一、略论晶体的熔化与凝固实验（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。
王雷[2]（2021）在《基于比较的实验教学改进策略》文中进行了进一步梳理对于初学物理的八年级学生来说,物理具有极大的神秘感.为此,在物理教学起始阶段,就有必要强化学习方法的训练,从而帮助学生快速地入物理之门,比较法就是一种便捷而实用的学习方法,引导学生通过比较逐步从被动地吸引走向主动地探究,实现在动手中主动建构物理知识以培育学科关键能力.本文结合"熔化和凝固"一课的实验设计,分享如何在课前准备和课堂实施中运用比较法进行教学.
廉艳平,王潘丁,高杰,刘继凯,李取浩,刘长猛,贺小帆,高亮,李好,雷红帅,李会民,肖登宝,郭旭,方岱宁[3]（2021）在《金属增材制造若干关键力学问题研究进展》文中进行了进一步梳理金属增材制造是一种兼顾复杂结构和高性能构件成形需求的颠覆性制造技术,在航空、航天、交通、核电等领域具有广阔的应用前景和发展空间.该技术大规模推广应用所面临的制造效率和控形保性挑战是一个涉及力学、光学、材料、机械、控制等多学科交叉的难题.本文针对其中涉及的若干关键力学问题,阐述了近年来国内外在面向金属增材制造的结构拓扑优化设计、制造过程数值模拟、成形材料与结构的缺陷表征和性能评价方面的研究进展,并对金属增材制造的结构设计-制造模拟-性能评价的发展趋势进行了展望.
王刚[4]（2021）在《基于三水合醋酸钠稳定过冷特性的灵活相变储热装置的研究》文中研究表明积极开发可再生能源对于碳达峰与碳中和具有重要意义。添加储能系统能够有效提高可再生能源系统的稳定性与灵活性,推动可再生能源系统的大规模商业化应用。目前,短期储热系统具有较高的利用率,但是储热密度较低,并且缺乏对极端天气的应对能力。而长期储热系统体积庞大,且整体利用率较低,对热负荷的响应较慢。本文提出了一种将短期储热功能与长期储热功能相结合的灵活储热的概念,实现先将储热系统的显热与潜热解耦,再将解耦后的显热与潜热分步释放的功能。灵活储热主要依靠相变储热介质的稳定过冷特性来实现。论文首先开发了一种具有稳定过冷特性的非定型三水合醋酸钠复合相变储热材料。所配制的复合相变材料的熔点为53～58℃,相变潜热为200～215 kJ/kg,固态比热容为2.7～2.9 kJ/（kg·K）,液态的比热容为3.0～3.2 kJ/（kg·K）。基于开发的非定型三水合醋酸钠复合相变储热材料的特点,本文设计并制造了一个可用于投入市场的全尺寸灵活相变储热装置。该装置中共添加有137.8 kg的三水合醋酸钠复合相变材料和75升的水。论文通过实验方法测试了灵活相变储热装置在充热过程、显然放热过程与潜热放热过程中的性能。并进一步实验研究了复合相变材料在储热装置中的稳定过冷成功率、变温长期过冷稳定性以及凝固特性。在此基础上,采用数值模拟方法继续对灵活相变储热装置在充热过程、显热放热过程以及潜热放热过程中难以通过实验观测到的流动换热特性进行了分析研究。根据灵活相变储热装置内部存在的换热流体短路的流动缺陷,论文采用三种结构改进方案对储热装置的性能进行了分析,最终确定了一种适用于市场化应用的方案。研究结果表明,向三水合醋酸钠中添加过量水与液态高分子聚合物,几乎完全抑制并消除了三水合醋酸钠的相分离现象。所开发的三水合醋酸钠复合相变储热材料可以在室温下稳定保持过冷状态,并且在液态时具有较低的粘性与较高的比热容,具有较强的对流换热能力与显热储热能力。过冷稳定性实验结果表明,在充热温度大于77℃时,灵活相变储热装置的平均稳定过冷成功率为66%,基本达到使用要求。复合相变材料在达到稳定过冷状态之后基本不受温度变化的影响,过冷态复合相变材料可以作为短期储热介质在至少20个热循环中利用其液态比热实现短期储热。复合相变储热材料的凝固过程分为自发凝固和触发凝固两种类型。在自发凝固过程中,相变材料的过冷度较小,凝固速率与晶体生长速度均较慢,晶体的生长为典型的树枝生长模式,形成的晶体为直径较粗的针状柱体,固态材料的晶体间距较大。在触发凝固过程中,相变材料的过冷度较大,凝固速度与晶体生长速度较快,晶体的生长同时具有平面生长模式与树枝生长模式的特点。形成的晶体为直径较细的丝状晶体,固体材料更为致密。论文所研究的灵活相变储热装置成功实现了短期储热与长期储热相结合的灵活储热功能,在充热过程中一共可储存21.7kWh的热量（30～87℃）,其中14.0kWh的热量在显热放热过程中被释放,7.6 kWh的热量在潜热放热过程中被释放。在实验条件下,灵活相变储热装置的充热时间约为8小时,存储的大部分显热与潜热可分别在1.5小时以及2小时内被释放。灵活相变储热装置在显热放热过程和潜热放热过程中分别可生产294升与334升生活热水,平均温度分别为68.2℃与46.7℃。进口流量对灵活相变储热装置的热性能有明显影响,增大进口流量可加快灵活相变装置的充放热速度。当流量从4 L/min增加到14 L/min时,灵活相变储热装置的充热时间从276 min缩短到92 min,显热放热时间可以从61 min减少到21 min,潜热放热时间从76 min减少到13 min。改变换热流体流入的位置、改变进口尺寸以及增加均流板都可改善或者消除换热流体短路的流动缺陷。数值模拟结果表明,充热过程中高温换热流体从上部流入,放热过程中低温换热流体从下部流入时,灵活相变储热装置具有最快的充放热速度。但采用这种方式,液态相变材料内部的自然对流现象较弱,灵活相变储热装置不再具有利用自然对流搅拌液态相变材料的功能,会对储热装置的长期稳定性产生影响。增加均流板可明显改善灵活相变储热装置内部的流动特性。添加均流板后,灵活相变储热装置成功达成了最开始的设计理念,即高温换热流体在下部充分混合后均匀地对整个储热装置进行加热。因此在灵活相变储热装置内部空间允许的情况下,建议采用添加均流板的方式增强灵活相变储热装置的充热速率。
申耀祖[5]（2021）在《Fe-Mn-C-Al系高锰钢凝固特性及高温力学性能研究》文中研究指明Fe-Mn-C-Al系高锰钢兼具高抗拉强度、高延伸率和高能量吸收能力,是理想的汽车用抗冲击结构材料和吸能材料。高锰钢还具有优越的低温力学性能、高温抗氧化性能、抗腐蚀性能等,在低温应用、航空航天和化学工业等领域中受到青睐。但凝固成形调控不易、拉矫和轻压下困难等问题严重限制了其工业生产和推广。基于此,本文主要针对Fe-Mn-C-Al系高锰钢凝固特性和铸态高温力学性能方面进行了系统研究,以期为该钢种的进一步研究和工业化生产提供指导。主要工作和结果如下:（1）高温凝固模式研究分别通过差示扫描量热法（DSC）和等温凝固淬火法研究了不同成分高锰钢在高温状态下的相变顺序和组织特征。结果表明,通过DSC实验和等温凝固淬火实验得到了相同的凝固模式,加热/冷却速率的变化会影响DSC曲线中峰的位置和形状,但不会影响凝固模式。通过实验结果对不同预测方法进行验证后发现,Thermo-Calc热力学计算中的平衡模型模块能够用来预测高锰高铝钢的凝固相变顺序,由此计算得到Fe-C-20Mn-5Al成分高锰钢亚包晶反应区域的C含量为0.062～0.527 wt.%。（2）凝固过程组织特征研究通过定向凝固实验研究了不同C含量高锰钢凝固组织演变行为。研究发现,由于在固液界面前沿存在较大成分过冷现象,在所有抽拉速度下高锰钢中凝固组织都以枝晶形式生长。当C含量为0.06、0.24和0.68 wt.%时,高锰钢一次枝晶间距与抽拉速度之间的关系分别为λ0.06=11.75·V-0.30、λ0.24=10.38·V-0.32和λ0.68=10.56·V-0.31,通过增加冷却速度能够显着细化高锰钢微观组织。