复杂人工填土的岩土工程勘察

现代城市改造过程中,再开发地块历经拆迁、平整和回填等改造,往往场地浅部填土复杂,而人工填土作为特殊性土,对工程建设有较大影响.对这类场地的岩土工程勘察采用常规的勘察手段,已不能满足建设工程的需要.以上海市虹口区某复杂人工填土勘察为例,项目尝试运用地震映像、人工源面波工程物探结合钻探取样验证的方法施行,以期为类似工程实施提供借鉴.     

含钆中子屏蔽材料的设计及其力学性能分析

设计了一种具有良好中子屏蔽能力、高强度及高韧性的新型中子屏蔽材料,用于吸收核电站乏燃料储存格架和乏燃料运输过程中的热中子辐射。材料通过蒙特卡罗粒子传输(输运）软件MCNP进行设计,并通过放电等离子烧结设备及热轧的方式制成了板材。MCNP模拟结果及材料热中子屏蔽测试结果表明：铝基Gd₂O₃复合材料的热中子屏蔽性能与铝基碳化硼相当。Gd₂O₃颗粒球磨后呈现μm、亚μm级甚至有些颗粒达到了nm级。随球磨时间的增加,材料的力学性能逐渐增强。X射线衍射检测发现了钆-铝合金相的生成。经TEM分析表明：材料的强化机制主要是位错强化和nm级Gd₂O₃颗粒的弥散强化,拉伸强度和伸长率分别达到了240 MPa和16%,其断口主要为韧性断裂。     

AZ91筒形件旋压的组织衍化及微纳力学性能

本文采用强力正旋的方式对AZ91镁合金筒形件进行多道次旋压,通过光学显微镜(OM)和配有电子背散射衍射和能谱的扫描电子显微镜(SEM-EBSD-EDS)对不同旋压道次的微观组织衍化进行观察,结合EDS和X-Ray衍射仪（XRD）对筒形件的物相进行分析,通过纳米压痕试验仪对不同旋压道次镁合金的微区力学性能进行测试。研究结果表明：当AZ91镁合金筒形件的壁厚减薄率达到88.3%时,表面成形良好,无裂纹、褶皱产生;在旋压的初期,主要为外壁镁合金发生塑性变形,随着旋压变形量的增加,筒形件内外壁镁合金变形趋于一致,组织均匀,脆性相Mg17Al12发生破碎,呈流线形弥散地分布在镁合金内部,同时镁合金晶粒也得到细化,并发生动态再结晶;随着变形量的增加,筒形件的强度提高,硬度最高可达1.036 GPa,强化方式主要为第二相弥散强化和细晶强化。     

超音速等离子射流中飞行粒子的熔化行为研究

耐高温陶瓷材料氧化钇部分稳定的二氧化锆（Yttria Partially Stabilized Zirconia,YSZ）以其优异的隔热、抗高温氧化等特性，近年来在核电军工、航空航天等领域得到关注。本研究基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamic,CFD）方法，建立了关于超音速喷涂（Supersonic Atmospheric Plasma Spraying,SAPS）等离子流场三维模型，分析了不同喷涂参数在拉伐尔喷嘴中产生的射流特性和飞行粒子的熔化和受力状态。当喷涂参数从71 kW降低到36 kW，喷涂功率降低了49.2%，等离子体射流的最高速度降低了8.5%，最高温度降低了22.2%；使用在线监测设备Spray Watch 2i(Osier,Finland)对飞行粒子的速度和温度进行在线实测，与模拟结果的对比表明：两者的相对误差在15%以内，模拟与试验结果得到了有效地相验证，这为核反应中的耐事故燃料包壳所需的高性能隔热涂层结构的精确控制提供理论指导。     

激光增材制造镍基复合材料界面连接机制与断裂行为

基于颗粒增强镍基复合材料优异的结构/功能特性，在航空航天、核电军工和电子电工等领域有着广泛的应用前景。本文选用机械球磨混粉+激光选区熔化方法 (SLM)制备了碳化钨(WC)颗粒增强IN718复合材料(WC/IN718)，对复合材料内部异质界面连接机制、强化机制和断裂行为进行了分析。研究结果表明：随着WC颗粒含量的增加(0wt%～20wt%)，试件成形良好，WC颗粒均匀分布在基体内部，异质界面处无缺陷产生，界面处产生了贫碳的W₂C层和碳化物层，基体合金主要呈柱状晶生长。由于熔池内部能量密度分布不同，低温位置WC颗粒的断裂方式为先形成界面反应层后由热应力引起断裂，高温位置WC颗粒优先发生断裂，断裂成小尺寸颗粒，后与熔化的基体合金形成界面反应层，弥散分布在基体内部。随着WC颗粒含量的增加，复合材料的强度呈现升高的趋势，而断裂韧性降低，抗拉强度最高可达1 280 MPa，强化机制主要为载荷传递强化，断裂机制为WC颗粒的脆性断裂和基体合金的韧性断裂。     

镁/铝层状复合板材搅拌摩擦焊焊接行为

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对爆炸焊方法制备的镁/铝层状复合板进行焊接，对不同焊接速度条件下焊接接头的微观组织、物相以及力学性能进行分析。结果表明：镁/铝层状复合板的搅拌摩擦焊焊接接头界面连接效果良好，热机械影响区和热影响区界线不明显，搅拌区内镁、铝交替分布呈条带状，在搅拌区、热机械影响区和热影响区形成了Al₃Mg₂和Mg₁₇Al₁₂金属间化合物，焊接缺陷主要为界面处金属没有及时填充形成的隧道孔洞；焊接接头横截面硬度呈“W”形分布，搅拌区的硬度从铝侧→界面→镁侧逐渐降低；FSW焊接接头的抗拉强度最大可达94.5 MPa，伸长率为6.7%，断裂机理为金属间化合物的脆性断裂和金属基体镁/铝的韧性断裂。