过渡金属范文

过渡金属篇1

关键词：多金属氧酸盐；水溶液合成；过渡金属

中图分类号：O614 文献标识码：A

通过仔细的调查研究我们可以得知，在以往的文献中，大多研究的是基于Keggin结构、Dawson结构等化合物，没有深入的研究溶液中合成含Anderson型多阴离子的化合物。近些年的研究表明，Anderson型多阴离子的性能也较为优异。笔者在原料方面选取了简单无机盐和醋酸，通过对溶液的酸碱值进行调节，对两种新化合物进行了合成，对晶体结构数据进行了收集，并且研究了含过渡金属配合物的合成、晶体结构及性质。

1 实验部分

一是试剂和仪器：三是化合物的热重：通过TG分析化合物1我们可以得知，有三步失重存在于50到400摄氏度的范围内，前两步有着较低的失重温度，吸附水和结晶水会失去，失重量在百分之十五左右，后一步有着较高的失重温度，配位的乙酸根离子会失去，失重量为百分之十五左右，同时，还会破坏分解晶体，总的失重量为百分之三十左右，和理论值没有较大的差距。

四是化合物的紫外光谱：通过相关的研究我们可以得知，有一条吸收带出现于250nm左右，这是因为有两个顺式端基氧存在于Anderson结构杂多化合物中，有着较短的距离，孤对电子会互相排除，这样就增加了电子跃迁吸收能量，促使谱带蓝移问题的出现。

结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，结合相关文献的研究结果，本文成功合成了两种化合物，并且对含过渡金属配合物的合成、晶体结构以及性质等方面进行了深入的研究，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献

过渡金属篇2

【关键词】团簇；飞行时间质谱；激光延时；激光溅射

【Abstract】Using laser ablation-supersonic molecular beam technique on a reflective time of flight mass spectrometer to study the reaction of gas phase Ni plasma and methanol， ethanol molecule clusters. In the experiment， Five species of Ni isotope ions 58Ni+，60Ni+，61Ni+，62Ni+，64Ni+ are observed when the Ni target is directly sputtered by Laser. In the Experiment on Ni plasma and methanol molecule clusters， five kinds of positive ion clusters Ni+（CH3OH）n， NiO+（CH3OH）n， NiCH2+（CH3OH）n， H+（H2O）（CH3OH）n are observed. In the reaction of Ni plasma and ethanol molecule clusters， four species of positive ion clusters Ni+（C2H5OH）n， NiCH2+（C2H5OH）n， NiC2H4+（C2H5OH）n， H+（H2O）（C2H5OH）n are observed. The Focus is on the products of reaction of the ion clusters of Ni and methanol in different variation of the delay of laser， laser energy， Carrier gas pressure conditions on the type and size of the product cluster and the cluster impact product， the formation mechanism of cluster product ions are also explained.

【Key words】Clusters；TOF-MS；Laser delay；Laser ablation

0 引言

自从20世纪60年代以来，随着质谱和分子束技术的发展以及激光的出现，分子团簇的研究越来越广泛。研究过渡金属与有机分子在气相中的相互作用，可以了解金属离子作为活化中心的催化行为，帮助人们制造高活性的催化剂。过渡金属Ni的抗腐蚀性很好，常用于合金和催化剂，它的物理性状，聚集形式和聚集体的尺寸能够影响其反应性能和选择反应性。甲醇和乙醇作为重要的化工基础原料，在碳氢有机化合物的合成、分解、氧化还原反应过程中起到中间体和前驱体的作用。目前有关Ni离子与醇类分子团簇反应的理论和实验研究多见报道[1-15]。2004年由牛冬梅用激光溅射-分子束技术研究了用激光溅射分子束技术研究了气相中Ni的等离子体与甲醇分子团簇的反应。观察到Ni+（CH3OH）n、NiO+（CH3OH）n、H+（CH3OH）n、H3O+ （CH3OH）n四个种类的团簇正离子和CH3O-（CH3OH）n（n≤25）一种团簇负离子[16]。发现NiO+（CH3OH）n是由Ni+（CH3OH）n团簇内的脱甲烷反应生成的，而H+（CH3OH）n、H3O+（CH3OH）n主要是激光等离子体中的电子与甲醇团簇碰撞电离产生的。张福义等进行了激光溅射Ni+与丙醇等分子反应[17]研究发现并解释了Ni+与丙醇分子的缔合物Ni+C3H7OH脱去中性的H2、H2O、CH3OH分别生成C3H6O+Ni、NiC3H6+、NiC2H4+的现象。

1 实验装置和过程

本实验是在一套脉冲射流-激光电离-反射式飞行时间质谱仪上进行的（如图1）。

实验中，分别将甲醇和乙醇加入样品室，通过样品室的载气（氩气）与样品充分混合后，在脉冲阀（General Valve）的作用下喷出，在束源室内形成超声射流分子束，经直径为0.5mm喷嘴的脉冲阀喷出。激光器产生的波长为355nm的激光在经过焦距为300mm的透镜的聚焦后，在金属靶的表面溅射产生金属离子或团簇，与随后到来的分子束发生反应，反应后产生的离子信号先经排斥极和加速极加速，再经过1.05m的自由飞行区，最后在反射电场的作用下经过反射区到达两块微通道板（MCP）被接收和放大，到达收集极（MCP后面的平板）。电子信号经过电容器耦合以后输入到数字存储示波器，然后再通过计算机进行数据的采集和处理。在整个实验过程中，触发脉冲阀开启、激光器触发、触发脉冲高压和触发示波器谱信号以及四者之间的相对延时和脉冲的时序均由脉冲发生器DG535（Stanford Research）来控制。

