Al含量的增大或熔体过热温度的下降,合金条带的厚度增大,宽度减小。随着铜辊转速的增大,富Sn–Bi相和富Al相的晶粒尺寸逐渐减小。虽然快速凝固可显着抑制合金的宏观偏析,但微观偏析依然存在。经1183 K熔体过热处理,Al75Bi9Sn16的晶粒尺寸最小。本项工作从热力学和动力学的角度分析了熔体热处理对Al–Bi–Sn合金条带微观结构的影响,晶粒尺寸和形貌的变化归因于迁移速率、凝固速率和液–液相分离时间（L-LPS）的差异。该项工作有助于理解成分和熔体处理对难混溶合金微观结构的影响。
赵耀[9]（2018）在《相变材料及梯级系统传热储热特性的理论与实验研究》文中进行了进一步梳理太阳能、风能等可再生能源和工业余热具有不连续性和波动性的特点,无法直接产生稳定的能量输出,这对用户侧的直接用热或者发电并网均会产生不利影响;此外,能源供应与需求在时间和空间上的不匹配也会导致能源利用效率的低下。储热技术是解决上述问题的有效手段,其中相变储热技术因其储热密度较高、结构紧凑、运行温度恒定、操控简便、安全性高等特点而被认为是各方面性能比较均衡的储热技术,前景广阔。虽然相变储热技术的推广应用已陆续开展,但仍存在诸多问题亟需解决,比如传热强化、材料腐蚀、安全封装、系统优化等。本文基于相变储热的应用背景和研究现状,以基于相场法的固液相变理论研究、金属泡沫内固液相变的数值研究、梯级相变储热系统的实验研究和铝硅合金储热性能的实验研究四个方面为切入点,采用数值模拟与实验研究的方法对高效相变储热技术进行了较为全面和深入的研究与探讨。本文基于相场法建立了可考虑过冷（或过热）效应的固液相变数学模型,分别通过一维导热固液相变问题和二维方腔内考虑自然对流的熔化问题对数学模型在宏观尺度的适用性进行了验证。此外,探讨了动力学系数与过冷效应之间的关系。结果表明,基于相场法的数学模型可以模拟宏观尺度下的固液相变问题,无论是否考虑自然对流;动力学系数增大到一定程度时,由于表面张力所引起的过冷（或过热）效应会逐渐显现。本文基于相场法模型和多孔介质的流动与传热理论,进一步建立了表征体元尺度下开孔金属泡沫内固液相变的数学模型。通过与实验和模拟结果的对比验证该数学模型的正确性,研究了瑞利数、金属泡沫形貌参数对相变材料熔化和凝固过程的影响,得到了熔化与凝固过程中相场、流场和温度场的演变规律。此外,探讨了动力学系数与过冷效应之间的关系。结果表明,瑞利数、金属泡沫形貌参数对相变材料的熔化与凝固过程均有影响,且影响规律有所区别;金属骨架的导热在传热中起主导作用;动力学参数减小时,过冷（或过热）效应是逐渐减弱的。本文对三级梯级相变储热系统的储热过程进行了实验研究,测量了储热单元内部的温度变化,开展了单个储热单元的热力学分析,探讨了储热单元级数、进口温度、流体流量等因素对梯级相变储热系统热力学性能的影响。结果表明,储热单元内的传热不佳和间距过大的相变温度分布造成了三级储热单元内相变不同步的问题;虽然存在相变不同步问题,但储热效率、?存储效率和火积储存效率仍随储热单元级数的增加而增大;较高的进气温度和较大的流体流量均会提高热量、热量?和火积的传递与存储速率,但只有较高的进气温度可显着提升储热效率、?存储效率和火积存储效率。本文通过实验方法对铝硅合金的储热性能进行了研究,包括循环稳定性和腐蚀性。观测了铝硅合金在不同循环次数下的微观组织形貌变化,测试了循环次数对相变温度、相变潜热、热扩散系数的影响,计算了不同循环次数下的导热系数;探究了铝硅合金与Al2O3、AlN、SiC、Si3N4、BN、ZrO2等常见陶瓷材料的高温腐蚀情况,揭示了铝硅合金在熔融状态下与陶瓷材料的腐蚀机理。结果表明,经过多次循环后,四种铝硅合金的微观组织形貌均发生了变化;四种铝硅合金的相变温度变化较小,AlSi12和AlSi20的相变潜热变化较小;不同类型铝硅合金的导热能力随循环次数的变化趋势不一致,其中AlSi12的导热系数基本不变;Al2O3陶瓷和AlN陶瓷在熔融的铝硅合金中具备较好的耐腐蚀性;SiC陶瓷与熔融铝硅合金的腐蚀情况与Si的含量有关系;Si3N4陶瓷、BN陶瓷和ZrO2陶瓷与铝硅合金均会发生腐蚀反应,但其反应产物中含有耐腐蚀的AlN或Al2O3,仍需进一步研究。
姜世明[10]（2017）在《金属铝固流转化与类软岩流变及冰水固流转化的对比分析》文中研究指明冰雪的融化,巷道工程中的底鼓、坍塌,金属的熔化以及糖类、巧克力等的溶化与我们的日常生活息息相关,这使得研究材料固流转化的理论具有重要的意义和应用价值。本文从冰水固流转化、类软岩流变、聚合物流变以及金属熔化等方面阐述了材料固流转化的过程。本文采用坩埚电阻炉对金属铝进行了熔化实验研究,观察金属铝在固流转化过程中的现象。实验采用相同形状铝块保持相同加热速率的条件下,通过电阻炉加热升温,在升温到铝的熔点左右的温度时,观察铝块状态记录数据。然后研究了不同温度下金属铝块的熔化时间与熔化速率,实验结果表明当金属铝达到熔点后温度越高,金属铝的熔化时间越短,熔化速率越快。然后选用Excel软件对金属铝块的熔化时间及融化速率的影响规律进行了拟合研究,选用ANSYS软件对金属铝固流转化试验结果进行模拟分析,得出它们的熔化规律,且结果显示,模拟过程跟实际试验过程基本相吻合,这亦对试验结论进行了验证。最后,将金属铝固流转化与类软岩流变及冰水固流转化进行了对比分析,通过各自的实验过程、影响因素、模拟分析等方面进行对比,为今后形成一套确切的、普遍适用的理论体系奠定基础。
二、升温速率对金属熔化和过热的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、升温速率对金属熔化和过热的影响（论文提纲范文）
（1）面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.1.1可再生能源与储热技术 |
| 1.1.2 中温区多元醇相变材料 |
| 1.2 多元醇相变材料的热物性研究现状 |
| 1.2.1 多元醇相变材料的储热特性 |
| 1.2.2 多元醇相变材料的导热特性 |
| 1.3 国内外研究现状总结 |
| 1.3.1 羟基和纳米添加物对多元醇相变材料相变焓值的影响 |
| 1.3.2 羟基和晶体结构对多元醇相变材料微观热传导的影响 |
| 1.3.3 多元醇相变材料和金属界面间的热传导特性 |
| 1.4 课题的研究内容和技术路线 |
| 1.5 课题来源 |
| 2 分子动力学模拟方法和实验表征手段 |
| 2.1 分子动力学模拟方法 |
| 2.1.1 基本原理与概念 |
| 2.1.2 分子建模和计算方法 |
| 2.1.3 各热物性参数计算方法 |
| 2.2 热物性的实验表征手段 |
| 2.2.1 相变材料试样的制备 |
| 2.2.2 热物性分析测试仪器 |
