研究背景
内容简介
基于此，近日香港理工大学黄勃龙和北京大学郭少军团队设计了一种新的通用低温方法，将多达八种金属元素合并到一个单相亚纳米带中，以获得世界上最薄的HEA金属材料。实验表明，超薄HEA亚纳米带（SNR）的合成过程包括：（1）通过不同金属前体与银纳米线模板之间的电交换反应形成不同的金属原子成核，（2）不同金属前体在纳米线模板上的共还原，以及（3）去除内部银核。密度泛函理论（DFT）计算表明，HEA SNR的结晶和稳定性强烈依赖于模板中的“高动态”Ag，HEA亚纳米带的结晶水平与Pt和Pd的浓度密切相关。目前的合成方法能够灵活控制HEA SNR中的组分和浓度，以实现HEA SNR库和优异的电催化性能。设计良好的HEA SNR在催化燃料电池氧还原反应方面有很大的改进，并且具有高放电容量、低充电过电位和优异的锂电池耐久性 氧气电池。DFT计算表明，HEAs中高浓度还原性元素具有很强的还原能力，而其他元素则保证了有效的电子转移。相关论文以“A General Synthetic Method for High-Entropy Alloy Subnanometer Ribbons”发表在J. Am. Chem. Soc.
本文亮点
1. 构建2D HEA SNR的一般合成路线，包括但不限于五元（PtPdIrRuAg）、六元（PtPdIrRuAuAg）、七元（PtPdIrRuAuRhAg）和八元（PtPdIrRuAuRhOsAg）SNR。
2. 合成机理研究表明，HEA SNR是通过（1）不同金属前驱体与银之间的电偶交换反应形成不同的金属原子成核而形成的纳米线模板，（2）不同金属前体在纳米线模板上的共还原，（3）去除内部银核。
3. 密度泛函理论（DFT）计算表明，银从模板上的最大迁移是保证HEA中其他金属元素稳定的基本因素。同时，钯和铂的浓度对于确定HEA的结晶水平至关重要。在催化应用方面，代表性的五元HEA SNR是碱性电解质中ORR的高效和稳定的电催化剂。
4. DFT计算证实，高动态还原元素（Pd、Pt、Ag、Au）的浓度对于实现HEA的优异电活性至关重要，相对惰性的氧化元素（Ir、Ru、Rh、Os）提高了站点到站点的电子转移效率，但可能导致局部聚集。
图文解析
TEM,HAADF-STEM,PXRD
HEA PtPdIrRuAg SNR的宽度为50 150 nm，长度可达数微米。HEA-PtPdIrRuAg SNR 的厚度确定为约 0.8 nm。所获得的 HEA-PtPdIrRuAg SNR 的PXRD结果表明HEA-PtPdIrRuAg SNR 采用无相偏析的 fcc 合金结构。EDS元素映射揭示了Pt、Pd、Ir、Ru和 Ag 元素在五元中的均匀分布。HEA-PtPdIrRuAg SNR 上表面原子排列的原子分辨率 HAADF-STEM 图像和相应的快速傅里叶变换（FFT）模式进一步证明HEA-PtPdIrRuAg SNR 采用 (001)面向fcc 的结构。来自 HEA-PtPdIrRuAg SNR 中各个选定区域的 (200) HEA 晶格说明所获得的五元 HEA 中的晶格畸变。
HAADF-STEM,PXRD
不同成分金属在模板上的可控成核和生长是通过湿化学合成中的电流交换途径和共还原过程实现的，脱合金策略实现了新型 HEA 的二维结构演化。HEA 合成方法是通用的，可用于制造具有 fcc 晶体结构的 六元HEA-PtPdIrRuAuAg SNR、七元 HEA-PtPdIrRuAuRhAg SNR和八元 HEA-PtPdIrRuAuRhOsAg SNR。此外，严重的晶格畸变以及8组分 HEA-PtPdIrRuAuRhOsAg SNR中的无序晶格可能会在一个原子平面上导致更多的原子堆垛层错，这会在不均匀的晶面上引起明显的 X 射线布拉格散射，导致八元 HEA 信噪比的PXRD 衍射峰强度减弱和变宽。
MD模拟
为了进一步了解HEAs的形成过程，通过MD模拟进行DFT计算。为了了解HEA形成过程中原子的动力学，他们比较了元素的均方位移（MSD）。金属原子在HEA形成过程中不断移动，MSD表示金属原子随时间相对于其原始位置的位置偏差。随着更多元素被引入HEA，整体MSD也增加，表明原子迁移行为更强，熵更高，不稳定性可能增加。在HEA形成过程中，Pd和Pt是决定HEAs结晶性的主要因素。Pd和Pt对HEA-SNR的形成有重要的促进作用，而其他金属对HEA-SNR的形成没有明显的影响。
电化学性能
在O2饱和的 0.1 M KOH 中 探索 了五元 HEA-Pt23Pd20Ir17Ru16Ag24SNR 的电催化 ORR 性能，并进一步与商业 Pt/C 进行了比较。HEA-PtPdIrRuAg SNRs/C 的半波电位 (E1/2) 为 0.93 V，而 ORR 的RHE远高于商业 Pt/C（0.85 V）。在 0.90 V 时，HEA-PtPdIrRuAg SNRs/C 的质量活度为 4.28 A mgPt-1和 1.69 A mgPGMs-1（Pt 族金属，PGMs），比商业 Pt/C 高出 21.4 和 8.45 倍（ 0.20 A mgPt-1)。经过 10000 次电位循环后，HEA-PtPdIrRuAg SNRs/C 的半波电位几乎没有变化，HEA-PtPdIrRuAg SNRs/C 的质量活度保持在 3.64 A mgPt-1和 1.43 A mgPGMs-1，在 10 000 个循环中分别比商业 Pt/C（0.14 A mgPt-1）高 26.0 倍和 10.2 倍。
电池性能测试
在0.10 A g-1时，HEA-PtPdIrRuAuAg SNRs/C 在 0.10 A g-1 的电流密度下显示出 0.87 V 的低充电过电位和 5252 mAh g-1 的高放电容量。当放电容量在 0.10 A g-1 下固定为 1000 mAh g-1 时，HEA-PtPdIrRuAuAg SNRs/C 的充电过电位低至 0.59 V。随着电流密度从 0.10 增加到 1.00 A g-1，充电过电位仍低于 1.00 V（1000 mAh g-1 时为 0.75 V）。低充电电压也可以通过 0.05 mV s-1 从 2.00 到 4.50 V 的循环伏安法 (CV) 曲线来证明，其中 HEA-PtPdIrRuAuAg SNRs/C 在 0.75 V 处可见低氧化峰。该结果表明 HEA-PtPdIrRuAuAg SNRs/C 可以作为Li2O2分解的有效催化剂。基于 HEA-PtPdIrRuAuAg SNRs/C 的 Li-O2 电池在 0.50 A g-1 下具有 100 次循环的稳定耐久性。
DFT计算
用密度泛函理论（DFT）研究了HEAs的电子结构和电活性。结果表明 Pd、Pt、Ag 和Au 是实现具有强还原能力的稳定 HEA 的关键因素。同时，Ru、Ir、Rh和Os提高了电子转移能力。这两种金属之间的优化平衡导致 ORR 和 Li-O2 电池在五元和六元 HEA 中的卓越性能。除了Ir 和 Ru，Pt 显示出很高的键合可能性。特别是，Pt 和 Os 在相邻位置上是高度优选的。通过 DFT 在五元HEA-PtPdIrRuAg 和 六元HEA-PtPdIrRuAuAg 中进一步研究了 ORR 和 Li-O2 电池的性能。在 0 V 下，ORR过程显示出持续的下坡趋势。对于 Li-O2 电池，Li 到Li2O2 的放电过程显示出自发转化。