2 实验结果

2.1 激光直接溅射Ni金属靶

从图2可以看出激光直接溅射Ni靶时，除峰值信号58Ni+外还产生了Ni的其它四种同位素离子信号。

2.2 激光溅射Ni和甲醇分子团簇的反应

图3是用波长为355nm的激光溅射镍金属靶与甲醇分子团簇的反应得到的几种产物离子。从图可以看出产物离子包括，58Ni+（CH3OH）n（n=0-6），NiO+（CH3OH）n（n=1-5），NiCH2+（CH3OH）n（n=1-5），H+（H2O）（CH3OH）n（n=3-7）。其中58Ni+（CH3OH）n信号最强。

2.3 不同的激光延时条件下产物离子信号

图4是通过改变激光延时（作用于分子束的位置不同）得到的产物离子信号。随着激光延时的增加，信号强度先增强后减弱，在激光延时为40us和90us时产物离子信号强度较弱，产物种类较少，在激光作用于分子束中间时（激光延时为65us）产物的离子种类最多，信号最强。分析其原因，脉冲阀每次喷射的气样在流经离子-团簇反应腔中激光烧蚀产生等离子体的位置时，其压力可能经历了一个从小到大再小的过程，将脉冲阀每次喷射的气样看作一个整体，在气样的中段有最大的压力，分子数密度最大，非常有利于产生团簇离子，而在气样的前段和后段，压力又变小，分子数密度也小不利于产生团簇离子。这样在气样流过反应腔时，其压力和分子数密度的变化会影响到激光溅射产生的等离子体和分子束的反应，从而导致产生的团簇离子的不同。

2.4 不同的激光能量条件下产物离子信号

图5是通过改变激光能量得到的产物离子信号，从图中可以看以看出随着激光能量的增大产物离子信号强度并没有一直增强而是先增强后减弱。在激光能量为1.8mj时产物离子的信号最强，种类最多，尺寸最大。分析其原因，我们认为激光能量较低时等离子体中的离子、电子等初动能较小和分子束有效碰撞较少，激光能量很大时，产物离子会相互碰撞产生碎片这都不利于产生团簇离子，只有在激光能量在一个恰当的值时才会产生多种团簇离子和较强的离子信号。

2.5 不同的载气压力条件下产物离子信号

图6是通过改变载气压力得到的产物离子信号，从图中可以看出随着载气压力的增大产物离子的尺寸、信号强度、离子种类有明显的增强增多。分析其原因，我们认为增大载气的压力，导致每次喷出的脉冲分子束的压力增大，分子数密度增大，有利于形成大的团簇离子。

2.6 激光溅射Ni和乙醇团簇的反应

从图7可以看出激光溅射Ni和乙醇分子团簇反应的产物离子有58Ni+（C2H5OH）n（n=0-3）、NiCH2+（C2H5OH）n（n=0-2）、NiC2H4+（C2H5OH）n（n=0-2）、H+（H2O）（C2H5OH）n（n=1-4）。其中58Ni+（CH3OH）n 、NiCH2+（C2H5OH）n信号较强，NiC2H4+（C2H5OH）n、H+（H2O）（C2H5OH）n次之。

3 分析和讨论

H+（H2O）（C2H5OH）n的产生与H+（H2O）（CH3OH）n类似。最后，NiO+（CH3OH）n、NiCH2+（CH3OH）n的产生我们认为是生成Ni+（CH3OH）n后发生了团簇内部脱CH4、脱H2O之后形成的；NiCH2+（C2H5OH）n、NiC2H4+（C2H5OH）n的产生是生成Ni+（C2H5OH）n后发生了团簇内部脱CH3OH、H2O之后形成的。

4 结论

在激光溅射Ni和甲醇、乙醇反应的实验中都发生了Ni+和甲醇、乙醇的直接结合相应形成Ni+（CH3OH）n、Ni+（C2H5OH）n；都发生了团簇内部脱H2O相应形成NiCH2+（CH3OH）n、NiC2H4+（C2H5OH）n；都发生了激光等离子中的电子和团簇碰撞电离相应生成H+（H2O）（CH3OH）n、H+（H2O）（C2H5OH）n；都发生了团簇内部脱去中性分子，Ni+（CH3OH）n 团簇内脱CH4生成NiO+（CH3OH）n，Ni+（C2H5OH）n团簇内部脱CH3OH生成NiCH2+（C2H5OH）n。团簇离子的种类、尺寸、强度与等离子体作用在分子束的位置有关，当等离子体作用在分子束中间时，产物离子的强度和尺寸都有增大的趋势，离子的种类也随之增多。产物离子的尺寸、种类与激光能量有关，在一定范围内随着激光能量的增大，离子小团簇的尺寸和种类增大增多，激光能量太大不利于大团簇的生成和稳定存在。团簇离子的尺寸还和载气压力有关，增大载气压力，团簇的尺寸有增大的趋势。