| 2.2.3 改进型稳态热流法接触热阻测试仪器 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 羟基和纳米添加物对醇类材料相变焓值的微观影响机理研究 |
| 3.1 羟基对赤藓糖醇熔化焓的影响规律研究 |
| 3.1.1 力场参数和验证 |
| 3.1.2 赤藓糖醇固液两相模型 |
| 3.1.3 羟基对赤藓糖醇熔化焓值的贡献 |
| 3.2 纳米添加物对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.2.1 纳米复合相变材料模型 |
| 3.2.2 纳米复合相变材料的制备 |
| 3.2.3 纳米添加物对正十六醇相变焓值的抑制 |
| 3.3 氧化石墨烯对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.3.1 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料模型 |
| 3.3.2 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料的制备 |
| 3.3.3 氧化石墨烯内羟基对纳米复合相变材料相变焓的贡献 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氢键对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理及优化研究 |
| 4.1 赤藓糖醇的导热性能研究 |
| 4.1.1 赤藓糖醇微观导热模拟细节 |
| 4.1.2 导热系数测试细节 |
| 4.1.3 固液相变前后赤藓糖醇导热系数的变化规律 |
| 4.2 季戊四醇的导热性能研究 |
| 4.2.1 季戊四醇微观导热模拟细节 |
| 4.2.2 导热系数测试细节 |
| 4.2.3 固固相变前后季戊四醇导热系数的变化规律 |
| 4.3 正一元醇材料导热性能强化的分子设计研究 |
| 4.3.1 正一元醇“理想晶体”模型设计与构建 |
| 4.3.2 导热系数测试细节 |
| 4.3.3 正一元醇“理想晶体”的导热性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多元醇相变材料与金属界面间的热传导特性研究 |
| 5.1 赤藓糖醇与金属界面接触热阻的实验测试研究 |
| 5.1.1 改进型稳态热流法测试仪器测试准确性验证 |
| 5.1.2 表面粗糙度对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.1.3 接触压力对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导影响的微观模拟研究 |
| 5.2.1 赤藓糖醇与金属微观界面导热模拟细节 |
| 5.2.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导的影响机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（2）乙醇、氯化钙对冰体固流转化影响的实验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冰水固流转化研究 |
| 1.2.2 聚合物固流转化的研究 |
| 1.2.3 金属固流转化的研究 |
| 1.2.4 岩石固流转化的研究 |
| 1.3 本课题主要工作内容 |
| 2 材料固流转化基本理论 |
| 2.1 冰水固流转化机理 |
| 2.1.1 导热基本定律 |
| 2.1.2 导热微分方程 |
| 2.1.3 圆柱体冰块的融化量化关系 |
| 2.1.4 影响冰水固流转化的因素 |
| 2.2 岩石流变机理 |
| 2.2.1 岩石流变的概念 |
| 2.2.2 岩石蠕变的类型和特点 |
| 2.2.3 岩石宏观破坏机理 |
| 2.2.4 影响岩石流变的因素 |
| 2.3 聚合物流变机理 |
| 2.3.1 聚合物流变学的概念 |
| 2.3.2 聚合物典型的流变行为 |
| 2.3.3 影响聚合物加工的主要流变性能 |
| 2.4 金属固流转化机理 |
| 2.4.1 金属熔化与结晶的概念 |
| 2.4.2 金属熔化与结晶的热力学条件 |
| 2.4.3 影响金属固流转化的因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 不同乙醇含量冰体融化试验 |
| 3.1 实验目的 |
| 3.2 实验基本原理 |
| 3.2.1 RPH-80 型可程序控制恒温恒湿试验箱 |
| 3.2.2 实验器材及实验所需避免的问题 |
| 3.3 试件制作装置结构及工作原理 |
| 3.4 试验内容及步骤 |
| 3.4.1 实验内容 |
| 3.4.2 实验方案 |
| 3.4.3 试验步骤 |
| 3.5 实验结果 |
| 3.5.1 .实验一数据结果 |
| 3.5.2 实验二数据结果 |
| 3.5.3 实验三数据结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 试验数据的处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Excel软件拟合原理 |
| 4.2.1 数据的输入 |
| 4.2.2 选择图表类型 |
| 4.2.3 添加趋势线 |
| 4.3 20℃下的试验数据处理 |
| 4.3.1 冻结试件融化时间和乙醇含量的关系 |
| 4.3.2 试件融化速率和乙醇质量分数之间的关系 |
| 4.4 40℃下的试验数据处理 |
| 4.4.1 冻结试件融化时间和乙醇含量的关系 |
| 4.4.2 试件融化速率和乙醇质量分数之间的关系 |
| 4.5 60℃下的试验数据处理 |
| 4.5.1 冻结试件融化时间和乙醇含量的关系 |
| 4.5.2 试件融化速率和乙醇质量分数之间的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.氯化钙对固流转化的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 在温度为20℃时氯化钙的含量对融化时间的影响 |
| 5.3.2 氯化钙的质量分数为10%时温度对融化时间的影响 |
| 5.3.3 氯化钙的质量分数为30%时温度对融化时间的影响 |
| 5.3.4 氯化钙的质量分数为50%时温度对融化时间的影响 |
| 5.3.5 氯化钙的质量分数为70%时温度对融化时间的影响 |