通过实验结果验证发现,可以使用Kurz-Fisher模型预测Fe-0.68C-18.02Mn-1.35Al成分高锰钢的一次枝晶间距。在相同的凝固条件下,C含量通过影响高锰钢凝固区间宽度和高温凝固模式来影响一次枝晶间距。（3）凝固过程溶质元素分布研究以Fe-Mn-C-Al系高锰钢定向凝固试样为研究对象,通过EPMA进行点阵法分析研究了高锰钢中溶质元素分布特征,比较了不同C含量高锰钢在不同拉速下的微观偏析情况。结果表明,凝固过程中C元素和Mn元素在液相中聚集,而Al元素则在固相中具有更高含量。在定向凝固试样中能够观察到固相中存在溶质元素扩散现象,这将导致凝固过程中溶质元素在固相中的均质化。增加抽拉速度会加剧微观偏析,这是因为相比于对局部凝固时间的影响,抽拉速度变化对二次枝晶间距影响更大。当C含量从0.06 wt.%增加到0.68 wt.%时,凝固模式发生改变,C元素和Al元素微观偏析先减小后升高。C含量增加会吸引Mn元素,从而导致更严重的Mn元素微观偏析。（4）凝固过程相场模拟研究通过多元多相场模型系统研究了Fe-Mn-C-Al系高锰钢凝固过程中的组织演变和溶质元素分布情况。结果表明溶质分布与凝固组织之间具有交互作用,微观组织演变改变溶质分布情况,溶质分布会影响相变的局部驱动力,导致不同的局部界面生长速度,影响微观组织生长。在包晶相变过程中,初始铁素体相凝固形成的溶质分布情况和奥氏体相形核位置会影响最终的凝固组织和微观偏析情况。与过包晶成分和全奥氏体模式高锰钢相比,冷却速度和过冷度对亚包晶成分高锰钢凝固组织影响更大,冷却速度和过冷度通过影响相变来影响包晶成分高锰钢的微观偏析情况。通过点阵法进行多组分合金偏析计算时,排序方法采用WIR排序法所得结果最准确,F-G排序法操作过程简便,且拟合所得曲线与分布点间的相关性最好,进行简要分析时可采用。（5）高温力学特性和变形行为研究通过高温拉伸和等温热压缩实验研究了三种不同C含量铸态高锰钢的高温拉伸性能和变形行为。研究发现,高温拉伸试验中不同成分高锰钢的真实应力-真实应变曲线具有相似趋势,峰值应力随拉伸温度降低和C含量增加而增加。C含量通过影响奥氏体与铁素体之间的相变来影响热延展性。C含量为0.028 wt.%时,高锰钢延展性较好,在所研究温度范围内断面收缩率（RA）均大于40%。当C含量为0.028 wt.%和0.28 wt.%时,RA随拉伸温度增加先升高后降低,而当C含量增至0.64 wt.%时,延展性随温度升高而提高。对于高温压缩实验,流动应力随C含量增加而增加,这是因为随着C含量增加,可用于短程有序的Mn-C偶极子数量增加。通过拟合关系确定热变形相关物性参数、激活能以及描述热变形条件的Z因子表达式,使用Z因子预测峰值应力,预测结果与实验结果基本吻合。
朴占龙[6]（2021）在《CaO-Al2O3-TiO2基高钛钢用保护渣开发及冶金特性研究》文中认为高钛钢具有高强度、耐腐蚀性和减少焊接飞溅等良好性能,使其在国内外得到广泛的发展与应用。但高钛钢在连铸过程中普遍存在结晶器钢-渣界面反应严重、铸坯表面质量差及连浇困难等问题,本文以此为出发点,开发非反应性的CaO-Al2O3-TiO2基新型高钛钢专用保护渣,同时,利用钙钛矿代替枪晶石发挥控制传热的作用,实现保护渣的无氟化。首先,从热力学角度分析保护渣中组元临界含量的关系,明确了保护渣中w（TiO2%）≥2%和w（SiO2%）≤5%时,不存在钢-渣界面反应。基于双膜理论,建立钢-渣界面反应动力学模型,确定钢中Ti、Si和保护渣中TiO2、SiO2均为钢-渣界面反应的限制性环节,其中Ti的影响最为显着,Ti含量在0.05～1.91%范围内,随其含量增加,钢-渣界面反应程度和反应平衡所需时间均增加,且模型的预测值和试验值较为吻合。运用FactSage7.3热力学软件和Scigress分子动力学软件模拟各组元对保护渣理化性能的影响。基于钢-渣界面反应行为、保护渣热力学和动力学的研究,初步拟定保护渣成分范围。其次,利用全自动熔点熔速测定仪、旋转粘度计、S/DHTT和红外发射系统全面地开展保护渣冶金特性的研究,进而系统地分析各组元对保护渣熔化特性、流变特性、结晶特性和传热特性的影响规律。结合BaO降低熔体中Al-O和Ti-O结构单元的聚合度的特点,将粘度控制在0.1～0.5Pa.s。同时,BaO解决了 CaO-Al2O3-TiO2基保护渣高熔点的难题,将熔点控制在1050～1100℃。基于大量试验数据,构建适用于CaO-Al2O3-TiO2基新型高钛钢专用无氟保护渣的熔化温度、粘度和转折温度的计算模型,三个模型均能够较好地预测保护渣的理化性能。运用Mo模型阐明保护渣在非等温结晶过程中的结晶机理。保护渣结晶控制环节均为界面反应控制。大部分晶体以恒定形核速率或恒定形核数量的两种方式形核,且以二维或三维方式生长。而TiO2和Li2O含量分别为16%和8%时,晶体以恒定速率形核,三维长大方式生长。结合保护渣传热特性的分析,上述晶体的生长方式能够有效的控制传热,钙钛矿能够替代枪晶石实现无氟保护渣控制传热的作用。利用DHTT双丝法揭示渣膜相态变化及结构分布,结晶器内渣膜中玻璃层、结晶层和液渣层的三层结构分层较为明显。随着结晶器内坯壳温度的降低,渣膜中玻璃层和结晶层的厚度增加,液渣层厚度降低。保护渣冶金特性的深入分析,为其开发提供可靠的试验数据和夯实的理论基础。最后,根据高钛焊丝钢ER70-Ti对保护渣性能的要求,运用CaO-Al2O3-TiO2基新型无氟保护渣的粘度计算模型和熔化温度计算模型,明确保护渣的成分范围:CaO/A12O3为0.8～1.2,TiO2含量为4～12%,SiO2含量为1～5%,BaO含量为5～15%,Na2O含量为6～10%,Li2O含量为1～4%,B2O3含量为6～10%,MgO含量为2～4%。将批量生产的高钛焊丝钢ER70-Ti专用保护渣应用于实际的工业生产,并取得较好的试验结果。
陈奎元[7]（2021）在《直接利用高炉熔渣制备铸石的技术基础研究》文中认为在冶金行业,冶金熔渣的高温余热利用、难利用冶金渣的大宗量消纳是当前绿色钢铁发展过程遇到的重要瓶颈之一。针对冶金熔渣余热利用与大宗高值利用的难题,本文采用熔渣“渣”-“热”耦合利用的技术路线,在利用熔渣余热直接熔化冷态改质剂的热量限制条件下,调整熔渣的成分和析晶性能,并采用熔渣冷却过程成核-析晶一步法（Petrurgic法）的热处理制度制备低成本大宗量的铸石人造石材。利用高温X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）、场发射电镜（SEM）、差热分析仪（DTA）、Factsage等测试设备和分析软件,结合材料性能测试,分析了利用熔渣自身显热熔化改质剂的能力,系统研究了高炉渣、改质高炉渣及不同钛含量的高炉渣的析晶规律及其对铸石性能的影响关系;研究了超重力场中含钛高炉熔渣的高温析晶机理,进一步制备了熔渣铸石梯度材料;在此基础上,成功开展了吨级高炉熔渣铸石扩大规模试验验证。论文研究获得如下重要成果:（1）高炉熔渣冷却析晶的晶体生长方式属于表面析晶,主晶相为黄长石,力学性能差,需要通过组分调整改善其结构和性能。对高炉熔渣调质过程热平衡计算表明,以石英砂为改质剂,对于排渣温度为1500℃的熔融高炉渣,利用其自身显热能够熔解添加量为不大于10%的改质剂。（2）对分别配加10%的不同改质剂（石英砂、硼泥和金红石砂）的改质高炉熔渣析晶规律研究表明,氧化钛是一种性能较好的改质组分,其在熔渣冷却析晶过程起到两方面作用,一方面是高电负性的Ti4+将促进熔渣分相,形成富硅和富钛相,部分Ca2+进入富钛相,提高了剩余富硅相的硅钙比,为后续析出辉石提供了热力学条件;另一方面是富钛相会在高温下首先析出钙钛矿,为后续辉石等硅酸盐矿物析出提供了晶核,促进了熔渣的整体析晶。