【参考文献】

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过渡金属篇3

摘要：二氧化碳气体保护焊具有成本低、效率高、变形小、抗油和锈、易操作等优点，但由于飞溅严重，极大地制约了二氧化碳气体保护焊的推广和应用。产生飞溅的原因是二氧化碳的氧化性引起的，生成的CO不能及时溢出熔池使熔滴中的CO气体，在电弧高温作用下急剧膨胀而激烈爆炸形成飞溅。此外还有瞬间短路飞溅。此外还有瞬间短路飞溅、电爆炸飞溅及冶金飞溅。当熔滴过渡变为颗粒状态过渡时，形成大颗粒状过渡引起较大的飞溅。通过冶金措施和焊接工艺参数的选择和调整等方面来减少飞溅。

1、前言

二氧化碳气体保护焊是20世纪50年代初期发展起来的一种新型焊接技术，具有成本低、效率高、变形小，抗油和锈，易操作等优点，该技术在冶金化工、锅炉、压力容器、热能电力、航空航天等领域得到了广泛的应用。但焊接时产生的金属飞溅大是二氧化碳气体保护焊主要的缺点。金属飞溅不仅会降低焊丝的熔敷系数，增加焊接成本，而且会使飞溅金属粘着导电嘴端面和喷嘴内壁，引起送丝不畅，使电弧燃烧不稳定，降低气体保护作用，并使劳动条件恶化，必要时需停止焊接进行焊嘴清理工作。

2、二氧化碳焊飞溅的产生

在二氧化碳气体保护焊的短路过渡过程中，燃弧阶段。焊丝融化形成熔滴，熔滴与熔池短路形成金属液桥。随后，熔滴在熔池中迅速铺展。熔滴在液体表面张力、重力、流过液桥电磁收缩力的作用下向熔池过渡，最后在这些作用力的作用下与焊丝断开，重新引燃电弧，开始新的过渡周期。国内外学者研究认为二氧化碳气体保护焊主要有以下几种形式的飞溅：

1、短路初期“瞬时短路”产生飞溅。短路初期，熔滴刚接触熔池时，因接触面积小，电阻和电流较大，熔滴受电磁力过大，熔滴被迅速排斥出熔池形成飞溅，也会形成爆炸飞溅。

2、短路末期短路液桥缩颈“电爆炸”产生飞溅。当熔滴在熔池表面充分浸润、铺展后，在焊丝与熔池之间形成短路液桥。液桥在表面张力、重力及流过液桥的短路电流引起的电磁收缩力的共同作用下产生收缩，形成很细的缩颈。随着电流的增加和缩颈截面积的减小，通过缩颈的电流密度增加得很快，对缩颈急剧加热，产生能量积聚，最后导致缩颈液体金属发生汽化爆炸，引起金属颗粒的抛出，形成飞溅。

3、燃弧初期电弧冲击熔池产生的飞溅；燃弧后期“斑点”引起的飞溅；其他原因引起的飞溅，如：熔入熔池或熔滴的二氧化碳气体保护膨胀、爆炸，会引起金属飞溅。

3、二氧化碳焊飞溅控制措施

为了减少短路过渡焊接飞溅，国内外学者和专业技术人员进行了大量研究工作，取得了相应的成果。下面就各种降低焊接飞溅的方法和目前的研究发展进行分析。

3.1常规方法

常规方法指的是目前已在生产中广发应用的方法，如采用混合保护气体的方法、优化焊接输出直流电感设计的方法、采用电子电抗器调节电源动态特性的方法等。这些方法虽然对降低焊接飞溅有一定的效果，但是都没有直接对液桥后期电流进行控制，效果甚微。现有的常规二氧化碳气体保护焊只是给焊接电弧提供一个电源，仅能改变电源的静特性和动特性，缺乏对熔滴过渡过程的实时控制。

1、选择正确工艺参数。电弧电压是焊接参数中关键的一个，其大小决定了电弧的长短及熔滴的过渡形式，对飞溅有很大的影响。在一定的焊丝直接和焊接电流下，若电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，会使熔滴无法正常过渡，而呈大颗粒飞出，飞溅增多；若焊接电流和电弧电压为最佳匹配时，熔滴过渡频度高，飞溅最小，焊缝成型美观。

2、焊枪角度。焊枪的倾角决定了电弧力的方向，当二氧化碳气体保护焊枪垂直焊接时飞溅最小，焊枪倾角越大，飞溅越多，一般焊枪倾角最好不超过20o。

3、焊丝伸长长度。焊丝伸出长度对飞溅有一定的影响，一般焊丝伸出长度越长，飞溅率就会越高，太短的焊丝伸长长度会影响焊接过程的稳定性，喷嘴易发生堵塞。

3.2限制金属液桥的爆断能量

二氧化碳气体保护焊短路过渡时，在短路末期短路液桥缩颈电爆炸飞溅是产生飞溅的主要形式，即在短路过程中形成的液桥被急剧加热，过量的能量积累导致液桥汽化爆炸而引起飞溅。可采取下面方法使短路液桥的金属过渡趋于平缓而减少飞溅。