| 6 试验数值仿真分析 |
| 6.1 ANSYS软件仿真分析 |
| 6.1.1 ANSYS热学分析原理 |
| 6.1.2 ANSYS热学分析主要内容 |
| 6.2 数值仿真分析 |
| 6.2.1 含乙醇冰的融化问题描述 |
| 6.2.2 瞬态热分析特性 |
| 6.2.3 前处理参数问题 |
| 6.2.4 前处理中ANSYS软件操作 |
| 6.2.5 40℃环境温度下含乙醇冰的融化过程的模拟 |
| 6.2.6 不同乙醇含量冰体径向及轴向融化速率比较 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 参加的科研项目 |
| 授权的专利 |
| 发表的学术论文 |
（3）FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 粉末高温合金概述 |
| 2.1.1 国外粉末高温合金发展历程 |
| 2.1.2 国内粉末高温合金发展历程 |
| 2.1.3 粉末高温合金制粉方法 |
| 2.2 粉末高温合金熔炼制备工艺 |
| 2.2.1 真空感应熔炼 |
| 2.2.2 电渣重熔 |
| 2.2.3 真空自耗重熔 |
| 2.2.4 电子束熔炼 |
| 2.2.5 磁悬浮熔炼 |
| 2.3 非金属夹杂物概述 |
| 2.3.1 发展历史 |
| 2.3.2 来源和分类 |
| 2.3.3 对合金性能的影响 |
| 2.3.4 分析方法 |
| 2.3.5 夹杂物的去除技术 |
| 2.4 粉末高温合金中非金属夹杂物研究现状 |
| 2.5 课题背景及意义 |
| 3 研究内容及研究方法 |
| 3.1 研究材料 |
| 3.2 研究内容 |
| 4 真空感应熔炼过程夹杂物的演变行为 |
| 4.1 坩埚材质对夹杂物的影响 |
| 4.1.1 实验方法 |
| 4.1.2 研究结果和讨论 |
| 4.1.3 各类夹杂物生成热力学计算 |
| 4.1.4 试样化学成分 |
| 4.1.5 试样的夹杂物 |
| 4.1.6 坩埚与合金液界面反应 |
| 4.2 活泼元素加入顺序对夹杂物的影响 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 研究结果和讨论 |
| 4.3 真空感应熔炼铸锭中的夹杂物 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 大气电渣重熔过程夹杂物的演变行为 |
| 5.1 实验条件 |
| 5.2 研究结果和讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 真空电渣重熔过程夹杂物的演变行为 |
| 6.1 气氛对夹杂物的影响 |
| 6.1.1 实验条件 |
| 6.1.2 研究结果和讨论 |
| 6.2 渣料成分对夹杂物的影响 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 研究结果和讨论 |
| 6.3 三联熔炼技术控制夹杂物含量 |
| 6.3.1 实验条件 |
| 6.3.2 研究结果和讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 真空磁悬浮熔炼过程夹杂物的演变行为 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.2 研究结果和讨论 |
| 7.2.1 化学成分 |
| 7.2.2 夹杂物 |
| 7.3 夹杂物聚集和上浮机理 |
| 7.4 浇注对夹杂物上浮的影响 |
| 7.5 熔炼过程中夹杂物在线观测 |
| 7.5.1 实验方法 |
| 7.5.2 熔化和凝固过程夹杂物的演变 |
| 7.5.3 凝固过程中氧化物的演变 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 夹杂物对疲劳裂纹扩展速率的影响 |
| 8.1 实验方法 |
| 8.1.1 合金制备 |
| 8.1.2 疲劳裂纹扩展实验 |
| 8.2 夹杂物特征 |
| 8.3 夹杂物对显微组织的影响 |
| 8.4 夹杂物对拉伸和冲击性能的影响 |
| 8.5 夹杂物对疲劳裂纹扩展性能的影响 |
| 8.6 本章小结 |
| 9 结论 |
| 10 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）面向中低温储热的糖醇相变材料储热性能综合评价及性能提升研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.1.1 中国的能源消费现状 |
| 1.1.2 太阳能和工业余热回收利用 |
| 1.1.3 中低温热能供暖 |
| 1.2 储热技术 |
| 1.2.1 储热技术及其应用介绍 |
| 1.2.2 相变材料筛选 |
| 1.3 糖醇类相变材料 |
| 1.3.1 糖醇介绍 |
| 1.3.2 相变行为 |
| 1.3.3 相变行为调控 |
| 1.3.4 输运性质及改善 |
| 1.3.5 稳定性及提升 |
| 1.3.6 实际储释热性能 |
| 1.4 研究现状总结 |
| 1.5 本文的研究内容和技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 糖醇筛选及共晶混合物制备表征 |
| 2.1 初步筛选 |
| 2.2 共晶糖醇制备及表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 不同加热/冷却速率下的非等温相变行为 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.2 不确定度分析 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 糖醇 |
| 3.3.2 共晶糖醇 |
| 3.3.3 非等温相变行为总结 |
| 3.3.4 应用前景分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同过冷温差下的等温相变行为 |
| 4.1 再次筛选流程和实验方法 |
| 4.1.1 再次筛选流程 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 结果和讨论 |
| 4.2.1 糖醇 |
| 4.2.2 共晶糖醇 |
| 4.2.3 相变行为总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 流变特性及其对结晶性能的影响机理 |