该研究主要计算及测试方法
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导读： 本文报道了Cr7Mn25Co9Ni23Cu36高熵合金（HEA）在热处理条件下的相分解以及二次相的形成对其拉伸力学响应的影响。显微组织分析表明，800 C 2 h和600 C 8 h的热处理会导致σ相的形成，但在600 及2h以下的热处理中没有观察到σ相。将实验观察到的热稳定性和相与计算的相图进行比较，并借助热力学和动力学进行合理化。基于从头计算讨论了相分解的机理，结果表明分解成两个固溶体相在能量上优于具有标称组成的单一固溶体相。
对于金属结构材料，实现强度和延展性的良好结合是一个重要目标。常用方法包括优化合金成分和控制加工路线。多主合金或高熵合金的发现拓宽了合金设计的领域，是材料领域的重要突破。
目前，已经使用了许多方法来开发具有良好性能的热等静压合金，其中，热处理是一种简单、有效和廉价的提高合金力学性能的方法。近年来，学者们热衷于研究热处理对某些合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明，当温度从0 升至1000 时，无相分离发生，说明HEA在较宽的温度区间内具有良好的相稳定性。
近日，哈工大陈瑞润教授团队通过电弧熔炼设计和制备了Cr7Mn25Co9Ni23Cu36 HEA，其在室温和铸态下展现出非常好的强度和延展性组合，研究成果发表于金属顶刊《Acta Materialia》，以 “Experimental and theoretical investigations on the phase stability and mechanical properties of Cr7Mn25Co9Ni23Cu36 high-entropy alloy”为题。文中研究了200 1000 下热处理对合金显微组织和室温力学性能的影响，并将实验相组成和热稳定性与热力学计算进行比较。用计算相图法（CALPHAD）确定的生成吉布斯能分析了σ相和FCC相的稳定性。此外，讨论了高温下的相分解机理。
论文链接：
SEM和TEM图像显示，合金800 热处理2h时，形成了富Cr和富Co的σ相，这与CALPHAD的预测相吻合。
在 600 的温度下热处理的样品中没有观察到σ相，但通过CALPHAD进行了预测。这种差异和动力学因素有关，600 热处理时间的延长证实了合金的显微组织变化。
EMTO-CPA的计算结果表明，在低温和高温下，与名义成分的合金相比，分解体系(FCC_1和FCC_2)在能量上是优选的。
热处理温度从200 提高到600 ，屈服强度和抗拉强度分别从401 MPa提高到581 MPa，以及从700 MPa提高到829 MPa，同时，伸长率从35％降低到22％。这些变化归因于600 C热处理时纳米沉淀的细化。
由于屈服和极限抗拉强度分别下降至303 MPa和530 MPa，延展性降低至断裂应变的15％，因此800 C热处理导致断裂韧性下降，强度的显著降低是由于形成的σ析出物分布不均，尺寸无明显变化。σ相的形成对合金的拉伸力学性能是有害的。
详细释义1：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。2: 科学技术上用来描述、表征体系统不确定程度的函数。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。3：传播学中表示一种情境的不确定性和无组织性。英文释义：The degree of randomness or disorder in a thermodynamic system.熵的特点1.熵是体系的状态函数，其值与达到状态的过程无关；2.熵的定义是：dS=dQR/T，因此计算不可逆过程的熵变时，必须用与这个过程的始态和终态相同的可逆过程的热效应dQR来计算；3.TdS的量纲是能量，而T是强度性质，因此S是广度性质。计算时，必须考虑体系的质量；4.同状态函数U和H一样，一般只计算熵的变化。科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量（liàng）度，某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。这个名称是由德国物理学家鲁道尔夫·克劳修斯〔鲁道尔夫·克劳修斯(1822—1888)〕德国物理学家，热力学的奠基人之一。于1868年第一次造出来的。但是年轻的法国军官沙迪·迦诺〔沙迪·迦诺(1796—1832)〕一般译作“卡诺”，法国物理学家、工程师，在研究热机效率的过程中，提出了“卡诺循环”定理。却比克劳修斯早41年发现了熵的原理。迦诺在研究蒸汽机工作原理时发现，蒸汽机之所以能做功，是因为蒸汽机系统里的一部分很冷，而另一部分却很热。换一句话说，要把能量转化为功，一个系统的不同部分之间就必须有能量集中程度的差异(即温差)。当能量从一个较高的集中程度转化到一个较低的集中程度(或由较高温度变为较低温度)时，它就做了功。更重要的是每一次能量从一个水平转化到另一个水平，都意味着下一次能再做功的能量就减少了。比如河水越过水坝流入湖泊。当河水下落时，它可被用来发电，驱动水轮，或做其他形式的功。然而水一旦落到坝底，就处于不能再做功的状态了。在水平面上没有任何势能的水是连最小的轮子也带不动的。这两种不同的能量状态分别被称为“有效的”或“自由的”能量，和“无效的”或“封闭的”能量。熵的增加就意味着有效能量的减少。每当自然界发生任何事情，一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。许多人以为污染是生产的副产品，但实际上它只是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。耗散了的能量就是污染。既然根据热力学第一定律，能量既不能被产生又不能被消灭，而根据热力学第二定律，能量只能沿着一个方向——即耗散的方向——转化，那么污染就是熵的同义词。它是某一系统中存在的一定单位的无效能量。