1、直流回路电感法。在焊接回路中，串联合适的电感，限制短路电流增长速度及峰值电流，以控制引起飞溅产生的能量。

2、电流切换法。在金属液桥缩颈达到临界尺寸之前短路电流逐渐增大之前进行电流切换，将电流从高值切换到低值，液桥缩颈便处于晓得电磁收缩力的作用下而缓慢断开，这就消除了液桥爆炸产生飞溅的因素，飞溅率可降低2%-3%。

3、电流波形控制法。通过控制输出电流波形，使金属液桥在较低的电流时断开，在将临短路时，再由高值电流改变成低值电流，使短路时的电流较低，而处于高温状态的熔滴形成的短路液桥温度较高，施加很小的能量就能实现金属的过渡与爆断，限制了金属液桥爆断能量，从而降低飞溅。

3.3在二氧化碳气体中加入Ar气

二氧化碳气体保护焊短路过渡时，二氧化碳气体在高温下分解出CO气体在金属内部急剧膨胀而发生剧烈爆炸，在短路过渡后电弧再引燃时产生的对熔池的过大冲击力使液体金属溅出。在二氧化碳气体中加入Ar气后，可改变纯二氧化碳气体的物理和化学性质，随着Ar气比例的增大，在焊接时，可细化熔滴，促进弧根的扩展，使飞剑减少，同时可改善焊缝的性能。

4、结语

过渡金属篇4

【关键词】 T型账户；现金流量表主表；操作程序

一、编表程序

第一步：为所有的非现金项目开设T型账户，并过渡有关数据

对于利润表中的非现金项目，应将其发生额过渡到与发生时相同的方向。对于资产负债表中的非现金项目，应将其差额X过渡到T型账户中（X＝期末余额－期初余额），当X＞0时，将其过渡到与该账户余额相同的方向；当X＜0时，将其过渡到与该账户余额相反的方向。

第二步：开设现金及现金等价物T型账户，并过渡数据

1. 过渡差额（A）：

A=（货币资金期末余额－货币资金期初余额）+（现金等价物的期末余额－现金等价物的期初余额）

2. 如何过渡：

当A＞0时，应过渡到T型账户中的左上方；当A＜0时，应过渡到T型账户中的右上方。

第三步：编制综合调整分录

根据所给资料详细分析报表，寻找经济业务发生时的原会计分录，再根据原会计分录编制综合调整分录。在编制综合调整分录时，应当以利润表为基础，并按照利润表项目的排列顺序，本着“先假定，后调整，再还原”原则的基本要求，将利润表中的有关发生额项目一次调整平衡。然后，再把资产负债表中没有调整平衡的项目，按照增减两条线索的基本思路，依顺序逐一调整平衡（特殊情况例外）。调整分录的类型归纳起来讲，不外乎有以下五种：（1）集中型调整分录；（2）假定型调整分录；（3）还原型调整分录；（4）分析型调整分录；（5）固定型调整分录。

编制综合调整分录的基本思路：在编制调整分录时，凡是在原会计分录中涉及到现金（库存现金、银行存款、其他货币资金）科目的，不能再借贷现金科目，而要用与其相对应的三种活动（经营、投资、筹资）现金流量来取而代之，某种活动现金流量在借方，表示现金流入；某种活动现金流量在贷方，表示现金流出。调整分录的二级科目，就是现金流量表主表中的具体项目，它是用来说明现金流入和现金流出原因的。凡是在原会计分录中没有涉及到现金科目的，原分录中借贷什么科目，调整分录中仍然借贷什么科目。一句话：“调整分录与原分录相同。”

在实际工作中如果采用T型账户法，可以省去一些不涉及现金的调整分录，以减少编现金流量表的工作量。

第四步：根据调整分录登记T型账户，并核对

核对内容：每一T型账户借贷方发生额相抵后的差额，应当与T型账户中已过渡数据的方向相同，金额相等。

第五步：根据现金等价物T型账户编制正式的现金流量表

第六步：检查编表结果的正确性（利用公式）

现金及现金等价物净增加额=（货币资金期末数－货币资金期初数）＋（现金等价物期末数－现金等价物期初数）

二、实例分析

例1， A公司2008年度有关资料如下：

（一）资产负债表

（三）其他附加资料

1. 该公司本年度支付现金股利18 000元。

2. 管理费用组成项目如下：接受劳务供应款项130 000元；分配工资费用110 000元； 计提折旧21 000元；以现金支付其他管理费用29 000元。

3. 该公司本年度增加的固定资产全部以现金购买。

4. 该公司通过发行债券获取现金150 000元。

5. 该公司本年度增加的长期待摊费用属于预付的保险费用。

要求：（1）编制调整分录。

（2）登记T型账户。

（3）编制现金流量表主表。

[参考答案]