在配加10%金红石砂的改质渣中,不仅析出黄长石相,还析出辉石相和钙钛矿相;析晶过程从表面析晶转变为整体析晶,Avrami参数从原渣2.11和2.26转变为4.17和6.13。（3）对利用不同二氧化钛含量的含钛高炉渣制备铸石的晶相和性能关系的研究表明,过多的二氧化钛会析出大量钙钛矿,从而降低其力学性能;控制熔渣中氧化钛成分促进辉石析出,同时不析出过多的钙钛矿是制备性能良好铸石的关键。TiO2含量在11.50 wt%的中钛高炉渣铸石具有最佳的力学性能,其压缩强度为286 MPa,析出的晶相为辉石相、黄长石相和少量钙钛矿相。（4）提出了采用熔体高温超重力离心过滤分离手段来分析熔体高温析晶过程的实验方法。对含钛高炉熔渣在降温过程中进行固液超重力分离的实验表明,在超重力系数G=1000和1250℃下,含钛熔渣在超重力作用下能够分离获得过滤层内的钙钛矿为主的富钛相（24.44 wt%TiO2,TiO2回收率为75.98%）以及通过过滤层的剩余熔渣;剩余熔渣经热处理后形成铸石,具有致密的结构、辉石为主的矿相组成,以及更低的氧化钛含量（9.46%TiO2）和更优的力学性能（弯曲强度40.54 MPa）,进一步验证了氧化钛具有分相促进辉石析晶和作为晶核剂的作用机理。（5）利用熔渣高温析晶性能特点,采用超重力成型方法,制备了高钛高炉渣铸石梯度材料。研究表明,在熔渣冷却至1400℃时施加超重力（超重力系数G=1000）并继续冷却,此时熔渣粘度较小,析出的钙钛矿由于密度较大,在超重力作用下,逐渐向底层移动,使得底层钙钛矿含量最高,晶粒最大（长度约80 μm）;同时,熔渣中的气泡由于密度较轻,在超重力作用下逐渐向上移动,形成了孔洞数量自底层向上层逐渐增加的梯度分布,从而使得致密性和体积密度从底层向上层逐渐减小。中部下层的铸石样品具有合适的钙钛矿含量和致密度,其性能最佳,弯曲强度为35.9 MPa。本方法为制备该类梯度材料提供了一条新的途径。其中,形成钙钛矿类矿物富集到材料的一侧,有望最大程度的发挥其功能性效果。（6）吨级含钛高炉熔渣铸石的扩大规模试验表明,采用将熔渣直接冷却保温的Petrurgic工艺路线能够制备出性能良好的低成本铸石人造石材。大体积熔渣铸石在凝固及析晶区间保温和减少温差是关键环节。采用保温模具且经过缓慢冷却保温制备的吨级大体积铸石原石,经过切割后形成块状人造石材,其性能良好,具有39.31 MPa的弯曲强度,满足天然花岗石建筑板材标准要求。采用传统铸石工艺,利用辊道窑制备的大体积铸石板材（500×500 mm）经过1100℃析晶1 h和650℃退火1 h后热处理,具有优良性能,其压缩强度达到了 268MPa,弯曲强度达到了 56MPa,满足人工石材的性能要求,可批量化生产。
陈倩倩[8]（2021）在《基于学习科学理论的初中物理教学设计与实践 ——以“物态变化”为例》文中进行了进一步梳理“学习科学（Learning Science）”是近三十年发展起来的关于教和学的跨学科研究领域,它涉及教育学、脑科学、心理学、认知科学、信息技术学等众多领域,主要是综合各个领域的知识内容,更加深入全面地研究“人是如何学习的”,从而指导学习者如何进行科学高效的学习。“教学设计”是一个系统化规划教学的过程,更是课堂教学的引领。近年来,教学设计的理论与实践研究不断激起教育研究者的广泛关注。本研究从“学习科学”的视角出发,以“物态变化”单元为例,基于学习科学理论进行初中物理教学设计的教学研究与实践探索。基于学习科学理论,结合当前“ADDIE”教学设计模型（主要包括分析（Analyse）、设计（Design）、开发（Develop）、实施（Implement）、评价（Evaluate）几环节）,本研究从“学习”的角度提出了“AODIE”教学设计框架。“AODIE”主要包括分析（Analyse）、目标（Objective）、设计（Design）、实施（Implement）、评价（Evaluate）五个环节,旨在将学习科学理论用于指导教学设计实践,并提供可操作性的步骤,同时为一线教师提供可借鉴的案例,助力教师的高效教学及学生的深层理解。论文共由六章组成。前三章是基于文献理论研究,将初中物理“物态变化”单元作为本文的实践研究内容,结合理论分析,阐述学习科学与教学设计之间的联系,提出具有一定可操作性的“AODIE”教学设计框架;四、五章为研究的实践部分:深入一线教学,调查了解初中学生的物理学习现状;以《温度》和《熔化和凝固》两课内容为载体,完成学习科学理论指导下的教学设计案例;通过大量数据分析对比,论证“学习科学”为初中物理的教学设计与实践提供了方法依据,且“AODIE”实施流程明晰、操作性较强及教学效果显着。
倪聪[9]（2021）在《微流道换热器件激光选区熔化成型关键技术研究》文中研究说明微流道换热器具有体积小、换热效率高、结构紧凑等特点被大量应用于海上石油平台、氢燃料电池、舰船和航空航天等领域的热交换系统。目前微流道换热器热交换芯体部分多采用电化学腐蚀刻槽加扩散焊接工艺制造。该工艺存在加工效率低、污染环境和流道结构单一等问题。激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材制造技术可以实现复杂结构内孔流道的快捷、高效制造,为微流道换热器件提供了一个崭新的制造方法。但与传统机械和电化学加工相比,SLM成型流道内孔表面粗糙度以及尺寸精度相对较差,影响了热交换介质流动性,甚至出现紊流和空洞效应,从而降低换热效率。此外,SLM成型过程中孔隙等缺陷将影响其承载能力。这些关键问题的存在严重制约了SLM技术在微流道换热器件制造领域的应用。针对上述科学问题,论文开展了SLM增材制造成型整体的宏观尺寸精度,表面粗糙度、SLM成型件微观组织与性能分析、微流道内孔成型精度调控以及磨粒流抛光研究,取得如下研究成果:（1）基于离散元方法（DEM）建立了SLM成型过程中介观尺度模型,采用流体体积法（VOF）与光线追踪法对SLM成型过程中熔池形态进行动态追踪。将仿真结果与单道成型实验对比分析,验证了模型的准确性。研究了激光功率、扫描速度及扫描间距对SLM成型表面质量的影响,获得优化工艺参数区间。基于模拟结果采用响应面优化法分析了工艺参数对X方向、Y方向尺寸误差以及上表面粗糙度的影响,并根据优化的结果进行验证。（2）激光选区熔化成型316L不锈钢的晶粒以柱状晶外延生长方式存在,晶粒内具有特殊亚结构,采用凝固理论和温度场分析亚微结构形成机理,研究发现,熔池边缘较大的温度梯度与较快的凝固速率是亚结构的主要成因。SLM成型过程中的孔隙分成两类,一类是不规则形状的冶金气孔,它是由能量输入不足与工艺方案不合理导致;另一类是球形气孔,它是由匙孔周期性闭合以及保护气体卷入熔池中来不及溢出导致,并采用数值模拟的方法分析气孔的形成机制。SLM成型试样的致密度与体能量密度相关联,体能量密度在100J/mm3～120J/mm3之间时,SLM成型试样的平均致密度大于99.73%。（3）SLM成型件的平均拉伸强度高于热轧板材,在拉伸变形过程中变形孪晶的产生使SLM成型316L不锈钢具有良好的塑性。气孔缺陷的存在使得SLM成型316L不锈钢的冲击强度弱于普通热轧板材。不同表面状态的SLM成型316L不锈钢试样件在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀类型不同,未抛光试样的腐蚀类型主要为熔合线与球化金属球周围的点蚀,而抛光试样最先在孔隙内产生点蚀与局部腐蚀,然后向周边扩散。