什么是熵权法 德国物理学家holtman和Clausius在1864年共同研究出热力学并合作编写了《热之唯动说》，一个与物理量有关的新术语是 “熵”，主要是用于描述系统状态。之后，美国数学家Shannon发现熵能够体现不确定性，对以往“熵”研究进行了拓展。熵理论不仅可以应用于力学，还被用于其他领域。目前信息熵已经是计算“不确定性”的最好方法。 熵权法是熵理论的一个组成部分，利用熵对制造企业转型和技术能力评价指标体系的所有定量信息中的随机变量进行度量。我们根据熵中的信息量获得每个度量的权重。熵值越大，信息量越小，指标对整体的影响越小。对比熵法和主观分配法，可以看出这种方法独立于个体意识，是一种更准确判断特定变量对整体影响程度的方法。研究人员可以根据指标影响程度的结果进一步优化指标体系。熵权法可以在任何需要确定权重的过程中单独使用，也可以与其他数学方法结合使用。因此，熵权加权法常用于对一个公司的能力或业绩进行综合评价。 熵权法的基本原理 根据信息论基本原理的解释，信息是系统有序度的度量，熵是系统扰动程度的度量。根据信息熵的定义，给定指标，熵值可以用来评价给定指标的方差程度。如果所有指标值都相同，则该指标对整体评价没有影响。因此，可以利用信息熵工具计算各个指标的权重，为综合评价多个指标提供依据。 熵权法的基本思路是根据指标变异性的大小来确定客观权重。一般来说，若某个指标的信息熵Ej越小，表明指标值得变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中所能起到的作用也越大，其权重也就越大。相反，某个指标的信息熵越大，表明指标值得变异程度越小，提供的信息量也越少，在综合评价中所起到的作用也越小，其权重也就越小。 熵权法赋权步骤 1. 数据标准化 将各个指标的数据进行标准化处理。 假设给定了k个指标X1,X2，……，Xk，其中： 假设对各指标数据标准化后的值为Y1,Y2,Y3...YK：,那么 2. 求各指标的信息熵 根据信息论中信息熵的定义，一组数据的信息熵 其中: 如果: 则: 3. 确定各指标权重 根据信息熵的计算公式，计算出各个指标的信息熵为E1,E2,E3...EK,通过信息熵计算各指标的权重： 综上所述，熵值法的优点是可以为能力进行一种客观的权重赋能方法，它深刻地反映了一个指标的内在力量，比监督者的权重具有更高的可靠性和准确性。该算法虽然简单，但存在诸多不足，如不够智能，未考虑指标及其影响，像是相关性、层级关系等。在缺乏业务指导经验的情况下，权重依赖于失真的样本。如果样本不断变化，权重会有一定的波动。因此，在考虑选择熵权加权方法进行分析研究时，需要考虑方法的适用范围。反之，如果权重失真频繁发生，则需要结合专家评分和判断，以最大限度地发挥熵方法的优势。同时，在确定权重之前，需要了解指标对目标得分的影响方向，并对非线性指标进行预处理或去除。
诠释通信文化的发展历史，首先要明晰"大通信"和"小通信"的概念。"大通信"为广义的通信概念，它包括自然通信、文字通信、模拟通信、数字通信、全息通信和物质通信等内容。"小通信"为狭义的通信概念，它包括光纤通信、数据通信、移动通信、智能网技术等内容。通信发展历史主要经历了三个阶段：初级通信阶段（以1838年电报发明为标志）；近代通信阶段（以1948年香农提出的信息论为标志）；现代通信阶段（以20世纪80年代以后出现的光纤通信应用、综合业务数据网崛起为标志）。 一、"大通信"视角与通信文化 在通信文化一节中，我们探讨了"通信"的概念，从字源的角度看，通信实际上与传播、沟通、交往的概念是同一的，即凡属信息传递的所有内容和形式都可以看做广义的通信概念，我们不妨称之为"大通信"。站在"大通信"的角度，从通信文化的视角出发，我们认为，人类的通信文化包括自然通信文化、文字通信文化、模拟通信文化、数字通信文化、全息通信文化和物质通信文化阶段。 熵：熵是表征系统无序程度的量度。香农将这一概念引入信息论，作为信息论的一个基本量，用以描写不确定性的大小，熵愈大，不确定性也愈大。 1．自然通信文化阶段 自然通信文化阶段的主要信息载体是建立在人的感观、火、皮鼓、号角等自然物的基础之上的。信息作用的范围以人的感观所能达到的自然范围为边界，受人的官能和所使用自然信息介质的物理化学性能约束。由于自然通信主要在人的感观所及的范围内进行信息交流，所借助的信息工具和传递的信息内容往往非常简单，这就使得其信息传递的效率相当高，即信息的熵值是很低的。自然通信阶段对产业的影响极其有限，只是产生了原始状态的"通信产业"，譬如制鼓业、号角制作业。当然，从严格意义上讲，这种原始的手工业还不能称之为一种"产业"，充其量只能称之为一种"萌芽"。这时候的通信文化可称之为自然通信文化。 2．文字通信文化阶段 文字通信文化阶段通过文字符号来传递信息，主要信息载体是书籍、报刊、信函等。信息传递的时空受文字载体理化属性的约束，在文字载体的理化时空范围内传播，与通信行业分工体系息息相关。文字作为信息的载体是人类通信技术发展的飞跃，但是，不可否认的是，文字具有严重的信息模糊性。比如，我们称赞一个人"好"，我们似乎是明白其意了，其实我们并没有真正明白，我们所理解的"好"仅仅是一种非常轮廓性的信息。因此，文字一方面带来信息传递时空范围的极大突破，但也造成了信息熵值增大的问题。围绕文字通信技术，沿着历史的线索，产生了骨书业、书简业、邮政业、造纸业、传媒出版业等庞大的产业体系。这个阶段的通信文化可称为文字通信文化。 3．模拟通信文化阶段 模拟通信文化阶段的典型特征是用电磁波作为介质进行信息传播，相对于文字通信而言，这又是一次质的飞跃。模拟通信阶段的主要载体是电报、电话、模拟电视、模拟广播等。借助电磁波瞬时的、能突破广泛时空传递的物理特性，人类传递信息的范围空前扩大，效率空前提高。但是，由于模拟通信技术投资浩大，因此，从一出现就被政府和财团所掌握，因此深受政治、经济和社会因素的影响，从而导致信息扭曲现象严重。传播学的批判学派对此问题进行了长期的批判。大量的人为因素往往造成模拟信息在传递的过程中熵值增大。围绕模拟通信技术，产生了模拟电话业、电报业、广播电视业等庞大的产业体系，对人类社会生活产生了巨大的影响。模拟通信文化由此形成。 4．数字通信文化阶段 数字通信文化阶段是以"0"和"1"的排列组合，即以"比特"来传递信息的数字通信技术的崭新发展阶段。数字通信阶段的主要载体是移动通信网络、互联网、数字电视网、数字电力网及其专用终端，凭借数字通信技术多媒体、即时海量和全球通信网络优势，数字通信不但进一步扩大了人类信息交流的广度，更在层次上增加了通信的深度。遗憾的是，与模拟通信同样的原因，数字通信核心技术及其网络服务体系仍然牢牢地掌握在各种利益团体的手中，同时，数字通信技术的发展还使得个体传递信息的渠道空前畅通，各种信息蜂涌而上，导致信息高速公路上信息拥塞严重。这两个非技术的情况也日益造成信息效率的低下。数字通信技术的发展趋势是把人类所有的信息活动数字化，造就一个崭新的数字地球。数字通信技术正在人类所有的产业领域造成巨大的影响，从技术的角度看，目前代表性的数字通信产业包括计算机业、互联网业、移动通信业、数字电视业、数字电力网业、数字终端业等几大产业群。数字通信文化在这个阶段形成。 5．全息通信文化阶段 数字通信的大趋势是带宽更高，不同性质的通信网络融为一体，信息终端丰富多彩，信息内容更加深入全面。最终的走向是全球通信网络以宽带为基础结成一体，人与人之间轻松地传递所需的全部信息，全息通信时代到来。全息通信文化时代，限制人们之间交流的最大障碍仅仅是人类活动的三维时空，此时，通信技术将达到数字通信技术的时代高点，通信技术将逐渐从大众的视野中隐去，通信文化将一举颠覆目前的亚文化地位，成为真正的时代性主流文化。全息通信文化时代由于信息传递的全面性，将会大大降低冗余信息的不良影响，大大降低通信过程中的信息熵值，促使人类回归到"部落化"通信时代，完成人类历史的一次更高级轮回。全息通信将会把所有的人、所有的产业、所有的人类关心的信息深深地纳入到一个无所不能的信息网络中，将造就通信文化产业真正的繁荣。这个阶段的通信文化可称为全息通信文化。