（一）编制调整分录

1. 借：经营活动现金流量――销售商品提供劳务收到的现金

502 000

贷：营业收入492 000

贷：应收账款10 000

（属于集中型调整分录）

2. 借：管理费用290 000

贷：经营活动现金流量――支付其他与经营活动有关的现金290 000

〔属于假定型调整分录（假定其全部付现）〕

3. 借：所得税费用68 000

贷：应交税费 68 000

〔属于假定型调整分录（假定其全部付现）〕 （实际工作中可省略此调整分录）

4. 借：固定资产338 000

贷：投资活动现金流量――购建固定资产等所支付的现金 338 000

（属于分析型调整分录）

5. 借：经营活动现金流量――支付其他与经营活动有关的现金

21 000

贷：累计折旧21 000

（属于还原型调整分录）

6. 借：长期待摊费用6 000

贷：经营活动现金流量――支付其他与经营活动有关的现金6 000

（属于分析型调整分录）

7．′借：经营活动现金流量――支付其他与经营活动有关的现金 130 000

贷：应付账款130 000

（属于还原型调整分录）

7．″借：应付账款95 000

贷：经营活动现金流量 ――购买商品接受劳务所支付的现金95 000

（属于分析型调整分录）

8．′借：经营活动现金流量――支付其他与经营活动有关的现金110 000

贷：应付职工薪酬110 000

（属于还原型调整分录）

8．″借：应付职工薪酬100 000

贷：经营活动现金流量――支付给职工以及为职工支付的现金100 000

（属于分析型调整分录）

9. 借：应交税费30 000

贷：经营活动现金流量――支付的各项税费30 000

（属于还原型调整分录）

10. 借：应付股利18 000

贷：筹资活动现金流量――分派股利、利润和偿付利息所支付的现金18 000

（属于分析型调整分录）

11． 借：筹资活动现金流量――吸收投资所收到的现金

150 000

贷：应付债券150 000

（属于分析型调整分录）

12． 借：净利润134 000

贷：未分配利润134 000

（属于分析型调整分录）（实际工作中可省略此调整分录）

13． 借：货币资金36 000

贷：现金净减少额36 000

（属于固定型调整分录）

（二）登记T型账户

过渡金属篇5

【关键词】 不锈钢/碳钢层状金属材料 焊接技术 工艺

现阶段我国科学技术的高速发展，使得既具有基层金属材料刚度和强度，又具有复层金属材料耐腐蚀性、耐热性、耐磨损性能的层状金属材料得到了较大范围的应用。和纯不锈钢板材料相比，不锈钢复合板能够降低成本、节约珍贵稀有的材料，所以这种不锈钢复合板在当今时代具有很大的市场优势和价格优势，已经大量的应用在船舶、电力、机械、化工等领域。但若想进一步促进这种不锈钢复合板的广泛应用，焊接技术就成为了最重要的一种连接工艺，也愈发受到社会各方面的重视。

一、焊接过程中的难点和应关注的问题

不锈钢或者碳钢在物理性能上的差别是焊接复合板时最应该考虑的因素，其次也要关注这两种材料的焊接性能。在表1中可以清楚的看到，碳钢的线膨胀系数大约为不锈钢的一半，但是热导率却大约是碳钢的3倍。在所有钢材中，碳钢是焊接性能最优秀的一种焊接材料，通常来说不锈钢也非常容易进行焊接，然而由于不锈钢自身的特点，在焊接接头非常容易产生大量的残余应力。在不锈钢进行熔焊的过程中，因为其中过热碳化物的溶解，在焊接的接头会产生热裂纹。

在不锈钢复合板的焊接^程中应该注意下面这些问题：一是对基层材料进行焊接时，应避免由Cr、Ni等合金含量的升高所导致的基层焊接缝隙中发生裂纹进而影响焊接之后的强度的现象；二是对复层材料进行焊接时，要避免发生增碳现象，防止其耐腐蚀性能受到影响，所以应该采取特殊的焊接方式；三是过渡层的焊接，也是最重要的焊接工艺。

二、目前不锈钢/碳钢层状金属在焊接技术上的现状

1、选择合适的焊接方式。针对手工电弧焊具有的局限性，部分学者采用了埋弧焊对基层进行焊接，对复层和过渡层均采取药芯焊丝融化级气体保护焊，并通过实践证明，这种焊接方式达到了使用的要求。而基于双相复合板焊接过程中面临的工艺参数问题，相关人员对不同焊接工艺的参数进行了分析比较，并通过完整的数学模型及复制技术对其进行了多元回归法发展，最终得到了满足的参数。总而言之，针对复合板的复层及过渡层焊接过程中容易发生的冷热裂纹、淬硬倾向、耐腐蚀性降低等现象，在焊接的方式和材料处着手，利用合理、科学的焊接工艺，才能够获得优秀的焊接的效果。

2、焊接之后的工艺研究。部分学者根据焊接之后产生的裂纹、氢含量过高、残余应力过大、耐腐蚀性降低等现象，对焊后的工艺处理进行了研究。首先针对焊后生成冷裂纹的现象，采取了焊前预热和焊后热处理等工艺。焊前预热能够显著降低淬硬程度，但是温度要适宜，在焊接过程中还需要对层间温度进行控制；而焊后的热处理工艺是为了降低氢含量，同时降低残余应力，进而保证焊后材料优异的性能和组织。而为了进一步提升耐腐蚀性，相关学者对焊接缝隙复层表面采取酸洗钝化的工艺进行改善，但是由于这种工艺有残留和渗氢的负面影响，为了避免这种影响，提出了运用抛珠的方式来改善层状金属的耐腐蚀性，并取得了良好的效果。