| 5.1 材料和实验方法 |
| 5.2 结果和讨论 |
| 5.2.1 糖醇 |
| 5.2.2 共晶糖醇 |
| 5.2.3 影响机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 不同过热度下的热稳定性及提升 |
| 6.1 热稳定性测试方法 |
| 6.1.1 等温加热流程 |
| 6.1.2 衰减动力学分析 |
| 6.2 结果和讨论 |
| 6.2.1 熔点变化 |
| 6.2.2 熔化焓值变化 |
| 6.2.3 衰减动力学分析 |
| 6.2.4 化学结构变化 |
| 6.2.5 热稳定性提升 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 循环稳定性及提升 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.2 结果和讨论 |
| 7.2.1 相变温度变化 |
| 7.2.2 相变焓值变化 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 基于材料复合的性能综合提升及评价 |
| 8.1 材料和方法 |
| 8.1.1 材料表征 |
| 8.1.2 相变行为测试 |
| 8.1.3 输运性质测试 |
| 8.2 结果和讨论 |
| 8.2.1 材料表征结果 |
| 8.2.2 相变行为 |
| 8.2.3 输运性质 |
| 8.2.4 循环稳定性 |
| 8.2.5 综合性能评价 |
| 8.3 本章小结 |
| 9 全文总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 攻读博士学位期间获奖及参与科研项目情况 |
（5）近室温大磁熵变Gd基块体金属玻璃磁热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非晶合金简介 |
| 1.1.1 非晶合金 |
| 1.1.2 块体金属玻璃成分设计准则 |
| 1.1.3 金属玻璃非晶形成能力经验判据 |
| 1.2 金属玻璃动力学 |
| 1.2.1 液体脆性 |
| 1.2.2 金属玻璃的弛豫行为 |
| 1.2.3 晶化动力学 |
| 1.3 稀土基金属玻璃磁制冷材料 |
| 1.3.1 磁制冷技术与磁热效应 |
| 1.3.2 稀土基非晶磁制冷材料 |
| 1.3.3 稀土基金属玻璃的类自旋玻璃行为 |
| 1.4 本文主要研究内容与意义 |
| 第二章 实验方法与技术 |
| 2.1 总体技术路线 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 原材料及纯度 |
| 2.2.2 母合金制备 |
| 2.2.3 金属玻璃样品制备 |
| 2.3 结构与性能表征 |
| 2.3.1 样品密度测量 |
| 2.3.2 微观结构表征 |
| 2.3.3 磁热性能测试 |
| 2.3.4 热学参数测量 |
| 2.3.5 过热熔体粘度测量 |
| 第三章 Fe元素添加对Gd_(55)Co_(20)Al_(24)Si_1块体金属玻璃非晶形成能力和磁热性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物相结构与热分析 |
| 3.2.1 物相结构与非晶形成能力 |
| 3.2.2 Fe元素添加对金属玻璃热学性能的影响 |
| 3.3 Fe元素添加对金属玻璃磁热性能的影响 |
| 3.3.1 居里温度与磁滞回线 |
| 3.3.2 Fe元素添加对金属玻璃磁热效应的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Gd_(25)RE_(25)Co_(25)Al_(25) (RE= Tb,Dy和 Ho)高熵非晶合金类自旋玻璃行为和磁热效应研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 物相结构与热分析 |
| 4.3 不同稀土元素对高熵非晶合金类自旋玻璃行为的影响 |
| 4.4 不同稀土元素对高熵非晶合金磁热效应的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微量Si元素添加对Gd_(55)Co_(20)Al_(25)块体金属玻璃非晶形成能力和磁热性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物相结构与热分析 |
| 5.3 Gd_(55)Co_(20)Al_(25-x)Si_x非晶合金磁热性能研究 |
| 5.3.1 微量Si元素添加对非晶合金居里温度的影响 |
| 5.3.2 微量Si元素添加对非晶合金磁热效应的影响 |
| 5.4 微量Si元素添加对非晶形成能力影响分析 |
| 5.4.1 经验准则与相关判据 |
| 5.4.2 微量Si添加对金属玻璃形成液体动力学影响 |
| 5.4.3 微量Si添加对非晶合金微观结构的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 吸氢处理对稀土高熵非晶合金磁热性能的影响 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 结构表征 |
| 6.3 低温磁行为及磁热性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 博士期间研究成果 |
（6）Q315NS耐蚀钢弧焊接头腐蚀行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 露点腐蚀行为概述 |
| 1.2.1 露点腐蚀简介 |
| 1.2.2 露点腐蚀过程 |
| 1.2.3 设备表面温度对露点腐蚀速率的影响 |
| 1.3 耐露点腐蚀钢的发展与研究现状 |
| 1.4 金属腐蚀行为的主要影响因素 |
| 1.4.1 合金元素对腐蚀的影响 |
| 1.4.2 溶液pH值对腐蚀的影响 |
| 1.4.3 环境温度对腐蚀的影响 |
| 1.4.4 Cl~-对腐蚀的影响 |
| 1.5 金属腐蚀行为的研究方法 |
| 1.5.1 失重法 |
| 1.5.2 电极化测量法 |
| 1.5.3 电化学阻抗谱法 |
| 1.5.4 电化学噪声分析法 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 焊接材料 |