1、刘宗超，刘粤生.地球表层系统信息增殖，《自然杂志》，1991（6）2、刘宗超，刘粤生. 地球表层系统研究的新视角——从物理观到生态文明观，《大自然探索》，1995（3）3、 刘宗超，刘粤生. 全球生态文明观---地球表层信息增殖范型，《自然杂志》，1993（11）4、 刘宗超，刘粤生. 社会进步的信息增殖进化论， 《大自然探索》，1998（1）5、 刘宗超. 中国西部开发的生态产业战略, 《经济消息报》，2001.1.46、 刘宗超, 黄顺基. 中国西部发展生态产业的理论探索,《科技导报》，2001（4）47、黄顺基，刘宗超. 生态文明观与中国的可持续发展, 《中外科技政策与管理》，1994（9）8、 刘宗超. 自然地理系统及其熵变，《自然杂志》，1988（6）9、刘宗超. IGBP与全球变化问题,《自然杂志》，1989（9）10、 刘宗超. 生态系统的熵及其演化，《熵与交叉科学》（93-96），气象出版社，198811、 刘宗超. 中国可持续发展的战略抉择，《大自然探索》，1995（1）12、刘宗超. 广义生态环境演替的改进模型，《干旱区地理》，1989（2）13、刘宗超. 生态环境与全球变化问题，《现代生态学透视》（316-322），科学出版社，199014、刘宗超、昝廷全. 生态协同学基础，《现代生态学透视》（118-126），科学出版社，199015、 昝廷全、刘宗超. 生态热力学基础，《现代生态学透视》（109-117），科学出版社，199016、昝廷全、刘宗超. 非线性生态系统分析，《现代生态学透视》（261-272），科学出版社，199017、刘宗超. 风景名胜区的可持续发展与对策—罗浮山生态规划实践, 《中外科技政策与管理》，1995（2）18、 刘宗超. 生态产业---21 世纪的主导产业，《县市乡镇长周刊》，2001.4.319、刘宗超，生态文明—21世纪人类的选择，《中国财经报》，2002.8.1020、刘宗超. 中国西部开发的生态产业战略,《经济消息报》，2001.1.421、刘宗超. 中国农业的出路，《科学中国人》，2001（6）22、刘宗超. 湿土冻结及其测定，《中国矿业学院学报》，1986年（3）23、刘宗超. 冻土系统演化的热力学分析, 《干旱区地理》，1991（3）24、刘宗超.生态农业、效益农业与中国农业的可持续发展，《大自然探索》，1996（3）25、刘宗超，张孝德.论中国可持续发展对世界和平与发展的作用和意义，《世界经济评论》，199626、刘宗超. 地球表层的自组织，《第三届天地生会议论文集》，中国科学技术出版社，198927、刘宗超.地球表层学进展，《理论之声》，1989（3）28、刘宗超. 星际生态文明的演变，《飞蝶探索》，1997（1）29、刘宗超.积雪物理概论，《物理》，1987（4）30、刘宗超、丁德文，承载土的冻结点及其测定，《科学通报》，1989（19）31、马洪、刘宗超、孙莉、蔡国堂、杨志安，太阳辐射对积雪温度场影响的一维解《科学通报》199132、马洪、刘宗超、刘一峰、胡汝骥，中国西部天山季节性积雪的能量平衡研究和融雪速率模拟，《科学通报》，1992（4）33、刘宗超.中国天山西部山地积雪辐射平衡研究，《干旱区地理》，1989（4）34、刘宗超. 中国天山西部山地积雪辐射平衡的若干特征，《干旱区地理》，1988（2）35、刘宗超.论积雪的系统研究，《干旱区地理》，1986（4）36、刘宗超，A.G.Wilson 学术思想评介，《干旱区地理》，1987（1）37、刘宗超，于法稳. 入世后中国农业极待解决的几个根本问题，《科技导报》，2000（6）38、刘宗超，加入WTO后中国农业“新四化”道路探索，《科技导报》，2002（12）39、 刘宗超. 中国农业的出路，《科学中国人》，2001（6）40、刘宗超，刘绍光一元数理论简介《熵与交叉科学》（181-189），气象出版社，198841、刘宗超，刘绍光及其一元数理论，《大自然探索》（103-111）， 1988（2）42、刘宗超，地震形成的一元数机制，《潜科学杂志》， 87年6期43、刘宗超，宏观螺旋全息律探索，《大自然探索》， 1989（3）44、刘宗超，宏观螺旋全结构，《潜科学杂志》（24-25）， 7卷6期45、刘宗超、刘粤生. 熵理论在地球表层研究中的困境，《熵理论的一场大辩论---全国第三次熵与交叉科学研讨会论文集》（181-189），四川科技术出版社，199346、刘宗超. 建瓯竹业调查启示录，《中国林业》，中国林业杂志社，200447、刘宗超. 世界粮食形势及中国的对策，《中国特色社会主义研究》，200448、刘宗超. 论草业在现代生态农业中的基础地位，《中国林业》，中国林业杂志社，200549、刘宗超. 坚持科学的发展观 建设生态文明社会《中直党建》，《中直党建》杂志社，200550、刘宗超. 关于林草牧三位一体《湖南草食畜牧业发展模式》中的探索，《中国林业》，200451、刘宗超. 我国农业“新四化”道路，《中国特色社会主义研究》，200352、刘宗超，科技进步与生态文明观，《现代科学技术导论》（P190-218），中国人民大学出版社（黄天授、黄顺基、刘大椿主编），1995年版53、刘宗超，可持续发展《中国政府经济学导论》（P433-459），经济科学出版社（周绍鹏、王健主编），1998年版54、刘宗超，刘粤生，信息增殖进化论，《信息革命在中国》（P24-60），中国人民大学出版社（黄顺基主编），1998年版55、刘宗超，新世纪经济发展的哲学基础的重建，《跨世纪中国经济》（P355-393），新华出版社（肖灼基顾问、王世荣、何深思主编），1999年版。56、刘宗超，面向东盟走农业“新四化”之路 提高广西的农业竞争力，《农村实用工程技术绿色食品专刊》2004年5期57、 张国春、刘宗超，植企业管理于文化之根，《中外科技政策与管理》，1994年12期。58、刘宗超，加强效益农业建设 促进我国农业的可持续发展，《科技日报》，1996年5月20日。59、刘宗超，全球生态问题的根源及其对策，《国际生态与安全》2006年第10期P28-31。60、刘宗超，培育柚木用材林的构想与政策建议，《世界经济调研》（中社会科学院内部上报），2007年12月3日61、生态安全与生态文明观，《非传统安全――－世界与中国论坛》，中国战略学会、国务院发展研究中心、中国现代关系研究院主持，2007年12月15－16 。62、 生态农业的新科技发展趋势，中国社会科学院院报： 2007年4月10日第3版，2000字。63、清洁发展机制下的中国产业发展战略，中国财经报，2008年11月11日。