（4）为了提高微流道换热器件流道内孔SLM成型精度,首先研究倾斜角度对不同壁厚微流道内孔成型能力的影响,发现水平孔成型质量较差。根据流道水平孔成型特征,将其成型区域分为悬垂区和台阶区。研究水平孔顶部挂渣形成机理,在悬垂区采用降低能量输入的方法改善挂渣现象,分析激光功率、扫描速度、扫描间距对悬垂区成型的影响,得到优化结果。将SLM成型试样台阶区表面质量影响因素分为飞溅、粉末粘附和球化三大类,并分析其产生机理。依据台阶区的成型特征,采用数值模拟的方法研究线能量输入、扫描间距和底面状态对熔道表面质量的影响。根据内孔悬垂区和台阶区的仿真优化结果进行实体生成,发现水平孔的成型精度提高近一倍,顶部挂渣现象较少。（5）针对SLM成型流道内孔表面粗糙度相对较差的情况,研究了复杂结构内孔流道磨粒流抛光机理,采用磨粒流抛光技术对SLM成型流道进行抛光。首先采用Fluent软件中离散模型模拟不同入口条件下磨粒在流道内分布状态和壁面冲蚀状态,结果表明,冲蚀最严重的区域发生在流道入口截面变小以及拐弯处。由于磨粒流抛光过程中存在材料去除不一致的问题,采用声场耦合模型将超声激振与磨粒流抛光技术相结合,利用动网格技术模拟对流道壁面实现超声振动。分析结果表明施加流道壁面的超声激振可以引起压力波和空化效应,从而达到提高流道内部湍动能。通过实验发现随着抛光时间的增加,内孔壁面粗糙度逐渐降低,但流道内孔壁面存在欠抛和过抛现象,施加在SLM成型试样表面的超声激振可以实现一致的材料去除率,增加抛光质量,这与仿真结果相符合。
柳明凤[10]（2021）在《稀土离子掺杂对铁酸铋结晶习性的影响》文中认为多铁材料是一类同时拥有两种或两种以上铁性的功能材料。目前,对于多铁材料的研究大部分都是集中在具有电有序参数和磁有序参数的多铁材料上,从而实现了电场和磁场的相互耦合和调控。这些材料在电磁传感器、多态/高速存储器、自旋电子器件等方面具有潜在的应用前景。众多的多铁材料中,铁酸铋（BiFeO3）被认为是最有希望在多功能器件中真正应用的多铁材料,这是由于它的的居里温度TC（～830℃）和奈尔温度TN（～370℃）都远高于室温所致。块体的BiFeO3材料一般尺寸较大,以陶瓷和单晶形式为主,后者由于结晶度较高,通常表现出更好的性能。BiFeO3单晶通常采用熔体凝固法生长,然而很难获得高质量的大尺寸BiFeO3单晶。为了探究BiFeO3晶体生长困难的原因,本文采用高温原位观测技术对其熔融凝固过程特征进行了一系列研究。（1）研究了不同前驱对BiFeO3结晶生成的影响。分别制备了未烧、煅烧和烧结的Bi2O3-Fe2O3混合物前驱体,并利用显微镜观察了它们的熔化和凝固过程。结果表明,在未烧和煅烧样品的升温加热过程中,只有少量的BiFeO3相产生。然而,烧结的前驱体凝固样品中形成了更多的BiFeO3相。具有规则形状的BiFeO3晶粒是在1100℃左右析出的。当温度升高时部分BiFeO3相变得不稳定,分解为六边形的Fe2O3相和无规则形状的Bi2O3相。该结果给出了BiFeO3晶体生长困难的原因,选择的前驱体状态对高质量BiFeO3晶体的生长至关重要。（2）研究了固相合成Bi1-xLaxFeO3（x=0.05,0.10,0.15,0.20）样品中La3+掺杂对结晶行为的影响。结果表明,烧结前驱体的熔融凝固现象与未掺杂样品相似。BiFeO3相在高温熔化阶段可以分解为无规则形状的Bi2O3和六边形的Fe2O3晶粒。降温凝固阶段生长出了规则形状的BiFeO3晶粒,随着La3+掺杂量的增加,BiFeO3晶粒尺寸先增大后减小。当掺杂比例为15%时,粒径达到最大值。La3+掺杂使得BiFeO3晶粒生长具有一定形状,提示了一种潜在的促进大尺寸BiFeO3单晶生长的有效方法。（3）研究了固相合成Bi0.8La0.2-yHoyFeO3（y=0.05,0.10,0.15,0.20）样品中La3+-Ho3+掺杂对结晶行为的影响。研究发现,Ho3+的掺杂改变了BiFeO3相分解产生的Fe2O3相的形貌。在La3+-Ho3+共掺杂样品中发现了六边形的Fe2O3晶粒,并且其内部包含有无规则形状的BiFeO3相和Bi2O3相。而单掺杂20%的Ho3+样品中,Fe2O3晶粒为四边形。另外La3+-Ho3+共掺杂和Ho3+单掺杂样品在1000℃左右降温过程中生成的BiFeO3晶粒形貌呈条纹状,不利于BiFeO3晶体生长。（4）以固相合成烧结的Bi1-xLaxFeO3（x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20）样品为前驱体,利用坩埚下降法生长块状单晶。成功生长出了以灰色BiFeO3为主相的多晶棒,并且在样品中发现了一些Bi2O3和Fe2O3的杂相存在,且随着La3+掺杂含量的升高,杂相所占比例逐渐减少。Bi1-xLaxFeO3多晶块电滞回线呈椭圆形,有较大漏电流,剩余极化强度高,磁滞回线表现为S型,剩余磁化强度较大。
二、略论晶体的熔化与凝固实验（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、略论晶体的熔化与凝固实验（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）基于比较的实验教学改进策略（论文提纲范文）
| 1 实验装置的比较与改进 |
| 1.1 烛蜡熔化装置的改进 |
| 1.2 冰熔化装置的改进 |
| 2 实验操作的比较与方法 |
| 2.1 加热方式的比较 |
| 2.2 搅拌方式的比较 |
| 3 实验教学的比较与实施 |
| 3.1 异中求同和同中求异 |
| 3.2 逆向比较 |
（3）金属增材制造若干关键力学问题研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 面向金属增材制造的结构优化设计 |
| 2.1 造物制于形:考虑增材制造工艺约束的拓扑优化 |
| 2.1.1 最小/最大尺寸约束 |
| 2.1.2 自支撑约束 |
| 2.1.3 连通性约束 |
| 2.1.4 成形材料力学性能的各向异性约束 |
| 2.1.5 残余应力与变形约束 |
| 2.2 造物不止于形:基于增材制造的材料/结构多尺度拓扑优化 |
| 2.2.1 尺度分离模型 |
| 2.2.2 尺度相关模型 |
| 2.3 小结 |
| 3 金属增材制造的数值模拟 |
| 3.1 传热传质过程数值模拟 |
| 3.1.1 热-流耦合模型 |
| 3.1.2 热-固耦合模型 |
| 3.1.3 热-流-固耦合模型 |
| 3.2 凝固微观组织数值模拟 |
| 3.2.1 枝晶尺度模型 |
| 3.2.2 晶体尺度模型 |
| 3.3 过程-组织-性能一体化数值模拟 |
| 3.4 小结 |
| 4 金属增材制造材料与构件缺陷表征与性能评价 |
| 4.1 缺陷类型及表征 |
| 4.2 强度分析评价 |
| 4.2.1 实验测试方法 |
| 4.2.2 数值模拟方法 |
| 4.3 疲劳性能评价 |
| 4.3.1 缺陷诱发疲劳失效机理 |
| 4.3.2 疲劳性能表征 |
| 4.3.3 疲劳寿命预测方法 |
| 4.4 抗冲击性能评价 |
| 4.5 小结 |
| 5 展望 |
（4）基于三水合醋酸钠稳定过冷特性的灵活相变储热装置的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 缩略表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 相变储热技术 |
| 1.3 三水合醋酸钠相变储热材料 |
| 1.4 三水合醋酸钠材料的特性 |