| 2.1.3 腐蚀溶液 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 热模拟试验设备 |
| 2.2.2 焊接试验设备 |
| 2.2.3 分析测试设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 焊接热模拟试验 |
| 2.3.2 焊接工艺试验 |
| 2.3.3 微观组织表征 |
| 2.3.4 力学性能检测 |
| 2.3.5 电化学测试 |
| 第3章 Q315NS耐蚀钢焊接接头的组织及力学性能特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Q315NS耐蚀钢的连续冷却转变 |
| 3.3 焊接热循环对焊接热影响区金相组织的影响 |
| 3.3.1 过热粗晶区的微观组织分析 |
| 3.3.2 完全重结晶区和不完全重结晶区的微观组织分析 |
| 3.4 焊接接头的组织和力学性能 |
| 3.4.1 焊接接头的宏观形貌 |
| 3.4.2 焊接接头的微观组织 |
| 3.4.3 焊接接头的力学性能 |
| 3.5 焊后热处理对焊接接头组织和力学性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Q315NS耐蚀钢焊接接头的钝化过程及其对腐蚀行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焊接接头在H_2SO_4溶液中的腐蚀失重及腐蚀过程 |
| 4.2.1 全浸腐蚀速率 |
| 4.2.2 腐蚀表面形貌 |
| 4.2.3 腐蚀产物的物相组成 |
| 4.2.4 腐蚀产物生长的物理模型 |
| 4.3 焊接接头在H_2SO_4/H_3PO_4溶液中的腐蚀失重及腐蚀过程 |
| 4.3.1 全浸腐蚀速率 |
| 4.3.2 腐蚀表面形貌 |
| 4.4 焊接接头在强氧化性酸溶液中腐蚀行为的原位监测 |
| 4.4.1 时域分析 |
| 4.4.2 频域分析 |
| 4.4.3 小波变换 |
| 4.5 焊接接头在强氧化性酸溶液中的腐蚀电化学分析 |
| 4.5.1 开路电位 |
| 4.5.2 动电位极化曲线 |
| 4.5.3 交流阻抗谱 |
| 4.6 焊接接头在强氧化性酸溶液中的腐蚀动力学分析 |
| 4.6.1 活性溶解阶段的腐蚀动力学 |
| 4.6.2 形成稳定腐蚀产物膜后的腐蚀动力学 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 Q315NS耐蚀钢焊接接头的活性溶解行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焊接接头在HCL溶液中的腐蚀失重及表面形貌 |
| 5.2.1 全浸腐蚀速率 |
| 5.2.2 腐蚀表面形貌 |
| 5.3 焊接接头在H_3PO_4溶液中的腐蚀失重及表面形貌 |
| 5.3.1 全浸腐蚀速率 |
| 5.3.2 腐蚀表面形貌 |
| 5.4 焊接接头在非氧化性酸溶液中腐蚀行为的原位监测 |
| 5.4.1 时域分析 |
| 5.4.2 频域分析 |
| 5.4.3 小波变换 |
| 5.5 焊接接头在非氧化性酸溶液中的腐蚀电化学分析 |
| 5.5.1 开路电位 |
| 5.5.2 动电位极化曲线 |
| 5.5.3 交流阻抗谱 |
| 5.6 微电偶效应对活性溶解的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 Q315NS耐蚀钢焊接接头的点蚀行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 焊接接头在含Cl~-强氧化性酸溶液中的腐蚀失重及表面形貌 |
| 6.2.1 全浸腐蚀速率 |
| 6.2.2 腐蚀表面形貌及腐蚀产物的物相组成 |
| 6.3 焊接接头在含Cl~-强氧化性酸溶液中腐蚀行为的原位监测 |
| 6.3.1 时域分析 |
| 6.3.2 小波变换 |
| 6.4 焊接接头点蚀行为机制 |
| 6.4.1 基于散粒噪声理论的点蚀随机分析 |
| 6.4.2 腐蚀产物的半导体特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）电流作用下TiAl合金凝固组织和力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的 |
| 1.2 TiAl合金研究现状 |
| 1.2.1 TiAl合金的发展历程 |
| 1.2.2 TiAl合金的组成相 |
| 1.2.3 TiAl合金的性能 |
| 1.2.4 TiAl合金组织调控及细化 |
| 1.3 电流技术在材料加工及制备过程中的应用 |
| 1.3.1 电流对金属凝固过程的影响 |
| 1.3.2 电流作用下材料的其它加工过程 |
| 1.4 其它物理场凝固技术 |
| 1.4.1 磁场对金属凝固过程的影响 |
| 1.4.2 重力场对金属凝固过程的影响 |
| 1.4.3 超声波对金属凝固过程的影响 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 合金成分及试样制备 |
| 2.2.1 合金成分选择 |
| 2.2.2 电流作用下TiAl的连续凝固实验 |
| 2.2.3 实验可行性分析 |
| 2.2.4 熔池温度测定及温度梯度计算 |
| 2.2.5 实验工艺参数 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 显微组织和成分分析 |
| 2.3.2 力学性能分析 |
| 第3章 电流作用下TiAl合金熔体受力的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁理论基础及模型建立 |
| 3.2.1 电磁场理论基础 |
| 3.2.2 电流在金属凝固过程中的作用 |
| 3.2.3 建立数值模型和网格划分 |
| 3.3 直流电流作用下TiAl合金熔体的分析 |
| 3.3.1 直流电流作用下TiAl合金熔体中的磁场 |
| 3.3.2 直流电流作用下Ti Al合金熔体中的Lorentz力 |
| 3.4 脉冲电流作用下TiAl合金熔体的分析 |
| 3.4.1 脉冲电流作用下TiAl合金熔体中的磁场 |
| 3.4.2 脉冲电流作用下Ti Al合金熔体中的Lorentz力 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电流作用下TiAl合金的凝固与作用机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同凝固工艺加载电流制备的TiAl合金凝固组织 |