64、刘宗超，贾卫列．论大生态期理论对生态文明及地球生物进化的终极意义，环境教育，2009（10）：5-7。刘宗超早在1988年就提出“地球表层信息增值进化与全球生态文明观”全新理念。1996年-2000年，主持完成了中国社会科学“九五”规划重点项目“生态文明与生态伦理的信息增值基础”（96AZX022）,先后发表了生态文明与生态产业方面论文近20余篇，科技论文50余篇、并出版了生态文明专著3本，书名分别为《生态文明观与中国可持续发展走向》（中国科学技术出版社1997年版）、《生态文明观与全球资源共享》（经济科学出版社2000年版）、《生态文明观》（厦门大学出版社2010年）；生态农业专著4本。在这些论文与著作中，较为完整地建构了生态文明观理论体系和生态农业模式。从1996年开始，刘宗超在实践与技术层面上，提出构建生态农业的“管理—生产—交换—消费—分—还原—再生”七环节循环经济概念，创立了生态还原技术，研制出高效安全的生态型肥料，并在全国各地先后建立加工厂近20家，推行以农作物秸秆造纸黑泥生活污水滤泥等工农畜牧业废弃物为原料的生态肥料生产工艺；推广以施用生态性肥料改良、净化、清洁土壤为技术路径的生态安全种植工艺；有效地促进了县域乡镇的循环经济发展。该技术被中国科学技术部列入农村生态环境和循环经济建设“十二五” 重点计划。至今，在刘宗超及其团队的努力下，基本形成了独具特色的生态农业发展模式。2000年，刘宗超发起创建北京生态文明科技发展中心、2003年发起创建北京生态文明工程研究院，这是首家以建设生态文明和发展生态产业为目标的研究和开发机构。刘宗超先后巡回全国，以生态文明观为指导思想举办生态文明、生态产业、生态安全、生态技术、循环经济、低碳经济、全球气候变化、可持续发展与产业结构调整方面的讲座数百场，刘宗超及其团队为数十个县市乡镇和企业进行生态项目规划，有效地普及了生态文明观念、推广了生态技术。北京生态文明工程研究院于2008年10月获得福特汽车环保奖生态文明传播一等奖。2006年6月，刘宗超以创立生态文明理论体系和生态农业模式被国际生态生命安全科学院授予院士称号。2012年4月，刘宗超博士获得美国第五届“柯布共同福祉奖”，以表彰其在创建生态文明理论和生态农业模式方面的贡献。“柯布共同福祉奖”由世界生态领域的学者共同评选。前四届获奖者为北京地球村环境文化中心主任廖晓义、加拿大生态经济学家马克·安尼尔斯基、耶鲁大学环境学院教授玛丽·塔克、后现代农业和生态农业先驱迪安·弗罗伊登伯格。刘宗超将中国传统文化与现代生态文化进行了有机融合，力求使之融为一体。他将汉字“甦”作为生态文明的中国文化之根、并将“甦家”作为中国生态文明学派的称谓，赋予“甦”字全新的生态意蕴。刘宗超确信，经过数代人的努力，人类将会进入一个生态文明的社会。中国人 “天地一体、万物同源,生态文明、道法自然” 的大一统有机整体宇宙观将会成为生态文明社会的主流思想，“甦”所代表生态文明理念也将成为一种世界精神。北京生态文明工程研究院已经宣布成立“刘宗超全球生态文明奖”，旨在奖励世界范围内为生态文明事业作出杰出贡献的人士。
1/100 【题 名】我国中小型民营企业的企业文化建设现状分析及对策研究 【作 者】王欢 【刊 名】集团经济研究.2007(07Z).-233-233 2/100 【题 名】民营酒店企业文化逾越混沌的路径抉择 【作 者】任曼姝 【刊 名】企业活力.2007(8).-64-65 3/100 【题 名】论民营企业文化的再造 【作 者】王彩梅 【刊 名】理论导刊.2007(8).-17-19 4/100 【题 名】民营企业家和企业文化 【作 者】江斌 胡建宏 【刊 名】商场现代化.2007(08Z).-334-335 5/100 【题 名】构建现代化的民营企业文化 【作 者】李书进 【刊 名】商场现代化.2007(08Z).-336-338 6/100 【题 名】中国民营企业文化现状与发展研究 【作 者】叶生 【刊 名】中国汽摩配.2007(5).-72-74 7/100 【题 名】民营企业文化重构的路径选择分析 【作 者】吕金记 【刊 名】华东经济管理.2007,21(2).-13-17 8/100 【题 名】浅析民营企业文化建设的现状与出路 【作 者】张晓燕 【刊 名】西安航空技术高等专科学校学报.2007,25(4).-9-11 9/100 【题 名】民营企业的文化病态探析 【作 者】李书进 【刊 名】集团经济研究.2007(07S).-376-377 10/100 【题 名】基于核心价值观的民营企业文化模式 【作 者】徐向农 【刊 名】武汉理工大学学报：信息与管理工程版.2007,29(7).-155-158 11/100 【题 名】构建和谐的民营企业文化 【作 者】邱浓璋 【刊 名】职业圈.2007(07X).-58-60,56 12/100 【题 名】论我国民营企业文化建设 【作 者】薛雯 【刊 名】集团经济研究.2007(06X).-291-291 13/100 【题 名】浅析中国民营企业价值观的构建 【作 者】高峰[1] 聂飞[2] 【刊 名】天府新论.2007(B06).-50-51 14/100 【题 名】关于民营企业文化再造的思考 【作 者】刘纵宇 黄予辉 【刊 名】商场现代化.2007(07S).-254-254 15/100 【题 名】民营企业的发展及创新 【作 者】柏锐 【刊 名】辽宁经济.2007(6).-49-49 16/100 【题 名】从传化看民营企业文化与社会责任 【作 者】李玲东 【刊 名】浙江经济.2007(11).-59-59 17/100 【题 名】超越家族主义--海峡西岸经济区家族制民营企业文化创新思考 【作 者】刘玉生 【刊 名】泉州师范学院学报.2007,25(3).-33-38 18/100 【题 名】论民营企业文化建设的自身障碍及创新走向 【作 者】周达军 【刊 名】管理现代化.2007(3).-29-31 19/100 【题 名】民营企业文化建设的误区及对策分析 【作 者】洪和根 【刊 名】兰州学刊.2007(6).-177-178 20/100 【题 名】浅议生命周期视角中的民营企业文化建设 【作 者】刘秋英[1,2] 罗新星[1] 【刊 名】现代企业教育.2007(06X).-57-58 21/100 【题 名】民营科技企业创建企业文化研究 【作 者】耿荃盛 【刊 名】民营科技.2007(6).-51-52 22/100 【题 名】企业文化的创新与民营企业的发展 【作 者】颜怀坤 【刊 名】商场现代化.2007(06X).-293-294 23/100 【题 名】全国企业文化（葵花药业集团）现场会在哈尔滨召开《中国民营企业文化建设宣言》发表 【作 者】姚咏梅 【刊 名】中外企业文化.2007(6).-35-35 24/100 【题 名】民营企业人性化管理 【作 者】张辉 【刊 名】合作经济与科技.2007(07X).-17-18 25/100 【题 名】浅谈民营企业文化建设的问题与对策 【作 者】黄静 【刊 名】职业圈.2007(05X).