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2A12与30CrMnSiA在相同海洋大气环境中的加速环境谱差异

刘成臣 , 鲁国富 , 张金奎 , 王浩伟

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201507003

实验室加速试验是飞机结构日历寿命评定的重要方法,编制加速环境谱则是开展加速试验的前提.现有的海军飞机加速环境谱主要有金属、涂层、复合材料三类,但是金属种类并未进一步细分.不同的金属腐蚀机理存在差异,应在试验的基础上针对飞机典型金属材料分别编制加速环境谱.以某海域海洋大气环境谱为基础,选取2A12、30CrMnSiA两种飞机常用材料为研究对象,给出了两种材料加速环境试验模块参数的确定方法及加速环境谱与服役环境的当量关系,编制了分别适合2A12、30CrMnSiA的典型海洋大气环境加速环境谱,并通过试验对环境谱的当量关系进行了验证.

关键词: 铝合金 , 合金钢 , 环境谱 , 当量 , 加速

复合材料在海洋大气环境中的加速环境谱及当量化

刘成臣 , 王浩伟 , 鲁国富 , 何卫平

腐蚀与防护

自然环境加速试验是飞机结构日历寿命评定的重要方法,加速环境谱的编制则是开展加速试验的前提.以某海域海洋大气环境谱为基础,针对某直升机典型复合材料提出了加速腐蚀环境谱并预计了加速关系.开展了舰上自然暴露试验和试验室加速腐蚀试验,从吸湿量和微观形貌两个方面采用腐蚀程度对比法验证了舰上自然环境与加速腐蚀环境谱之间的当量关系.对比结果表明,舰面暴露1 a和试验室加速腐蚀1434 h后试验件腐蚀程度在95%置信度下一致.

关键词: 复合材料 , 加速腐蚀 , 环境谱 , 当量加速关系

30CrMnSiA 合金钢当量加速腐蚀试验

刘成臣 , 鲁国富 , 张金奎 , 王浩伟

腐蚀与防护

基于某海域舰面停放环境谱,采用30CrMnSiA 材料制备模拟件,在某海域采取悬挂方式开展自然暴露试验的同时在试验室环境下开展了加速腐蚀试验。对腐蚀后试样的失重和疲劳寿命进行了测试,结果表明,30CrMnSiA试验件在当量加速腐蚀试验时间和某海域自然老化时间匹配时,腐蚀失重和疲劳寿命在95%置信度下一致。

关键词: 合金钢 , 环境谱 , 当量关系 , 腐蚀

直升机结构外部涂层在海洋环境中的加速环境谱研究

刘成臣 , 鲁国富 , 王浩伟

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201511015

针对某海域环境特点,参考国内外环境谱编制方面的技术成果,提出了适合某海域服役直升机外部涂层的加速环境谱.该谱由湿热暴露、紫外光照、盐雾三个环境模块组成.给出了各环境模块试验条件的确定方法和与舰面环境实际暴露时间的当量关系.通过典型铝合金件的试验室加速试验和舰面暴露试验对比,验证了该加速谱的合理性与当量关系的准确性.

关键词: 直升机 , 涂层 , 环境谱 , 日历寿命

2A12铝合金当量加速腐蚀试验

刘成臣 , 王浩伟 , 鲁国富

腐蚀与防护

基于某海域舰面停放环境谱,采用2A12材料制备模拟件,在护航舰面采取悬挂方式开展自然暴露试验,同时在试验室环境下开展了加速腐蚀试验.利用三维体式显微镜对腐蚀形貌进行观测和测量.结果表明,模拟件在当量加速腐蚀试验时间和舰面自然老化时间匹配时,腐蚀程度在95%置信度下一致.

关键词: 铝合金 , 环境谱 , 当量关系 , 腐蚀

基于虚拟裂纹闭合技术的应变能释放率分析

鲁国富 , 刘勇 , 张呈林

复合材料学报

基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),建立了复合材料层合板层间裂纹尖端的应变能释放率(SERR)三维有限元计算模型.该模型考虑了裂纹尖端大转动和离散单元形状变化对应变能释放率计算的影响,修正了裂纹尖端应变能释放率的计算方法.利用该模型计算了裂纹长度为15 mm和35 mm时纯Ⅰ型和纯Ⅱ型的应变能释放率,纯Ⅰ型应变能释放率分别为207 J/m2和253 J/m2;纯Ⅱ型应变能释放率分别为758 J/m2和1040 J/m2;计算值与试验值吻合得很好.同时,该模型计算了混合型不同比值R=(GⅡ/GⅠ+GⅡ)的长裂纹层合板层间断裂过程的应变能释放率,其中Ⅰ型和Ⅱ型应变能释放率计算值与试验平均值的最大误差为11.4%,最小误差为0.4%.该模型能有效计算裂纹尖端的应变能释放率.