| 4.3 直流电流作用下TiAl合金的凝固 |
| 4.3.1 直流电流作用下TiAl合金的宏观凝固组织 |
| 4.3.2 直流电流作用下TiAl合金凝固界面形貌 |
| 4.3.3 直流电流作用下TiAl合金凝固过程中的偏析 |
| 4.3.4 直流电流对TiAl合金片层组织的影响 |
| 4.3.5 直流电流在TiAl合金凝固过程中的作用机理 |
| 4.4 脉冲电流作用下TiAl合金的凝固 |
| 4.4.1 脉冲电流作用下TiAl合金的宏观凝固组织 |
| 4.4.2 脉冲电流作用下TiAl合金凝固界面形貌 |
| 4.4.3 脉冲电流作用下TiAl合金凝固过程中的偏析 |
| 4.4.4 脉冲电流对TiAl合金片层组织的影响 |
| 4.4.5 脉冲电流在TiAl合金凝固过程中的作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 电流作用下凝固的TiAl合金的力学性能与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 直流电流作用下凝固的TiAl合金的力学性能 |
| 5.2.1 直流电流作用下TiAl合金的显微硬度 |
| 5.2.2 直流电流作用下TiAl合金的高温压缩性能 |
| 5.2.3 直流电流作用下TiAl合金的室温拉伸性能 |
| 5.2.4 直流电流作用下TiAl合金的断裂韧性 |
| 5.3 脉冲电流作用下凝固的TiAl合金的力学性能 |
| 5.3.1 脉冲电流作用下TiAl合金的显微硬度 |
| 5.3.2 脉冲电流作用下TiAl合金的高温压缩性能 |
| 5.3.3 脉冲电流作用下TiAl合金的室温拉伸性能 |
| 5.3.4 脉冲电流作用下TiAl合金的断裂韧性 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）铝基难混溶合金液相分离及凝固组织的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 难混溶合金的概述 |
| 1.2.1 难混溶合金的概念 |
| 1.2.2 难混溶合金的凝固特性 |
| 1.2.3 难混溶合金液–液相分离过程 |
| 1.3 难混溶合金的研究现状 |
| 1.3.1 外场对难混溶合金凝固组织的影响 |
| 1.3.1.1 微重力条件下组织形成机理的研究 |
| 1.3.1.2 超声波照射条件下对难混溶合金微观结构的影响 |
| 1.3.1.3 声悬浮对难混溶合金无容器凝固的影响 |
| 1.3.2 有关难混溶合金的其它研究现状 |
| 1.3.3 匀质难混溶合金的制备方法 |
| 1.3.3.1 粉末冶金法 |
| 1.3.3.2 搅拌铸造法 |
| 1.3.3.3 定向凝固法 |
| 1.3.3.4 快速凝固法 |
| 1.3.3.5 添加剂改性法 |
| 1.4 熔体结构的研究方法及模型 |
| 1.4.1 熔体结构的研究方法 |
| 1.4.1.1 直接测试 |
| 1.4.1.2 物性测试 |
| 1.4.1.3 计算机模拟 |
| 1.4.2 熔体结构模型 |
| 1.4.2.1 无规密堆硬球模型 |
| 1.4.2.2 晶体缺陷模型 |
| 1.5 熔体的物理性质 |
| 1.5.1 电阻率 |
| 1.5.2 黏度 |
| 1.6 本文研究意义及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验原料、仪器及表征方法 |
| 2.1 主要实验原料 |
| 2.2 主要仪器设备及表征方法 |
| 第三章 Sn–Bi合金和Cu–Sn合金的熔体结构研究 |
| 第一节 Sn50Bi50 合金液–液结构转变的热力学及动力学 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.2.1 电阻率的测量 |
| 3.1.2.2 DSC曲线的测定及数据分析方法 |
| 3.1.3 结果和讨论 |
| 3.1.3.1 液–液结构转变的本质 |
| 3.1.3.2 液–液结构转变的热力学及动力学特征 |
| 3.1.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第二节 Sn75Bi25 合金液–液结构转变对其凝固过程及微观结构的影响 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.2.1 凝固实验 |
| 3.2.2.2 熔体物理性质的表征 |
| 3.2.2.2.1 电阻率测量 |
| 3.2.2.2.2 密度测量 |
| 3.2.2.2.3 黏度测量 |
| 3.2.2.2.4 差示扫描量热分析 |
| 3.2.2.2.5 电子浓度的测量 |
| 3.2.2.3 熔体结构的表征 |
| 3.2.2.4 凝固结构表征 |
| 3.2.3 结果和讨论 |
| 3.2.3.1 电阻率的温度依赖性 |
| 3.2.3.2 DSC曲线 |
| 3.2.3.3 密度的温度依赖性 |
| 3.2.3.4 黏度的温度依赖性 |
| 3.2.3.5 液态合金的原子结构 |
| 3.2.3.6 电子浓度的温度依赖性 |
| 3.2.3.7 液–液结构转变对凝固行为和结构的影响 |
| 3.2.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第三节 Cu–Sn合金熔体电阻率与原子团簇的相关性 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 结果和讨论 |
| 3.3.3.1 电阻率的温度依赖性 |
| 3.3.3.2 电阻率的成分依赖性 |
| 3.3.3.3 黏度的温度依赖性 |
| 3.3.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 La高效抑制Al–25Bi难混溶合金的宏观偏析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 合金的制备 |
| 4.2.2 物理性质及微观结构的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 La添加量对Al–Bi合金宏观偏析的影响 |
| 4.3.2 La添加量对相组成的影响 |
| 4.3.3 La添加量对微观结构的影响 |
| 4.3.4 富Bi相液滴的异质成核 |