| 1.4.1 基本物性 |
| 1.4.2 腐蚀性 |
| 1.5 三水合醋酸钠的应用瓶颈 |
| 1.5.1 低导热系数 |
| 1.5.2 相分离 |
| 1.5.3 过冷 |
| 1.6 三水合醋酸钠相变储热系统 |
| 1.6.1 短期储热系统 |
| 1.6.2 长期储热系统 |
| 1.7 过冷态凝固的触发方法 |
| 1.7.1 投入晶体法 |
| 1.7.2 电触发凝固法 |
| 1.7.3 局部冷却法 |
| 1.7.4 冲击振动法与超声波振荡法 |
| 1.8 论文的主要研究内容 |
| 第2章 三水合醋酸钠物性测量与复合相变材料的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三水合醋酸钠热物性参数测量 |
| 2.2.1 实验材料及测试方法 |
| 2.2.2 热物性测试结果分析 |
| 2.3 三水合醋酸钠复合相变材料的制备及性能 |
| 2.3.1 添加过量水 |
| 2.3.2 添加液态高分子材料 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 灵活相变储热装置热性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 灵活相变储热装置 |
| 3.3 实验方案 |
| 3.3.1 储热装置性能测试系统 |
| 3.3.2 测试过程 |
| 3.4 数据处理方法 |
| 3.4.1 热损失系数 |
| 3.4.2 储热容量 |
| 3.4.3 平均储热温度 |
| 3.4.4 热交换速率与功率 |
| 3.5 灵活相变储热装置性能分析 |
| 3.5.1 热损失系数 |
| 3.5.2 储热容量 |
| 3.5.3 灵活相变储热装置的热性能 |
| 3.5.4 不同相变储热装置热性能的比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 灵活相变储热装置过冷稳定性与凝固特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.2.1 稳定过冷成功率测试实验 |
| 4.2.2 变温长期过冷稳定性测试实验 |
| 4.2.3 自发凝固特性与触发凝固特性测试实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 过冷稳定性分析 |
| 4.3.2 变温长期过冷稳定性分析 |
| 4.3.3 自发凝固过程分析 |
| 4.3.4 触发凝固特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 相变储热装置的流动与换热特性数值模拟分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理模型 |
| 5.3 数学模型及数值模拟方法 |
| 5.3.1 控制方程 |
| 5.3.2 边界条件 |
| 5.3.3 数据分析方法 |
| 5.4 数值模拟结果分析 |
| 5.4.1 模型验证 |
| 5.4.2 储热装置的流动与换热特性 |
| 5.4.3 复合相变材料的熔化特性 |
| 5.4.4 进口流量的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 灵活相变储热装置内部流动特性改进 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三种结构方案描述 |
| 6.2.1 改变换热流体进口位置 |
| 6.2.2 改变进口管径 |
| 6.2.3 增加均流板 |
| 6.2.4 多孔介质模型 |
| 6.3 不同结构下的性能比较 |
| 6.3.1 高温换热流体上部流入模式 |
| 6.3.2 改变进口尺寸 |
| 6.3.3 增加均流板 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）Fe-Mn-C-Al系高锰钢凝固特性及高温力学性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高锰钢简介 |
| 2.2 高锰钢凝固过程相转变研究现状 |
| 2.2.1 高锰钢凝固路径和固液相线温度研究 |
| 2.2.2 包晶相变过程研究 |
| 2.2.3 凝固模式预测方法 |
| 2.3 高锰钢凝固组织研究现状 |
| 2.3.1 定向凝固晶体生长理论 |
| 2.3.2 高锰钢微观组织研究 |
| 2.4 高锰钢溶质元素分布研究现状 |
| 2.4.1 合金微观偏析研究方法 |
| 2.4.2 高锰钢宏观和微观偏析研究 |
| 2.5 高锰钢凝固过程相场模拟研究现状 |
| 2.6 高锰钢高温力学性能研究现状 |
| 2.7 本课题研究内容、研究方法及创新点 |
| 2.7.1 研究背景和意义 |
| 2.7.2 研究内容和方法 |
| 3 高锰钢高温凝固模式研究 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 材料制备 |
| 3.1.2 研究方法 |
| 3.2 高锰钢高温凝固模式实验结果分析 |
| 3.2.1 Fe-0.028C-21.1Mn-5.72Al高锰钢凝固模式 |
| 3.2.2 Fe-0.28C-21.0Mn-5.80Al高锰钢凝固模式 |
| 3.2.3 Fe-0.64C-20.8Mn-5.10Al高锰钢凝固模式 |
| 3.2.4 变温速率对DSC实验结果的影响 |
| 3.3 不同凝固模式预测方法分析 |
| 3.4 Fe-C-20Mn-5Al高锰钢亚包晶反应区间 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高锰钢凝固组织生长研究 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.1.1 材料制备 |
| 4.1.2 研究方法 |
| 4.2 高锰钢晶体生长特点 |
| 4.2.1 定向凝固组织形貌 |
| 4.2.2 拉速对凝固组织影响 |
| 4.2.3 C含量对凝固组织影响 |
| 4.3 高锰钢晶体生长机理分析 |
| 4.3.1 枝晶组织的形成 |
| 4.3.2 高锰钢一次枝晶间距预测模型 |
| 4.3.3 C含量对一次枝晶间距的影响机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高锰钢微观偏析研究 |
| 5.1 研究方法 |
| 5.2 高锰钢元素分布规律分析 |
| 5.3 高锰钢微观偏析影响因素分析 |
| 5.3.1 抽拉速度对高锰钢微观偏析的影响 |
| 5.3.2 C含量对高锰钢微观偏析的影响 |
| 5.4 高锰钢微观偏析影响机理分析 |
| 5.4.1 抽拉速度对微观偏析的影响机理 |
| 5.4.2 C含量对微观偏析影响机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 高锰钢凝固过程相场模拟研究 |
| 6.1 多元多相高锰钢相场模型的建立和验证 |
| 6.1.1 相场模型的建立 |
| 6.1.2 相场模型的验证 |
| 6.2 高锰钢凝固过程相场研究 |
| 6.2.1 高锰钢凝固过程分析 |
| 6.2.2 C含量对高锰钢凝固过程的影响 |
| 6.2.3 冷却速度对高锰钢凝固过程的影响 |