-38-39 26/100 【题 名】民营企业档案与民营企业文化建设 【作 者】宋征宇 朱永平 【刊 名】现代企业.2007(5).-31-32 27/100 【题 名】民营企业人才资源短缺的原因及其对策研究 【作 者】陈洪权 【刊 名】科技创业月刊.2007,20(6).-95-96,98 28/100 【题 名】从企业生命周期角度初探武汉民营企业文化建设战略 【作 者】陈娟[1] 朱浩[2] 【刊 名】科技创业月刊.2007,20(6).-121-123 29/100 【题 名】致富不忘乡亲 立志回报社会--优秀民营企业家山西陆合煤化有限责任公司董事长史元魁 【作 者】无 【刊 名】党史文汇.2007(5).-F0003-F0003 30/100 【题 名】基于企业社会责任的民营企业文化建设 【作 者】鲍丽娜[1] 鲍丽[2] 【刊 名】山西财经大学学报.2007,29(5).-66-71 31/100 【题 名】制度竞争背景下的民营企业文化论 【作 者】张开云 周尚万 杨敏 【刊 名】企业经济.2007(2).-21-23 32/100 【题 名】民营企业文化竞争力构成要素及提高途径 【作 者】郭庆海 【刊 名】时代经贸：下旬.2007(02Z).-104-105,106 33/100 【题 名】基于熵理论的民营企业文化系统分析 【作 者】张晓辉[1,2] 王莉[3] 【刊 名】社会科学战线.2007(3).-305-306 34/100 【题 名】民营企业的文化建设与社会责任 【作 者】李玲东 【刊 名】浙江工商.2007(5).-32-33 35/100 【题 名】我国民营企业构建特色文化研究 【作 者】胡永 【刊 名】经济研究参考.2007(29).-41-42 36/100 【题 名】论我国民营企业文化的提升 【作 者】廖小波 【刊 名】集团经济研究.2007(04X).-299-299 37/100 【题 名】浅析民营企业文化建设的现状与途径 【作 者】刘云涵 吕英 【刊 名】集团经济研究.2007(04S).-132-132 38/100 【题 名】浙江民营企业文化建设现状分析与思考 【作 者】陶宇[1] 陈小燕[2] 【刊 名】企业经济.2007(4).-111-113 39/100 【题 名】民营企业文化的诟病与诊疗 【作 者】李雅斯 【刊 名】沿海企业与科技.2007(4).-95-97 40/100 【题 名】中国民营企业文化现状与发展研究 【作 者】叶生 【刊 名】科技智囊.2007(E05).-6-10 41/100 【题 名】民营印刷企业文化建设探析 【作 者】叶惠荣 【刊 名】中国印刷.2007(1).-64-68 42/100 【题 名】中小民营企业管理步出维谷探究 【作 者】杜雨芳 【刊 名】经济前沿.2007(4).-62-64 43/100 【题 名】民营企业文化管理的优势分析及路径选择 【作 者】王磊 【刊 名】江苏省社会主义学院学报.2007(2).-58-60 44/100 【题 名】民营企业文化实证研究--以安徽省民营企业为例 【作 者】胡永 【刊 名】财贸研究.2007(2).-152-153 45/100 【题 名】企业文化与民营企业可持续发展分析 【作 者】吴军 【刊 名】山西科技.2007(2).-8-10 46/100 【题 名】从民国档案看民营企业档案管理 【作 者】杨朝伟 【刊 名】中国档案.2007(4).-44-45 47/100 【题 名】民营企业文化力塑造 【作 者】邹农基 【刊 名】江苏科技大学学报：社会科学版.2007,7(1).-22-26 48/100 【题 名】民营企业财务管理存在的问题及对策 【作 者】刘建波 【刊 名】中国乡镇企业会计.2007(4).-57-57 49/100 【题 名】民营企业的文化建设 【作 者】孔凡真 【刊 名】中国牧业通讯.2007(6).-34-36 50/100 【题 名】民营企业文化建设研究 【作 者】田芳[1] 许生龙[2] 【刊 名】科技创业月刊.2007,20(4).-140-141
摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式，J.Ronda 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚2.0 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 3.1 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为1.73，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 3.2 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为1.5 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 3.3 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 3.4 点焊相变组织的模拟 3.4.1 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。3.4.2 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 3.5 模拟计算结果 3.5.1 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 3.5.2 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. 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铝合金:一。用途铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。 铝合金是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。 二。铝合金概述（资料）以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。 铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。 铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。 铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。[编辑本段]【纯铝产品】 纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。[编辑本段]【压力加工铝合金】 铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。