材料科学与应用技术

Abstract:随着海洋油气资源的开发利用，FPSO的建造质量与服役寿命直接关系到油气开采的经济性与安全性。由于其高酸性、高腐蚀性的工作环境中，具有良好耐腐蚀、高强度和可焊接性的双相不锈钢材料被广泛应用到建造FPSO中。但双相不锈钢焊接过程复杂，其焊接性能及工程应用面临诸多挑战。因此，开展FPSO建造用双相不锈钢焊接特性及其应用实践研究，对提高FPSO建造质量和运行效率，降低安全风险、降低维修费用具有重要意义。...

Abstract:本文聚焦于通过碱溶预处理技术从油页岩废渣制备硅铝合金的工艺及相关性能研究。首先阐述了碱溶预处理油页岩废渣的原理，详细分析了工艺过程中诸如碱浓度、反应温度、反应时间等关键参数对硅铝溶出率的影响。深入探讨了所制备硅铝合金的微观组织、力学性能以及耐蚀性能等。研究表明，合理控制碱溶预处理工艺参数，能够实现油页岩废渣中硅铝的高效提取与转化，所制备的硅铝合金具备良好的综合性能，为油页岩废渣的高值化利用提供了可行路径，有望推动相关产业的可持续发展。...

Abstract:为解决金属矿山膏体充填管道输送过程中易出现的堵管、阻力损失过大等问题，本文以全尾砂 - 废石、提钛炉渣等固废为主要研究对象，通过实验测试与数值模拟相结合的方法，系统探究了膏体充填材料的流变特性及其对管道输送稳定性的影响机制。研究采用流变仪、微型塌落筒等设备，测试了不同尾砂 - 废石质量比（尾废比）、固体质量分数及添加剂掺量条件下膏体的屈服应力与塑性黏度，构建了考虑时 - 温效应的流变参数预测模型；基于环管实验与 COMSOL 数值模拟，分析了管道输送阻力随尾废比、初始流速的变化规律，提出了最优输送参数。结果表明：膏体屈服应力与塑性黏度随固体质量分数和尾废比的增加呈线性增长趋势，在尾废比 5∶5...

Abstract:为提升光纤陀螺在复杂工况的环境适应性，本研究旨在探究增塑剂对苯二甲酸二辛酯（DOTP）对光纤环圈固化胶性能的调控作用。系统研究了DOTP添加量对固化胶热稳定性、力学性能及工艺黏度的影响规律。结果表明，DOTP通过屏蔽PUA分子链间的相互作用力，有效降低了固化胶的玻璃化温度与黏度。当DOTP添加量为6 wt%（PUA-T2）时，固化胶表现出最优的综合性能：热稳定性优良，断裂伸长率较未改性PUA提升了28.06%，且黏度适宜。光纤环圈温度循环测试进一步表明，采用PUA-T2胶绕制的光纤环在零偏稳定性及极差方面均优于未改性胶样，证实了该优化配方在提升光纤陀螺环境适应性方面的应用潜力。...

Abstract:本文确定了棉及PLA纤维混纺针织物的练漂工艺和亨斯迈高日晒SE系列染料染棉溢流染色条件，染色温度为75-80℃，保温时间为40min，染浅色时Na2SO4的用量为5—10g/L，染中色时为11—30g/L，染浅色时固色剂的用量为5—9g/L，染中色时为10—15g/L，确定了SE-黄、SE-红、SE-蓝做三元色；确定了安诺克隆ERD分散染料染PLA溢流染色条件，染色温度为110℃，保温时间为50min，染浅色时分散匀染剂T-150的用量为5—10g/L，染中色时为11—12g/L，确定了分散ERD-黄、ERD-红、ERD-蓝做三元色。...

