Co(en)3[B4O5(OH)4]Cl·3H2O和[Ni(en)3][B5O6(OH)4]2·2H2O的合成、结构以及热力学性质

利用水热法合成了两种过渡金属配合物为模板剂的含水硼酸盐晶体Co(en)3[B4O5(OH)4]Cl·3H2O(1) 和 [Ni(en)3][B5O6(OH)4]2·2H2O (2),并通过元素分析、X射线单晶衍射、红外光谱及热重分析对其进行了表征。化合物1晶体结构的主要特点是在所有组成Co(en)33+, [B4O5(OH)4]2–, Cl– 和 H2O之间通过O–H…O、O–H…Cl、N–H…Cl和N–H…O四种氢键连接形成网状超分子结构。化合物2晶体结构的特点是[B5O6(OH)4]–阴离子通过O–H…O氢键连接形成沿a方向有较大通道的三维超分子骨架,模板剂[Ni(en)3]2+阳离子和结晶水分子填充在通道中。     

电磁热效应止裂效果与裂纹走向关系的研究

采用理论、实验与数值分析的方法研究了在电磁热效应裂纹止裂中 ,由于裂纹走向不同导致裂纹尖端的温度场、温度梯度场分布状态的不同 ,并定量计算了它们的分布规律和差值。数值模拟计算应用了耦合场理论中热 电耦合 (焦耳热问题 )的分析方法。三方面的研究结果均表明 :在裂纹尖端处 ,由于电流产生的焦耳热源的作用 ,能够在很小的范围内熔化形成微小的焊口 ,遏制了裂纹的扩展 ;裂纹的走向是影响裂纹尖端温度场数值和温度梯度场变化即电磁热效应裂纹止裂效果的主要因素之一。     

含埋藏椭圆形裂纹金属构件电磁热止裂时热应力场分析

对带有椭圆埋藏裂纹金属构件在脉冲放电瞬间的热应力场进行了理论分析。在热应力场的求解中,利用了热传导和非定常热应力理论,由求解的热应力场公式发现：在脉冲放电瞬间,电磁热在裂纹尖端形成热压应力场,热压力场可有效地抑制裂纹的扩展。以Cr12MoV模具钢中埋藏椭圆裂纹止裂为例,具体计算了脉冲放电瞬间的热应力场分布情况,为空间裂纹电磁热止裂技术的实际应用提供了理论基础。     

含埋藏椭圆形裂纹的金属构件脉冲放电瞬间温度场分析

对带有椭圆埋藏裂纹金属构件在脉冲放电瞬间的温度场进行了理论分析．在带有裂纹问题温度场的理论求解中,根据相似性原理,将电流通过带有椭圆面裂纹导体类比于流体流过障碍物的情形,从而引入了裂纹的边界条件,得到域内电流密度的分布,进而得到了放电瞬间埋藏椭圆裂纹尖端的温度场表达式,为空间裂纹电磁热止裂技术的实际应用提供了理论基础．     

带有半埋藏空间裂纹的Cr12构件电磁热止裂分析

对带有半埋藏环形裂纹的Cr12标准拉伸试件进行了电磁热止裂研究.通过ZL-2型放电装置实现了半埋藏空间裂纹的止裂实验,采用微机控制电子万能试验机完成了止裂前后试件拉伸性能测试,同时计算了电磁热止裂前后应力强度因子的变化;建立了超强脉冲电流放电瞬间,环形裂纹尖端附近电流绕流、温度场和热应力场的数值分析模型,通过热-电耦合和热-机械耦合两个过程得到了脉冲放电瞬间拉伸试件中的电流矢量场、温度场和热应力场.研究表明:脉冲电流放电瞬间,围绕裂纹尖端金属熔化,钝化了裂尖,并围绕裂尖形成了热压应力场,得到了超细化的金属组织,止裂后抗拉强度得到了提高,达到了止裂的目的.     

轴对称金属模具电磁热裂纹止裂中热应力场的分析

为求解金属模具脉冲放电止裂瞬间裂纹尖端附近的热应力场,选择具有半埋藏环形裂纹的金属凹模为研究对象,采用复变函数方法求解了凹模内外环面均匀通入强脉冲电流放电止裂时的热应力场．理论分析结果证实:由于放电瞬间脉冲电流的绕流集中效应,使金属凹模内部环形裂纹尖端附近金属迅速升温,金属熔化形成堆焊,并由于瞬间温升产生热压应力场．研究结果表明:应用电磁热效应止裂技术可以减小裂纹尖端的应力集中,形成的热压应力场有效地阻止金属模具中干线裂纹源的开裂趋势,达到了裂纹止裂目的．