3、研究焊接过渡层。过渡层的焊接是不锈钢复合板焊接过程的难点，在此过程中，需要尽可能的让过渡层变薄，降低基层和复层的扩散速度。通过实验分析得出，可以采用以下措施解决过渡层的问题：一是利用阶梯V形坡口；二是严格遵守焊接工艺，采用小电流快速焊对过渡层进行焊接，对复层同样采取小输入；三是选择富含Cr、Ni的焊接材料进行焊接，以期控制过渡层的焊接质量，保证焊后强度。

4、研究焊接后的耐腐蚀性。复合板焊接之后在确保接头强度的前提下，还要保证复合板的使用性能，即耐腐蚀性。通关研究发现，焊缝区在不同的溶液中均具备很好的耐点腐蚀性能，并通过对其化学成分和组织的分析得出，在焊接接头处，合金元素的分布不均匀，稀释率比较大，在渗碳作用的影响下，焊接接头的晶间腐蚀敏感性会增加，组织分布不均匀，晶粒粗大，很容易加速基体的腐蚀速度。

结论：通过上文的分析可以清楚的看到：第一对不锈钢/碳钢层状金属进行焊接时，基层焊接方式一般采用氩弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、焊条电弧焊等焊接方式，而复层和过渡层的焊接方式则大多采用焊条电弧焊或者氩弧焊，一减小融合比；第二在焊接材料的选择上，基层材料通常依据等强原则进行选择，复层材料通常按性能选择，过渡层材料通常选用Cr、Ni含量高的焊材。

参 考 文 献

[1]华学明，蔡艳，吴毅雄，王欢，石少坚，唐永生.大型LNG船围护系统低温金属材料焊接技术现状及发展[J].电焊机，2015，05：28-35.

[2]李龙，祝志超，周德敬.有限元分析在金属层状复合材料开发中的应用[J].南方金属，2015，06：1-9+17.

过渡金属篇6

关键词：CO2气体保护焊 防飞溅 过渡

1、飞溅产生的原因

1.1 CO2气体引起的飞溅

这种飞溅是由于CO2气体的氧化性引起的，在焊接碳钢时，金属熔池发生如下反应：

CO2+Fe=FeO+COFe+O=FeO

CO2=CO+1/2O2O2=2O

熔池及熔池中的氧化反应非常激烈，因溶入熔池中的FeO又被C元素还原，即

FeO+C=Fe+CO

由于生成的CO不能及时逸出熔池，便形成气孔。熔滴中的CO气体，在电弧高温作用下急速膨胀而发生剧烈爆炸形成飞溅。

1.2飞溅特性的影响

1.2.1 短路过渡

短路过渡焊的飞溅主要来源于短路初期的瞬间短路飞溅及短路末期的电爆炸飞溅，此外还有冶金飞溅。当熔滴与熔池接触时，焊丝端部与熔池形成液态小桥，短路电流突然增加，使缩径小桥迅速加热，最后导致小桥金属发生汽化爆炸，引起飞溅。飞溅的程度与爆炸能量有关，爆炸能量又由短路电流大小决定。

1.2.2 细颗粒过渡

随着电流的增加，熔滴过渡变成颗粒状态过渡。此时，由于CO2气体为多分子，CO2电弧分解吸热引起电弧收缩，弧根面积缩小，诱发较大的斑点压力，使熔滴上挠，阻碍熔滴过渡，形成大滴状过渡引起较大的飞溅。所以，应尽量选好工艺参数，避免焊接过程在此范围内，若在该范围内，适当加入Ar气体，以减小电弧收缩。

2、冶金措施

2.1 焊接材料控制飞溅的措施

在焊丝中加入稳弧剂和脱氧剂，以控制飞溅，稳弧剂不仅可以使熔滴表面张力下降、细化熔滴，还可以使电弧中电弧气体的有效电离电位降低，促使弧根扩展，电磁收缩力的轴向分力变成推动熔滴过渡的作用力，从而减少飞溅。脱氧剂使FeO脱氧，同时对烧损的合金元素予以补充，这样使CO2气体的氧化性造成的飞溅可得以控制，因此在焊丝中加入一定量的脱氧剂（与氧亲和力比铁大的合金元素），使FeO中的铁还原。CO2气体保护焊用的脱氧剂主要有：Al、Si、Mn，采用Si、Mn联合脱氧效果更佳。

2.2 减少CO2气体的影响

试验发现：当CO2中加入一定比例的Ar时，能有效的减少飞溅率。表1是采用φ1.2mm焊丝，焊接电流为350A时，用不同混合比的Ar和CO2作保护气体的飞溅率。

表1 Ar和CO2气体不同混合比的飞溅率

混合比 100%CO2 80%CO2+20%Ar 60%CO2+

40%Ar 40%CO2+

60%Ar 20%CO2+80%Ar 100%Ar

飞溅率/% 6 5 3 2 1 3.5

3、 CO2焊接工艺控制

3.1 焊接电源

研究表明：CO2气体保护焊的短路过渡有2种形式，一是正常短路过渡；另一是瞬间短路过渡。瞬间短路一般时间很短（低于2ms）但极易产生大颗粒飞溅。正常CO2焊接短路过渡可以通过限制峰值短路电流Imax来控制其飞溅量，在选择合适Imax情况下，只产生细颗粒飞溅。