| 4.3.5 Al–Bi–La难混溶合金的难混溶区 |
| 4.3.6 Al–Bi–La合金中液滴的聚并 |
| 4.3.7 Al–Bi难混溶合金的均匀化机理 |
| 4.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 Al–Bi–Sn难混溶合金液相分离及凝固组织 |
| 第一节 Al_(75)Bi_9Sn_(16) 合金液–液相分离动力学及熔体过热处理对铸态组织的影响 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.1.2.1 熔体处理及合金的制备 |
| 5.1.2.2 物理性质及结构的表征 |
| 5.1.3 结果和讨论 |
| 5.1.3.1 难混溶合金液相分离及凝固过程 |
| 5.1.3.2 液–液相分离动力学 |
| 5.1.3.3 熔体过热处理对物相组成的影响 |
| 5.1.3.4 熔体过热处理对凝固结构的影响 |
| 5.1.3.5 熔体过热处理的作用机理 |
| 5.1.3.6 液滴形貌的尺寸依赖性 |
| 5.1.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第二节 成分对Al–Bi–Sn难混溶合金凝固行为及结构的影响 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 实验方法 |
| 5.2.2.1 合金的制备 |
| 5.2.2.2 结构表征 |
| 5.2.3 结果和讨论 |
| 5.2.3.1 成分对相组成的影响 |
| 5.2.3.2 成分对凝固结构的影响 |
| 5.2.3.3 成分对液–液相分离及凝固行为的影响 |
| 5.2.3.4 成分对合金结构的影响 |
| 5.2.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第三节 成分、冷却速率和过热温度与Al–Bi–Sn合金条带微观结构的影响 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 实验方法 |
| 5.3.2.1 Al–Bi–Sn难混溶合金条带的制备 |
| 5.3.2.2 物理性质及微观结构的表征 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.3.3.1 转速对Al_(75)Bi_9Sn_(16) 合金条带热稳定性及结构和的影响 |
| 5.3.3.1.1 物相组成及热稳定性 |
| 5.3.3.1.2 微观结构 |
| 5.3.3.2 熔体过热处理对Al_(75)Bi_9Sn_(16) 合金条带热稳定性及结构的影响 |
| 5.3.3.2.1 物相组成及热稳定性 |
| 5.3.3.2.2 微观结构 |
| 5.3.3.2.3 宏观尺寸 |
| 5.3.3.3 成分对Al–Bi–Sn合金条带热稳定性及结构的影响 |
| 5.3.3.3.1 物相组成及热稳定性 |
| 5.3.3.3.2 微观结构 |
| 5.3.3.3.3 宏观尺寸 |
| 5.3.4 本节结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 附录 |
（9）相变材料及梯级系统传热储热特性的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 储热技术的研究背景与意义 |
| 1.1.1 能源的形势与重要性 |
| 1.1.2 储热技术的必要性 |
| 1.1.3 相变储热技术的优势 |
| 1.2 相变储热技术的研究现状 |
| 1.2.1 相变材料的研究现状 |
| 1.2.2 传热强化的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.3.1 相变储热技术中亟待研究的问题 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 基于相场法的固液相变理论研究 |
| 2.1 固液相变问题的数学描述 |
| 2.2 相场法概述 |
| 2.2.1 朗道唯象理论 |
| 2.2.2 金兹堡-朗道理论 |
| 2.2.3 固液相变问题中相场模型的推导 |
| 2.2.4 相场法的局限 |
| 2.3 纯导热固液相变问题 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 数学模型 |
| 2.3.3 数值方法 |
| 2.3.4 结果讨论 |
| 2.4 二维方腔考虑自然对流的熔化问题 |
| 2.4.1 物理模型 |
| 2.4.2 数学模型 |
| 2.4.3 数值方法 |
| 2.4.4 结果讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 金属泡沫内固液相变的数值研究 |
| 3.1 多孔介质的流动与传热理论概述 |
| 3.1.1 多孔介质的相关参数 |
| 3.1.2 多孔介质的流动规律 |
| 3.1.3 多孔介质的传热规律 |
| 3.1.4 金属泡沫的流动与传热特性 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.3.3 初始条件 |
| 3.3.4 参数的确定 |
| 3.4 数值方法与模型验证 |
| 3.5 结果讨论 |
| 3.5.1 瑞利数对固液相变过程的影响 |
| 3.5.2 孔隙率对固液相变过程的影响 |
| 3.5.3 孔密度对固液相变过程的影响 |
| 3.5.4 固液相变过程的演变规律 |
| 3.5.5 动力学参数对凝固过程的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 梯级相变储热系统的实验研究 |
| 4.1 梯级相变储热实验系统 |
| 4.1.1 实验系统的构成 |
| 4.1.2 相变材料的制备与表征 |
| 4.1.3 实验过程 |
| 4.2 热力学分析方法 |
| 4.2.1 能量分析方法 |
| 4.2.2 ?分析方法 |
| 4.2.3 火积分析方法 |
| 4.3 结果讨论 |
| 4.3.1 相变储热单元内的温度变化 |
| 4.3.2 相变储热单元的热力学分析 |
| 4.3.3 储热单元级数对系统热力学性能的影响 |
| 4.3.4 进口温度对系统热力学性能的影响 |
| 4.3.5 流体流量对系统热力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 铝硅合金储热性能的实验研究 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.1.1 铝硅合金 |