[编辑本段]【铝材】 铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。[编辑本段]【铸造铝合金】 铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。[编辑本段]【高强度铝合金】 高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。[编辑本段]【铝合金缺陷修复】 铝合金在生产过程中，容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大，容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求。 冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小，不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固，结合牢固，可进行磨、铣、锉等加工，致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。[编辑本段]【不同牌号铝合金的典型用途】 合 金 典 型 用 途 1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01 工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉 2A02 工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06 工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉 2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉 2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件 2A16 工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17 工作温度225~250摄氏底的航空器零件 2A50 形状复杂的中等强度零件 2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等 2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90 航空发动机活塞 3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道 3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件 3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等 3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等 5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致 5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等 5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等 5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合 5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等 5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等 5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐 5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件 5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜 5254 过氧化氢及其他化工产品容器 5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝 5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道 5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料 5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件 5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器 5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织 5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件 5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金 5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架 5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件 5A12 焊接结构件，防弹甲板 6005 挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等 6009 汽车车身板 6010 薄板：汽车车身 6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 6063 建筑型材，灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料 6066 锻件及焊接结构挤压材料 6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材 6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等 6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环，供既要求有良好的可锻性能、高的强度，又要有良好抗蚀性之用 6201 高强度导电棒材与线材 6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件 6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件 6351 车辆的挤压结构件，水、石油等的输送管道 6463 建筑与各种器具型材，以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件 6A02 飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件 7005 挤压材料，用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒 7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱，消防压力器材，军用器材、装甲板、导弹装置 7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高 7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高 7072 空调器铝箔与特薄带材；2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层 7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造 7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高 7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件 7475 机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等[编辑本段]【变形铝及铝合金状态、代号】 1.范围 本标准规定了变形铝合金的状态代号。 本标准适用于铝及铝加工产品。 2.基本原则 2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。 2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。 2.3基本状态代号 基本状态分为5种 代号 名称 说明与应用 F 自由加工状态 适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定。 O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。 H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。 W 固熔热处理状态 处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。 T 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字
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1、市场空间巨大：以前，消费者一直认为买门就要买木门，因为那样才够高端大气上档次。如今，随着铝合金门窗制作技术的提高，铝合金门窗的实用性、美观性的逐渐完善和功能的逐渐增大。不少消费者意识到铝合金门窗的好处。消费者都转去购买。这样使得铝合金门窗的市场空间逐渐增大。特别是在二、三线城市，铝合金门窗尚处于开发阶段，发展空间就增加广阔了。2、行业门槛低：由于行业的门槛低，产品质量的参差不齐，导致消费者在市场上难以购买有质量保证产品。当中有些企业甚至认为，只要有厂房、技术工人和少量的资金就可以办一个铝合金门窗厂。实际上，铝合金门窗现在就是处于这样一个尴尬的环境之中。3、企业数目庞大：从事铝合金门窗的企业数量不断增多，规模不断的扩大。如今，铝合金门窗企业已新增不少。虽然很多企业的规模不大，但是数量去不少。4、区域品牌少：目前，做全国市场品牌的企业比较少，产品能普及全国的则更少，即使像铝世家这样的老牌铝门企业也仅仅在部分省会城市占据一些市场份额。可想而知中国是铝合金门窗市场是多么的巨大。现今，2017年度细分产业研究报告产业报告铝合金门窗市场依然是由区域品牌唱主角。因此，铝合金门窗市场的发展潜力仍十分巨大。5、产品同质化严重：在产品方面，由于铝合金门窗行业进入门槛较低，产品同质化现象严重。因此经营者之间很多时候就是依靠价格竞争。铝合金门窗企业只有不断改进技术，扩大产品种类花色，平开门、推拉门、折叠门、窗等品类要丰富，创造出不同于其他同类企业的产品，才能有市场竞争力。希望对你有帮助。
铝合金门窗的市场状况是随着房地产状况同步的，这是宏观现象所致
物质的用途决定于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。 (1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝；防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。 (2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。 (3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。 (4)铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔，这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。 (5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器，医疗器械，冷冻装置，石油和天然气管道等。 (6)铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉末状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。 (7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其它可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%） (8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨，二氧化钛（或其它高熔点金属的氧化物）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。 (9)铝板对光的反射性能也很好，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。 (10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也常用铝。 但人类多吃铝，会造成脑中毒。如老年痴呆.以上是一些铝合金的资料，希望对你有所帮助。