3.2 电弧电压和焊接电流

电弧电压（起弧电压、焊接电压、修正电压）过高或过低对焊缝形成飞溅、气孔及电弧的稳定性都有不利的影响。短路过渡时，如果电弧电压太低，则弧长很短，短路频率很高，电弧燃烧时间短，可能焊丝端部还来不及熔化就插入熔池，会发生固体短路。因短路电流很大，致使焊丝突然焊断，使气体突然膨胀，从而冲击熔池，产生严重飞溅，如果电弧电压过高，则短路过渡变成上挠排斥过渡。在保证焊透、成形良好的情况下，尽可能采用大电流。但电流过大，使工件变形增大。

3.3 焊丝伸出长度

当送丝速度不变时，焊丝的预热作用随焊丝伸出长度的增加而增加。焊丝伸出长度短时，电阻预热作用小，电弧功率大、熔深大、飞溅小；伸出长度长时，电阻对焊丝的预热作用强、电弧功率小、熔深浅、飞溅多。

3.4 短路电流上升的速度和峰值短路电流

短路电流上升速度和峰值短路电流对飞溅大小、焊接过程的稳定性有重要影响。短路电流上升的速度过快，峰值短路电流就会过大以形成小颗粒的金属飞溅；短路电流上升的速度过慢，峰值短路电流则会过小，液态金属桥难以形成，且不易断开，会产生大颗粒的金属飞溅，甚至造成焊丝固体短路，大段爆炸而中断。焊接过程短路电流上升速度和峰值短路电流可通过调节电感的大小来实现其合适的参数，获得最佳的短路频率。

4、 结论

4.1 CO2气体保护焊的飞溅是由于CO2气体的氧化性引起的，熔滴及熔池中的氧化反应非常激烈，由于生成的CO不能及时逸出熔池，熔滴中的CO气体在电弧高温作用下急剧膨胀而发生激烈爆炸形成飞溅。

4.2 为减少飞溅，应改善焊接电源特性、控制短路电流上升的速度和峰值短路电流的大小；应选择工艺参数避免CO2气体保护焊过渡在颗粒状态；若在此状态，需加入Ar气，以减少电弧收缩；可通过冶金措施如在焊丝中加入稳弧剂和脱氧剂、在CO2中加入一定比例的Ar；另外通过合理的焊接工艺来减少飞溅。

过渡金属篇7

关键词：机架强度；Mises应力；有限元模拟

中图分类号：TG335.71 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0106-03

1 引言

轧机机架用来安装辊系、轧辊调整装置及其它装置，是轧机的重要零件[1]。宝钢Φ140mm连轧管机组最初的产品设计规格为外径Φ21.3～139.7mm[2]，品种设计范围重点是Cr含量在2.25%以下的品种。为满足市场对大规格无缝钢管的需求，提升宝钢钢管的技术水平和竞争力，使钢管最大外径达到了Φ195mm[3]。同时，经过多年新的孔型系和产品品种、规格的开发，Φ140mm连轧管机组目前所生产的产品无论是规格还是品种都大大超出了原机组的设计能力，使设备的负荷增大，安全生产存在隐患。本文对机架的结构和尺寸进行适当的优化调整，以适应目前的生产情况，保证产品的质量和设备的安全。

2 建立机架的几何模型

根据Φ140mm连轧管机组机架的构造和尺寸，利用ABAQUS软件自带的画图功能通过拉伸、旋转等方法建立机架的三维模型，部分无关紧要的细节进行了简化，几何模型如图1所示。

3 建立机架的有限元模型

3.1 赋予模型材料属性

宝钢Φ140mm连轧管机组机架的材料为ZG230-450。通过查阅金属材料手册[4]，得到ZG230-450的弹性模量为172-202GPa，取175GPa，泊松比为0.3。

3.2 设置载荷和边界条件

依据现场实际生产情况，对机架底座施加禁止位移和旋转的固定约束[1][5]，同时为了便于施加轧制力，建立耦合约束，设置载荷大小为5000KN，上下螺母孔承压面各施加2500KN的轧制力，如图2所示。

3.3 模型划分网格

为机架模型划分网格后的示意图如图3所示。单元类型：C3D10M（10结点修正二次四面体单元），单元数：241477，结点数：358264。

4 机架强度的有限元分析

4.1 原始机架应力有限元分析

原始机架在5000KN轧制力作用下Mises等效应力分布云图如图4所示，图中不同的颜色代表不同的数值，蓝色代表较小数值，红色代表较大数值，颜色从蓝到红数值逐渐增大。