| 6.2.4 过冷度对高锰钢凝固过程的影响 |
| 6.3 多组分合金点阵法的相场研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 高锰钢铸态高温热塑性及变形行为研究 |
| 7.1 实验方案 |
| 7.1.1 实验材料 |
| 7.1.2 实验方法 |
| 7.2 高锰钢拉伸变形特性研究 |
| 7.2.1 高温强度特征 |
| 7.2.2 高温热塑性变化规律 |
| 7.2.3 拉伸断口形貌及断裂机理分析 |
| 7.3 高锰钢压缩变形特性分析 |
| 7.3.1 高温压缩曲线分析 |
| 7.3.2 高温压缩热变形本构方程构建 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 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 |
（6）CaO-Al2O3-TiO2基高钛钢用保护渣开发及冶金特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高钛钢 |
| 2.1.1 国内外高钛钢研究现状 |
| 2.1.2 高钛钢凝固特性 |
| 2.1.3 高钛钢保护渣 |
| 2.2 保护渣结晶行为研究 |
| 2.2.1 组元对保护渣结晶行为的影响 |
| 2.2.2 保护渣结晶机理研究 |
| 2.3 保护渣传热行为研究 |
| 2.3.1 保护渣传热行为 |
| 2.3.2 保护渣传热的研究方法 |
| 2.4 保护渣钢-渣反应性研究 |
| 2.4.1 钢-渣界面反应的研究现状 |
| 2.4.2 钢-渣界面反应动力学研究 |
| 2.4.3 熔渣微观结构与宏观性能的关系 |
| 2.5 研究内容及创新点 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 创新点 |
| 3 钢-渣界面反应行为研究 |
| 3.1 钢-渣界面反应热力学研究 |
| 3.1.1 TiO_2和SiO_2临界含量热力学分析 |
| 3.1.2 TiO_2和B_2O_3临界含量热力学分析 |
| 3.1.3 TiO_2和Na_2O临界含量热力学分析 |
| 3.2 钢-渣界面反应动力学研究 |
| 3.2.1 钢-渣界面反应试验 |
| 3.2.2 钢-渣界面反应动力学模型 |
| 3.2.3 模型验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 高钛钢连铸保护渣成分设计 |
| 4.1 高钛钢保护渣热力学研究 |
| 4.2 熔体结构特征与性能分析 |
| 4.2.1 分子动力学模拟 |
| 4.2.2 熔体结构特征与性能的关系 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 CaO-Al_2O_(3-)TiO_2基无氟保护渣冶金特性研究 |
| 5.1 CaO-Al_2O_3-TiO_2基无氟保护渣熔化特性 |
| 5.1.1 试验方法 |
| 5.1.2 不同组元对保护渣熔化特性的影响 |
| 5.1.3 CaO-Al_2O_(3-)TiO_2基保护渣熔化温度计算模型 |
| 5.2 CaO-Al_2O_3-TiO_2基无氟保护渣流变特性 |
| 5.2.1 试验方法 |
| 5.2.2 不同组元对保护渣流变特性的影响 |
| 5.2.3 CaO-Al_2O_3-TiO_2基保护渣粘度和转折温度计算模型 |
| 5.3 CaO-Al_2O_3-TiO_2基无氟保护渣结晶特性 |
| 5.3.1 试验方法 |
| 5.3.2 不同组元对保护渣结晶特性的影响 |
| 5.3.3 不同温度梯度对保护渣结晶特性的影响 |
| 5.3.4 保护渣结晶机理研究 |
| 5.4 CaO-Al_2O_3-TiO_2基无氟保护渣传热特性 |
| 5.4.1 试验方法 |
| 5.4.2 不同组元对保护渣传热性能的影响 |
| 5.4.3 渣膜厚度对保护渣传热性能的影响 |
| 5.4.4 矿物种类对保护渣传热性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 CaO-Al_2O_3-TiO_2基新型无氟保护渣开发及应用研究 |
| 6.1 CaO-Al_2O_3-TiO_2基新型无氟保护渣的开发 |
| 6.1.1 高钛钢ER70-Ti的凝固特性及对保护渣的要求 |
| 6.1.2 高钛钢ER70-Ti的钢-渣界面反应性研究 |
| 6.2 CaO-Al_2O_3-TiO_2基新型无氟保护渣工业性试验 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）直接利用高炉熔渣制备铸石的技术基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高炉渣资源化利用现状 |
| 2.1.1 普通高炉渣利用现状 |
| 2.1.2 含钛高炉渣利用现状 |
| 2.2 高炉熔渣余热利用现状 |
| 2.2.1 熔渣热量的回收利用 |
| 2.2.2 熔渣“热”“渣”耦合利用 |
| 2.3 微晶玻璃及研究现状 |
| 2.3.1 微晶玻璃的定义及性能特点 |
| 2.3.2 矿渣微晶玻璃的研究现状 |
| 2.3.3 微晶玻璃晶核剂作用机理 |
| 2.3.4 微晶玻璃制备工艺 |
| 2.4 铸石及冷却一步法热处理工艺 |
| 2.5 含钛高炉熔渣析晶特点 |
| 2.6 超重力技术及其应用现状 |
| 2.6.1 利用超重力制备梯度功能材料 |
| 2.6.2 利用超重力选择性分离渣中有价元素 |
| 2.7 研究意义、技术路线及研究内容 |
| 2.7.1 课题研究意义 |
| 2.7.2 技术路线 |
| 2.7.3 研究内容 |
| 3 普通高炉渣及改质渣析晶行为 |
| 3.1 实验原料 |
| 3.2 普通高炉渣的析晶行为 |
| 3.2.1 普通高炉渣的组成和矿相 |
| 3.2.2 析晶过程的晶相转变 |
| 3.2.3 晶体析出动力学分析 |
| 3.2.4 析晶温度和析晶时间对高炉渣析晶性能的影响 |
| 3.3 改质渣的析晶行为 |
| 3.3.1 高炉渣改质的渣系设计 |
| 3.3.2 改质渣析晶过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 热量限制条件下高炉渣改质及改质渣析晶行为 |
| 4.1 高炉熔渣显热的最大熔化能力 |
| 4.2 改质高炉渣析晶的晶相和性能 |
| 4.2.1 配加石英砂的改质高炉渣析晶行为 |
| 4.2.2 配加硼泥的改质高炉渣析晶行为 |
| 4.2.3 配加金红石砂的改质高炉渣析晶行为 |
| 4.2.4 改质高炉渣析晶优化和力学性能对比 |
| 4.3 改质高炉渣的析晶行为分析 |
| 4.3.1 高硅改质高炉渣析晶规律 |
| 4.3.2 含钛改质高炉渣析晶规律 |
| 4.3.3 改质剂对熔渣的聚合度的影响 |
| 4.3.4 改质剂对熔渣析晶动力学的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含钛高炉渣高温析晶机理 |
| 5.1 含钛高炉渣析晶规律 |
| 5.1.1 试验原料和试验方法 |
| 5.1.2 含钛高炉渣冷却过程的物相演变 |
| 5.1.3 含钛高炉渣高温析晶相分离温度的选择 |