关键词: 虚拟裂纹闭合技术 , 应变能释放率 , 复合材料层合板 , 有限元分析

稀(碱)土在镁合金中的作用及应用现状

杜文博 , 吴玉锋 , 聂祚仁 , 苏学宽 , 左铁镛

稀有金属材料与工程

结合我国富有资源稀土和碱土,介绍了稀土和碱土在镁合金中的作用和影响,概括了它们在Mg-Al系耐热镁合金中的应用现状,以及在研制汽车用耐热镁合金中所发挥的重要作用.指出研究开发稀(碱)土耐热镁合金将是汽车用高性能镁合金材料的重要研究方向.

关键词: 稀土 , 碱土 , 耐热性 , 镁合金

RE元素对铸铁热疲劳性能影响的研究

刘波 , 赵康皆

材料研究学报

<正> 钢锭模、气缸盖、排气管等工件,由于在工作中承受交变热负荷作用,常造成开裂而失效,这是工件在热循环过程中因膨胀和收缩受到约束所产生的循环热应力而引起的~([1])。过去,这些工件用普通灰铸铁制造,由于其强度低、寿命短,已不能满足工业发展的需要,为提高铸铁的热疲劳抗力,采用我国富产的RE 元素对铸铁热疲劳性能的影响进行了系统的研究。

关键词:

Zn助剂对铁基催化剂费托合成制低碳烯烃性能的影响

高新华 , 张建利 , 陈宁 , 马清祥 , 范素兵 , 赵天生 , 椿范立

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61051-8|

低碳烯烃(C2=–C4=)是十分重要的基础化工原料,目前主要采用热裂解或催化裂解石脑油、蜡油等工艺路线生产。近年来,针对全球范围的石油危机及我国富煤贫油这一基本的国情,以煤、天然气(页岩气)和生物质等丰厚的碳资源,经合成气制取低碳烯烃的工艺路线备受关注。其中,合成气经由甲醇或二甲醚间接制取烯烃技术(MTO/MTP)已经工业化;与之相比,费托合成直接生产低碳烯烃(FTO)工艺流程短、投资和操作费用低,具有良好的工业发展前景。目前,费托合成催化剂活性组分的研究主要集中于Fe, Co, Ni和Ru等元素,其中Fe基催化剂具有较高低碳烯烃选择性、较低甲烷选择性和制造廉价等优势,更适合于FTO反应。最近,人们大多聚焦于对负载型铁基催化剂的研究,但传统非负载型铁催化剂由于其制备简单、价格低廉,仍然具有巨大的开发前景。近来,我们组报道了采用微波水热法制备的Zr助剂改性Fe-Zr催化剂应用于CO加氢研究,提高了催化剂的活性,与传统Mn改性铁基催化剂相比, CO2选择性明显降低。目前,已有研究小组对Zn助剂提高铁基催化剂烯烃选择性进行报道,但反应过程中的严重积碳问题却少有研究。我们在Fe-Zr催化剂的基础上,进一步研究了Zn助剂在提高铁基催化剂低碳烯烃选择性、改善产物分布和降低反应过程积碳方面的作用。
  我们分别采用微波水热法和浸渍法对铁基催化剂进行了Zn改性,并将其用于费托合成制取低碳烯烃反应。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)技术手段对催化剂的物理和化学性质进行了表征。结果表明,两种方法改性后的铁基催化剂具有高低碳烯烃选择性和稳定性,重质烃(C5+)含量降低,且保持低CO2选择性。此外,采用两种方法Zn改性的铁基催化剂展现出了不同的特性。 XRD结果表明,反应前两种方法制备的样品α-Fe2O3物相晶粒大小均为15–18 nm,反应后浸渍法制备的样品对应物相(ZnFe2O4)晶粒大小约为25 nm、而微波水热法制备的样品约为20 nm,说明微波水热法改性的催化剂有效分散了Fe活性组分; H2-TPR结果显示,两种Zn助剂加入方法对催化剂Fe组分的还原行为有不同程度影响,体现了活性组分间不同的相互作用; XPS结果表明, Zn助剂改变了催化剂Fe活性位的化学性质,在微波水热法制得催化剂的表面Zn含量更低、分散度更高,而Zn助剂的加入对Zr组分没有明显影响。所有催化剂经200 h在线活性测试后,采用传统浸渍法制备的催化剂表面有大量积碳生成;而采用微波水热改性铁基催化剂积碳量明显减少,表现出更高的催化活性与稳定性。

关键词: Zn助剂 , 铁基催化剂 , 低碳烯烃 , 费托合成 , 微波水热法

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