压下螺母孔^渡圆角处等效应力值较大，分别记上下螺母孔过渡圆角处为Top-Left、Top-Right、Bottom-Left和Bottom-Right，简化为TL、TR、BL和BR位置（后文均简称TL、TR、BL、BR），取每个位置41个结点处Mises等效应力值并统计其等效应力最大值、最小值和平均值，结果见表1。可见，压下螺母孔过渡圆角处Mises等效应力最大值为279.3MPa，平均值为207MPa。机架材料为ZG230-450，其屈服强度为230MPa，当轧制力达到5000KN时，压下螺母孔过渡圆角处最大Mises应力值已超过了材料的屈服强度，在轧制过程中机架处于极其危险的状态，严重影响轧件的尺寸精度以及生产的安全，是机架优化的关键部位，可以通过增大过渡圆角半径来减小该位置的应力值，保证生产的安全性。

4.2 优化后机架应力有限元分析

原始机架压下螺母孔过渡圆角半径R=2.5mm，将压下螺母孔过渡圆角半径改为R=10mm，图5为螺母孔过渡圆角半径R=10mm示意图。压下螺母孔过渡圆角半径R=10mm时机架等效应力分布云图如图6所示。统计过渡圆角半径增大后TL、TR、BL、BR四个位置处Mises等效应力值，并统计其最大值、最小值、平均值见表2。四个位置处等效应力最大值为157.0MPa，平均值为125.4MPa。

4.3 优化前后机架应力值变化情况对比

与原始机架相比，压下螺母孔过渡圆角半径增大后四个位置的等效应力值变化情况见表3。从表3可见，增大压下螺母孔过渡圆角半径可以减小压下螺母孔过渡圆角处的应力值，等效应力最大值降低了43.8%，等效应力平均值降低了39.4%，等效应力最小值降低了29.5%。

5 结语

（1）对原始机架进行有限元模拟分析，发现机架压下螺母孔过渡圆角处应力值较大，其Mises等效应力最大值为279.3MPa，平均值为207MPa。机架压下螺母孔过渡圆角处是机架优化的关键部位。

（2）优化机架的压下螺母孔过渡圆角半径，由原来的R=2.5mm增大为R=10mm，对优化后机架进行有限元模拟分析，发现增大压下螺母孔过渡圆角半径可以减小压下螺母孔过渡圆角处的应力值，其Mises等效应力最大值为157.0MPa，平均值为125.4MPa。

（3）与原始机架应力值相比，优化后机架压下螺母孔过渡圆角处应力值有了很大程度的降低，其等效应力最大值降低了43.8%，等效应力平均值降低了39.4%，等效应力最小值降低了29.5%。

参考文献

[1]范俭，刘艳霞.半闭口式轧钢机机架的有限元分析[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版）， 1995，11（3）：210-214.

[2]王起江.宝钢Φ140 mm连轧管机组技术改造与产品质量的提高[J].宝钢技术，2001，（5）：44-47.

[3]中国金属学会轧钢学会钢管学术委员会五届五次年会论文集[C].衡阳：《钢管》杂志社，2009：77-81.

[4]李春胜，黄德彬.金属材料手册[M].北京：化学工业出版社，2005.

过渡金属篇8

Applied Physics, Stanford University

Elementary Electronic

Structure

Revised Edition

2004, 838 pp.

Hardcover $ 86.00

ISBN 981-238-707-2

World Scientific

W.A.哈里森 著

本书提供了一个对解析的电子结构的说明，以便与计算的电子结构相互区分。这两者都是建立在单电子近似、局部密度理论和量子机理电子态确定的基础之上的。这两种方法都是以这些状态为基础，寻求合成的固体或者分子性质的预测。本书是1999年出版的教课书《固体的电子结构与性质》一书的修订版。书中增加了有关玻璃的一章，并且重新撰写了有关旋转轨道耦合、磁合金与锕系元素的章节。书中的内容涉及了共价半导体、离子绝缘体、简单金属、过渡金属和f壳层金属系统。它将注意力放在了每一个系统中最重要的方面，即为了对性质进行解析并且获得公式需要作出什么样的近似。

全书共有21章。第1章基本方法；第2章四面体半导体的结合；第3章半导体的弹性性质；第4章半导体的介电性质；第5章半导体能带；第6章电子的性质；第7章晶格畸变的影响；第8章杂质与缺陷；第9章离子晶体的结合；第10章离子晶体的弹性；第11章离子固体的介电性质；第12章共价绝缘体、二氧化硅；第13章简单金属、电子结构；第14章简单金属、结合性；第15章过渡金属；第16章f壳层金属；第17章过渡金属(AB)化合物；第18章其他过渡化合物与f壳层化合物；第19章表面与界面；第20章其他系统；第21章玻璃。

本书作者是美国斯坦福大学应用物理系荣誉退休教授，曾在美国通用电气公司研究实验室工作了9年，之后于1965年到斯坦福大学任教，1970~1971任剑桥大学Clare Hall访问研究员，1982年获得资深科学家冯・洪堡奖，他还是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的咨询顾问。

本书包含了大量的参数与性质的表格，作为教课书来编写，在每一章的结尾都有许多的问题。本书可供应用物理、材料工程专业的研究人员、工程师及研究生阅读参考。

胡光华，高级软件工程师

(原中国科学院物理学研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer