碳中和目标下的氢冶金减碳路径与应用前景（上）

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剪切应变在加速流动阶段和减速流动阶段发生逆转，和目应变速率因此呈现正弦曲线状变化。但由于人们对FSW工艺过程仍缺乏深入理解，标下使得目前对FSW焊接工艺参数的优化仍然主要依靠经验，严重阻碍了该工艺的大规模工业化应用。

【图文导读】图1标记材料（Cu-40Zn）示踪下的纯铜搅拌摩擦焊接过程的材料流动特征（a）轴肩影响区（b）搅拌针影响区图2加速流动阶段的应变估算图3减速流动阶段的应变估算图4轴肩影响区的材料流速、冶金应用前应变和应变速率分布图5搅拌针影响区的应变和应变速率图6加速流动阶段晶粒尺寸、冶金应用前小角晶界分数和孪晶界分数随着累积应变的变化（a）轴肩影响区（b）搅拌针影响区图7晶粒细化阶段的几种典型机制图8减速流动阶段轴肩影响区晶粒尺寸、小角晶界分数和孪晶界分数随着累积应变的变化图9搅拌针影响区冷却阶段的晶粒组织结构变化（a1）材料流动刚结束时的晶界EBSD图。文献链接：减碳景上Experimentalevaluationofstrainandstrainrateduringrapidcoolingfrictionstirweldingofpurecopper.ScienceandTechnologyofWeldingandJoining,2019,24(4):352-359.Evaluationofdynamicdevelopmentofgrainstructureduringfrictionstirweldingofpurecopperusingaquasiinsitumethod.JournalofMaterialsScienceTechnology,2019,35(7):412-1421.Strainratedependentmicro-textureevolutioninfrictionstirweldingofcopper.Materialia,2019,6:100302. 本文由春秋一枕供稿，减碳景上材料人编辑部Alisa编辑。搅拌摩擦焊接过程中的材料流动大致可以分为5个阶段：碳中预热阶段、加速流动阶段、高速流动阶段、减速流动阶段和冷却阶段（或退火阶段）。

（b2）相对应的ODF图图10加速流动阶段的织构变化（a）-（d）应变 应变速率 （e）-（h）应变 应变速率 图11减速阶段的织构变化图12简单剪切织构组分相对含量随着材料流动路径的变化（a）加速流动阶段（b）减速流动阶段【小结】利用Cu-40Zn双相黄铜箔片作为标记材料，和目研究了纯铜搅拌摩擦焊接过程中的材料流动。晶粒组织在加速流动阶段发生了显著的晶粒细化，标下而在减速流动阶段，标下由于应变逆转，晶粒组织先略微粗化，随后随着应变的进一步增加又略微细化，在冷却阶段，晶粒组织发生了退火。

【引言】搅拌摩擦焊（FSW）作为一种广为人知的固相连接技术，冶金应用前已经应用在铝合金、镁合金、铜合金以及部分高熔点金属结构材料的焊接成型中。

【成果简介】近日，减碳景上西北工业大学的刘小超副教授（第一作者兼通讯作者）在ScienceandTechnologyofWeldingandJoining、减碳景上JournalofMaterialsScienceTechnology和ActaMaterialia公司旗下新刊Materialia上发表了系列最新的研究成果Experimentalevaluationofstrainandstrainrateduringrapidcoolingfrictionstirweldingofpurecopper、Evaluationofdynamicdevelopmentofgrainstructureduringfrictionstirweldingofpurecopperusingaquasiinsitumethod和Strainratedependentmicro-textureevolutioninfrictionstirweldingofcopper。碳中相关研究成果以MagnetizationdistributionofmagneticvortexofamorphousFeSiBinvestigatedbyelectronholographyandcomputersimulation为题发表于JournalofElectronMicroscopy杂志。

和目装置的一侧通过Li离子导电固体聚合物电解质（已经封装在薄SiO2层中以避免被氧化）连接到Si3N4表面的电极上。TEM电子全息术是一种记录电子波在样品中传播时相对相移的技术，标下由于这种相移与样品平面内的磁感应成比例，标下因此可以在接近纳米尺度的高空间分辨率下进行定量评估。

通过详细的结构和动力学分析，冶金应用前发现每一层In的成核位置和催化剂表面能对闪锌矿结构的生长起着决定性的作用。原子更倾向于附着在被大量通道包围的空位上，减碳景上在那里更容易形成能量较低的稳定六方晶格，相应的修复机制如图(o)-(u)所示。