| 5.1.2 工程陶瓷 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 循环稳定性测试 |
| 5.2.2 腐蚀性测试 |
| 5.3 测试方法 |
| 5.3.1 相变温度与相变潜热 |
| 5.3.2 热扩散系数与导热系数 |
| 5.3.3 微观组织结构与成分 |
| 5.4 结果讨论 |
| 5.4.1 循环稳定性测试 |
| 5.4.2 腐蚀性测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要结论 |
| 6.1.1 基于相场法的固液相变理论研究 |
| 6.1.2 金属泡沫内固液相变的数值研究 |
| 6.1.3 梯级相变储热系统的实验研究 |
| 6.1.4 铝硅合金储热性能的实验研究 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（10）金属铝固流转化与类软岩流变及冰水固流转化的对比分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 材料固流转化研究现状 |
| 1.2.1 冰水固流转化的研究 |
| 1.2.2 聚合物固流转化的研究 |
| 1.2.3 岩石固流转化的研究 |
| 1.2.4 金属固流转化的研究 |
| 1.3 本课题主要工作内容 |
| 2 材料固流转化基本理论 |
| 2.1 冰水固流转化机理 |
| 2.1.1 导热基本定律 |
| 2.1.2 导热微分方程 |
| 2.1.3 圆柱体冰块的融化量化关系 |
| 2.1.4 影响冰水固流转化的因素 |
| 2.2 岩石流变机理 |
| 2.2.1 岩石流变的概念 |
| 2.2.2 岩石蠕变的类型和特点 |
| 2.2.3 岩石宏观破坏机理 |
| 2.2.4 影响岩石流变的因素 |
| 2.3 聚合物流变机理 |
| 2.3.1 聚合物流变学的发展 |
| 2.3.2 聚合物流变学的研究方法及应用 |
| 2.3.3 影响聚合物加工的主要流变性能 |
| 2.4 金属固流转化机理 |
| 2.4.1 金属熔化与结晶的概念 |
| 2.4.2 金属熔化与结晶的热力学条件 |
| 2.4.3 影响金属固流转化的因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 金属铝固流转化实验 |
| 3.1 铝的性质及其用途 |
| 3.2 实验目的及实验原理 |
| 3.2.1 实验目的 |
| 3.2.2 实验原理 |
| 3.3 实验器材 |
| 3.3.1 DRZ-4 电阻炉温度控制器 |
| 3.3.2 G2510 坩埚电阻炉 |
| 3.3.3 坩埚 |
| 3.3.4 长 50mm*宽 50mm*高 80mm铝块 |
| 3.3.5 试验中的创新 |
| 3.4 实验研究内容与步骤 |
| 3.4.1 研究内容 |
| 3.4.2 实验步骤 |
| 3.5 实验方案与结果数据 |
| 3.5.1 实验方案 |
| 3.5.2 结果数据 |
| 3.6 数据处理 |
| 3.6.1 Excel软件拟合原理 |
| 3.6.2 Excel软件拟合步骤 |
| 3.6.3 温度对金属铝固流转化试验影响的数据处理 |
| 3.6.4 压力对金属铝固流转化试验影响的数据分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于ANSYS数值模拟分析 |
| 4.1 ANSYS软件简介 |
| 4.2ANSYS热分析基本理论 |
| 4.2.1 热传递的方式 |
| 4.2.2 稳态传热 |
| 4.2.3 瞬态传热 |
| 4.3 相变分析 |
| 4.3.1 相和相变 |
| 4.3.2 相变分析基本思路 |
| 4.4 金属铝熔化实验的数值仿真分析 |
| 4.4.1 金属铝熔化试验中的问题描述 |
| 4.4.2 金属铝相变分析的操作步骤 |
| 4.4.3 金属铝在 660℃下各时刻的温度分布云图 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 对比分析 |
| 5.1 金属铝固流转化与类软岩、冰水的实验过程对比 |
| 5.1.1 实验器材的对比 |
| 5.1.2 实验方案的对比 |
| 5.1.3 实验数据与实验结果的对比 |
| 5.2 金属铝与类软岩、冰水固流转化的影响因素对比 |
| 5.2.1 类软岩流变的影响因素 |
| 5.2.2 冰水固流转化的影响因素 |
| 5.2.3 金属固流转化的影响因素 |
| 5.3 温度对三者固流转化速率的对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 参加的科研项目 |
| 实用新型专利 |
| 发表的学术论文 |
四、升温速率对金属熔化和过热的影响（论文参考文献）
- [1]面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究[D]. 冯飙. 浙江大学, 2021
- [2]乙醇、氯化钙对冰体固流转化影响的实验研究与数值模拟[D]. 朱思文. 青岛科技大学, 2020(01)
- [3]FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究[D]. 高小勇. 北京科技大学, 2020(01)
- [4]面向中低温储热的糖醇相变材料储热性能综合评价及性能提升研究[D]. 邵雪峰. 浙江大学, 2020(08)
- [5]近室温大磁熵变Gd基块体金属玻璃磁热性能研究[D]. 薛琳. 东南大学, 2020(02)
- [6]Q315NS耐蚀钢弧焊接头腐蚀行为研究[D]. 张苏强. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]电流作用下TiAl合金凝固组织和力学性能研究[D]. 陈占兴. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [8]铝基难混溶合金液相分离及凝固组织的调控[D]. 贾鹏. 济南大学, 2019
- [9]相变材料及梯级系统传热储热特性的理论与实验研究[D]. 赵耀. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]金属铝固流转化与类软岩流变及冰水固流转化的对比分析[D]. 姜世明. 青岛科技大学, 2017(01)