| 5.2 超重力场下含钛高炉渣的高温析晶行为 |
| 5.2.1 试验设备和试验过程 |
| 5.2.2 高温析晶相分离富集效果 |
| 5.2.3 含钛高炉渣高温析晶过程分析 |
| 5.2.4 高温析晶相分离对铸石性能的影响机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 含钛高炉渣超重力法制备铸石梯度材料 |
| 6.1 试验设备和试验方法 |
| 6.2 离心温度对铸石梯度材料的晶相和力学性能的影响 |
| 6.3 助熔剂对对铸石梯度材料晶相和力学性能的影响 |
| 6.3.1 氟化钙对铸石材料晶相和力学性能的影响 |
| 6.3.2 氟硅酸钠对铸石材料晶相和力学性能的影响 |
| 6.4 不同条件下含钛高炉渣铸石梯度材料的晶相和性能比较 |
| 6.5 含钛高炉熔渣制备铸石梯度材料 |
| 6.5.1 铸石梯度材料的晶相和力学性能分析 |
| 6.5.2 铸石梯度材料的显微结构和机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 熔渣铸石制备的放大试验 |
| 7.1 高炉渣二氧化钛含量对析晶和铸石性能的影响 |
| 7.1.1 二氧化钛含量对析晶性能的影响 |
| 7.1.2 二氧化钛含量对铸石性能的影响规律 |
| 7.2 公斤级铸石块材的制备 |
| 7.3 吨级大体积铸石块材的制备 |
| 7.3.1 中试装置、制备流程及工艺优化 |
| 7.3.2 吨级大体积铸石产品及性能 |
| 7.4 吨级铸石板材的制备 |
| 7.4.1 铸石板材的制备及工艺优化 |
| 7.4.2 铸石板材产品及力学性能 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于学习科学理论的初中物理教学设计与实践 ——以“物态变化”为例（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 义务教育物理课程的培养目标:发展学生的科学素养 |
| 1.1.2 学习科学:培养学生科学素养的重要理论支撑 |
| 1.1.3 教学设计:基于学习科学指导下的系统过程 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.3.1 理论意义 |
| 1.3.2 实践意义 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 国外学习科学研究现状 |
| 1.4.2 国内学习科学研究现状 |
| 1.4.3 小结 |
| 1.5 研究内容与方法 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究方法 |
| 1.6 研究思路 |
| 第2章 概念界定与理论基础 |
| 2.1 概念界定 |
| 2.1.1 学习科学概念界定 |
| 2.1.2 物理教学设计概念界定 |
| 2.2 理论基础 |
| 2.2.1 脑科学理论 |
| 2.2.2 信息加工理论 |
| 2.2.3 认知心理学理论 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 基于学习科学的物理教学设计流程 |
| 3.1 学习科学与教学设计的联系 |
| 3.1.1 内在联系 |
| 3.1.2 外在联系 |
| 3.2 基于学习科学理论的物理教学设计步骤 |
| 3.2.1 “AODIE”教学设计框架 |
| 3.2.2 “AODIE”教学设计框架样表 |
| 第4章 物理学习现状调查 |
| 4.1 月考成绩t检验 |
| 4.2 前测试卷设计及检测结果 |
| 4.2.1 前测试卷设计 |
| 4.2.2 前测试卷检验结果 |
| 4.3 调查问卷设计及前测调查结果 |
| 4.3.1 调查问卷的目的与调查内容 |
| 4.3.2 前测问卷的实施和调查对象 |
| 4.3.3 调查问卷质量分析 |
| 4.3.4 前测调查问卷调查结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 “AODIE”教学设计的实践案例 |
| 5.1 实践过程简介 |
| 5.2 《物态变化》“AODIE”教学设计应用实例 |
| 5.2.1 《温度》教学设计 |
| 5.2.2 《熔化和凝固》教学设计 |
| 5.3 实践效果分析 |
| 5.3.1 干预后的成绩检验 |
| 5.3.2 后测试卷检测结果 |
| 5.3.3 后测调查问卷结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究的局限性与不足 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1:《物态变化》前测题 |
| 附录2:《初中生物理学习现状调查问卷》 |
| 附录3:《物态变化》后测题 |
| 致谢 |
（9）微流道换热器件激光选区熔化成型关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 激光选区熔化技术概述 |
| 1.3 激光选区熔化成型微流道换热器件研究现状 |
| 1.3.1 成型精度调控研究 |
| 1.3.2 表面粗糙度调控研究 |
| 1.3.3 成型缺陷调控研究 |
| 1.3.4 流道内孔后处理工艺研究 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验设备、材料和测试分析方法 |
| 2.1 实验设备与材料 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.2 测试分析方法 |
| 2.2.1 表面粗糙度检测 |
| 2.2.2 致密度检测 |
| 2.2.3 金相试样的制备及观察 |
| 2.2.4 扫描电镜(SEM)观察与分析 |
| 2.2.5 力学性能测试 |
| 2.2.6 耐腐蚀性能测试 |
| 2.2.7 SLM成型内孔表面磨粒流抛光试验方法 |
| 2.3 激光选区熔化数值模拟方法 |
| 2.3.1 粉床建立 |
| 2.3.2 激光热源模型选择 |
| 2.3.3 光线追踪 |
| 2.3.4 流体体积法(VOF) |
| 2.3.5 熔池内的传热及流动 |
| 2.3.6 初始化条件与边界条件 |
| 2.3.7 蒸发反作用力 |
| 2.3.8 材料参数 |
| 第3章 SLM增材制造成型有限元分析与宏观形貌调控 |
| 3.1 熔道成型与有限元仿真分析模拟 |
| 3.1.1 单熔道成型原理 |
| 3.1.2 单熔道成型过程仿真与验证 |
| 3.2 工艺参数对熔道成型的影响 |
| 3.2.1 线能量对单层单道成型的影响 |
| 3.2.2 扫描间距对单层多道成型的影响 |
| 3.3 基于响应面工艺参数优化 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.3.3 工艺参数优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SLM成型件微观组织与性能研究 |
| 4.1 SLM成型件微观组织分析 |
| 4.1.1 晶粒外延生长 |
| 4.1.2 不锈钢亚结构 |
| 4.2 SLM成型件气孔缺陷形成与致密度研究 |
| 4.2.1 气孔形貌与分类 |
| 4.2.2 气孔形成机制 |
| 4.2.3 试样致密度分析 |
| 4.3 SLM成型件力学性能与耐腐蚀性能研究 |
| 4.3.1 拉伸性能分析 |
| 4.3.2 冲击性能分析 |
| 4.3.3 耐腐蚀性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SLM增材制造微流道内孔成型精度调控 |
| 5.1 不同倾角内孔成型分析 |
| 5.2 微流道内孔悬垂区表面粗糙度研究 |
| 5.2.1 悬垂区挂渣形成机理 |
| 5.2.2 工艺参数对悬垂区挂渣缺陷的影响 |
| 5.3 微流道内孔台阶区表面粗糙度研究 |
| 5.3.1 底面状态对熔道成型的影响 |
| 5.3.2 工艺参数对台阶区表面成型的影响 |
| 5.4 水平孔实体件成型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微流道换热器内孔磨粒流抛光研究 |
| 6.1 磨粒流加工机理分析 |
| 6.1.1 液固两相流的物理模型 |
| 6.1.2 超声耦合模型 |
| 6.2 复杂流道内孔磨粒流抛光数值模拟分析 |
| 6.2.1 几何模型的创建与网格划分 |
| 6.2.2 物理参数与边界条件 |
| 6.2.3 数值模拟结果与分析 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 SLM成型内流道形貌分析 |
| 6.3.2 磨粒流内孔抛光研究 |
| 6.3.3 超声辅助磨粒流内孔抛光研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 相关程序代码 |
| 附录 B 微流道换热器件SLM成型工艺分析与制备 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（10）稀土离子掺杂对铁酸铋结晶习性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多铁材料概述及其发展 |
| 1.2 单相多铁材料铁酸铋 |
| 1.2.1 铁酸铋的结构 |
| 1.2.2 铁酸铋的铁电性 |
| 1.2.3 铁酸铋的反铁磁性 |
| 1.2.4 铁酸铋的热力学性质 |
| 1.3 铁酸铋的研究现状 |
| 1.3.1 铁酸铋陶瓷材料 |
| 1.3.2 铁酸铋薄膜材料 |
| 1.3.3 铁酸铋纳米材料 |
| 1.3.4 铁酸铋晶体材料 |
| 1.4 实时观察技术 |
| 1.4.1 X射线透视法 |
| 1.4.2 微分干涉法 |
| 1.5 论文研究意义与内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验制备与表征手段 |
| 2.1 实验药品 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 主要的仪器设备 |
| 2.3.1 高分辨X射线粉末衍射仪 |
| 2.3.2 高温偏光显微镜 |
| 2.3.3 微焦斑转靶单晶X射线衍射仪 |
| 2.3.4 场发射扫描电子显微镜仪 |
| 2.3.5 坩埚下降炉 |
| 2.3.6 铁电分析仪 |
| 2.3.7 综合物性测量系统 |
| 第3章 不同前驱体对铁酸铋结晶习性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备及表征 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD物相分析 |
| 3.3.2 实时观察结果分析 |
| 3.3.3 μ-XRD、SEM及EDS结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 La元素掺杂对铁酸铋结晶习性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备及表征 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD物相分析 |
| 4.3.2 实时观察结果分析 |
| 4.3.3 μ-XRD、SEM及EDS结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 La-Ho元素共掺对铁酸铋结晶习性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备及表征 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 样品表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD物相分析 |
| 5.3.2 实时观察结果分析 |
| 5.3.3 μ-XRD、SEM及 EDS结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 坩埚下降法生长Bi_(1-x)La_xFeO_3(x=0.00, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20)晶体 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制备与表征 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 样品表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 XRD物相分析 |
| 6.3.2 SEM及EDS结果分析 |
| 6.3.3 电性能分析 |
| 6.3.4 磁性能分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 进一步工作的方向 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果及所获荣誉 |
| 致谢 |
四、略论晶体的熔化与凝固实验（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]基于比较的实验教学改进策略[J]. 王雷. 中学物理, 2021(18)
- [3]金属增材制造若干关键力学问题研究进展[J]. 廉艳平,王潘丁,高杰,刘继凯,李取浩,刘长猛,贺小帆,高亮,李好,雷红帅,李会民,肖登宝,郭旭,方岱宁. 力学进展, 2021(03)
- [4]基于三水合醋酸钠稳定过冷特性的灵活相变储热装置的研究[D]. 王刚. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [5]Fe-Mn-C-Al系高锰钢凝固特性及高温力学性能研究[D]. 申耀祖. 北京科技大学, 2021
- [6]CaO-Al2O3-TiO2基高钛钢用保护渣开发及冶金特性研究[D]. 朴占龙. 北京科技大学, 2021(08)
- [7]直接利用高炉熔渣制备铸石的技术基础研究[D]. 陈奎元. 北京科技大学, 2021
- [8]基于学习科学理论的初中物理教学设计与实践 ——以“物态变化”为例[D]. 陈倩倩. 内蒙古师范大学, 2021(08)
- [9]微流道换热器件激光选区熔化成型关键技术研究[D]. 倪聪. 长春理工大学, 2021(01)
- [10]稀土离子掺杂对铁酸铋结晶习性的影响[D]. 柳明凤. 江西科技师范大学, 2021(12)