Abstract:当代建筑材料领域，绿色化、高性能化的发展理念愈发显著。用固废替代水泥，是变废为宝，绿色资源化应用的有效途径之一。本项目研究利用固体废弃物—铜尾矿粉代替45%的水泥制备复合胶凝材料。为了达到预期的性能标准，采用脱硫石膏（DG）化学激发、以阿拉伯胶分散剂（AG）分散羟基改性的多壁碳纳米管(MWCNTs)，配制增强材料来制备环境友好型铜尾矿基水泥复合材料(CTC)。并对CTC胶凝体系进行力学性能和 SEM 形貌测试，以及对CTC胶凝体系的晶相进行XRD测试，探究MWCNTs在铜尾矿粉-水泥胶凝体系中的增强机理。这有助于实现铜尾矿固废的资源化利用，为开发高性能地质聚合物提供理论依据和技术支持，有利于推...

Abstract:7075铝合金以其高比强度、优良的耐疲劳性能和良好的加工性，被广泛应用于航空航天、交通运输及高端装备制造领域。高温挤压成形是实现其复杂构件高性能制造的重要工艺，其中动态再结晶（DRX）行为及织构演化对组织均匀化和力学性能具有决定性作用。本文系统综述了7075铝合金在高温变形下的DRX机制，探讨温度、应变速率、合金成分及预处理工艺等因素对再结晶行为和织构形成的影响，分析晶粒细化、位错演变与亚结构演化的微观规律。研究结果表明，通过工艺参数与热力学条件的优化，可有效调控织构类型，提升材料强度与塑性，为高端铝合金构件的精密制造提供理论依据与工艺指导。...

Abstract:随着汽车产业的发展，车载全景天幕和星空顶已成为提升车辆舒适性与智能化的关键设计元素。近年来，纳米银线透明导电薄膜因其优异的光学性能、柔性和导电性，成为这一领域的研究热点。本文探讨了基于纳米银线的透明导电薄膜在车载星空顶中的应用，通过分析其制备方法、光电性能及实际应用，揭示了相较于传统ITO膜和金属网格薄膜的优势。研究表明，纳米银线薄膜在光学透明性、导电性和柔性等方面表现突出，能够有效满足现代汽车星空顶的设计需求，为智能车顶系统的未来发展提供了技术支持。...

Abstract:随着功率模块向高功率密度与高可靠性方向发展，传统银浆材料因成本高昂及电迁移风险难以满足需求，低温烧结铜浆凭借低成本、高导电性及环保优势成为关键替代方案。本研究针对大面积烧结均匀性差、热-机械耦合失效显著等问题，系统优化铜浆配方与烧结工艺（温度、压力、气氛），通过微观结构表征与加速寿命测试揭示其可靠性机制。结果表明，纳米铜粉改性及梯度功能设计可显著提升界面结合强度，热循环寿命较传统工艺提高，为功率模块封装提供理论支撑与技术参考。...

Abstract:DSA（Directed Self-Assembly）光刻技术是一种利用块状高分子材料在光照下发生相分离的原理，通过光照控制高分子材料的排列，从而形成纳米级图案的光刻技术。该技术能够在较低的分辨率下实现纳米级结构的制造，具有工艺简单、成本低廉等优势，因此在半导体制造领域具有广泛的应用前景。DSA导向自组装集成碳纳米管AI芯片”是一种面向后摩尔时代、以碳纳米管为沟道材料利用定向自组装（DSA）纳米加工技术实现超高密度、低功耗、AI专用计算阵列的新型芯片制造方案。它实现在3 nm及以下节点替代硅基FinFET，实现1.2 THz级沟道速度、功耗下降60%+的碳基晶体管AI加速器。...

Abstract:钛合金TC4因具有高比强度、优异的耐蚀性和高温性能，被广泛应用于航空航天、能源装备及生物医疗等领域。然而，其在切削加工过程中易产生较大的残余应力，严重影响零件的尺寸精度、疲劳寿命与服役稳定性。本文通过分析TC4合金在切削、磨削及热处理过程中的残余应力演变规律，揭示了热—力—相变耦合作用下的应力形成机制。研究表明，切削温度、进给速度、刀具磨损及冷却条件是影响应力分布的关键因素。基于实验与有限元模拟结果，本文提出了多场协同控制策略，包括低温冷却技术、振动切削、激光表面调控及超声冲击处理等方法，以实现残余应力的有效调控与应力场优化。研究成果为钛合金精密加工及服役性能提升提供了理论依据与技术路径。...