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產(chǎn)品詳細(xì)介紹

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強(qiáng)度和韌性的“倒置關(guān)系”是材料研究領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的難題。大量的實(shí)驗(yàn)表明，隨著金屬材料內(nèi)部晶粒尺寸的降低，在強(qiáng)度獲得提升的同時(shí)，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強(qiáng)材料韌化策略有：（1）改變組分，通過(guò)引入和調(diào)整材料的多種主要元素，同時(shí)激活多種塑性變形機(jī)制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結(jié)構(gòu)，在材料內(nèi)部引入一種或多種梯度分布的微結(jié)構(gòu)，避免由于特征長(zhǎng)度突變帶來(lái)的性能突變，有效克服金屬材料強(qiáng)度和韌性的失配問(wèn)題，這種材料被稱為梯度納米結(jié)構(gòu)材料。 圖1 梯度結(jié)構(gòu)金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結(jié)構(gòu)金屬材料研究進(jìn)展，中國(guó)材料進(jìn)展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結(jié)構(gòu)主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯(cuò)，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結(jié)構(gòu)。在已經(jīng)發(fā)展成熟的金屬材料內(nèi)部引入梯度納米結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高其強(qiáng)韌性匹配能力。例如，通過(guò)表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發(fā)塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細(xì)化，隨著深度的增加，晶粒細(xì)化的程度逐漸降低，同時(shí)塑性變形也會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)演化和孿晶的產(chǎn)生，因此在TWIP鋼內(nèi)部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯(cuò)和梯度孿晶的梯度混合結(jié)構(gòu)。這種梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的強(qiáng)度可以提升50%，斷裂應(yīng)變僅從60%下降到52%，具有更高的強(qiáng)韌性匹配能力。目前，關(guān)于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的研究集中于實(shí)驗(yàn)，反映物理機(jī)制的本構(gòu)模型研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。西南交通大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院張旭教授與德國(guó)馬普鋼鐵所、中國(guó)鋼鐵研究總院等機(jī)構(gòu)開(kāi)展合作，指導(dǎo)博士生陸曉翀發(fā)展出考慮位錯(cuò)滑移和變形孿晶等物理機(jī)制的微結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)晶體塑性本構(gòu)模型。依托DAMASK平臺(tái)將該模型移植有限元，并對(duì)梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開(kāi)模擬，揭示了其微結(jié)構(gòu)演化與宏觀性能之間的關(guān)系，量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對(duì)材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。相關(guān)研究工作已在金屬材料與固體力學(xué)交叉領(lǐng)域頂級(jí)期刊《International Journal of Plasticity》上在線發(fā)表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該模型的合理性，結(jié)果表明該模型對(duì)不同尺寸下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)和應(yīng)變強(qiáng)化行為都可以較好地描述，特別是細(xì)晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應(yīng)。通過(guò)對(duì)內(nèi)變量演化的分析及對(duì)比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)這種up-turn效應(yīng)源自于細(xì)晶中顯著的背應(yīng)力。 圖2 對(duì)比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果由于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的微結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，晶粒數(shù)目眾多，通過(guò)采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過(guò)對(duì)每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯(cuò)密度和孿晶體積分?jǐn)?shù)，離散地描述材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的梯度分布，并通過(guò)梯度網(wǎng)格劃分方法進(jìn)一步減少單元數(shù)目。對(duì)于材料表層微結(jié)構(gòu)變化劇烈的區(qū)域，采用密度較高的網(wǎng)格，以保證更加精確地描述微結(jié)構(gòu)的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發(fā)展的晶體塑性模型，對(duì)均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，在合理描述均勻結(jié)構(gòu)TWIP鋼應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入微結(jié)構(gòu)的梯度分布，無(wú)需修改任何參數(shù)就可以較好地描述梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單拉力學(xué)行為。通過(guò)對(duì)比變形云圖，作者發(fā)現(xiàn)均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的表面都會(huì)變的粗糙不平，但梯度納米結(jié)構(gòu)的表面粗糙度更加明顯，產(chǎn)生的應(yīng)變局域化形成了兩個(gè)凹陷區(qū)，且凹陷區(qū)在垂直于平面方向也會(huì)發(fā)生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過(guò)對(duì)比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)就是梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應(yīng)變局域化的產(chǎn)生與表面納米層晶粒的應(yīng)變強(qiáng)化能力有關(guān)，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)和韌性的下降。此外，作者通過(guò)分析不同層位錯(cuò)密度的演化，進(jìn)一步證實(shí)了上述觀點(diǎn)。作者還通過(guò)對(duì)比性模擬量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對(duì)材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：強(qiáng)度的提升源于梯度位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，梯度晶粒和梯度孿晶結(jié)構(gòu)有助于保持材料的應(yīng)變強(qiáng)化能力。 圖4 均勻結(jié)構(gòu)和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的模擬結(jié)果對(duì)比分析。

乙二醇和丙二醇等化工二元醇主要用于聚酯樹(shù)脂、防凍液以及粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤(rùn) 滑劑和表面活性劑等的生產(chǎn)。目前絕大多數(shù)的化工二元醇是通過(guò)氫化裂解石油基底物或糧食基 葡萄糖得到的，面臨著化石原料的日益枯竭和糧食安全等重大戰(zhàn)略問(wèn)題。利用豐富的、開(kāi)再生 的農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)乙二醇和丙二醇等化工二元醇，是木質(zhì)纖維素生物煉制的重要方向。本技術(shù) 的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施將對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代具有重大的提升作用，并大幅減少因 秸稈焚燒帶來(lái)的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴(yán)重阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 秸稈化工醇的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過(guò)程的高能耗和高廢水排放上。 本項(xiàng)目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)乙二醇和丙二醇等化工二元醇成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研 發(fā)的干法生物煉制技術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、高固體含量酶促糖化和秸稈糖連續(xù) 加氫裂解等主要工序。其中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn) 了過(guò)程零廢水排放，新鮮水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；高固體含量酶促糖 化技術(shù)則通過(guò)自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達(dá)20%以上的秸稈底物酶解，可得到糖濃度 高于10%的秸稈糖化液；秸稈糖連續(xù)加氫裂解技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了化工二元醇生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化和催 化劑的循環(huán)利用。通過(guò)該成套技術(shù)可以得到不低于20%（w/w）濃度化工二元醇的裂解液，纖 維素轉(zhuǎn)化率達(dá)75%以上。本技術(shù)的實(shí)施將會(huì)大大降低纖維素化工醇的生產(chǎn)成本，為纖維素化工 醇的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于元模型的智慧城市異構(gòu)數(shù)據(jù)共享方法，包括 1：基于 MOF 元建模理論，構(gòu) 建城市數(shù)據(jù)元模型建模框架；2：根據(jù)城市數(shù)據(jù)特征及描述需求，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)元模型通用元素集；3： 根據(jù)城市數(shù)據(jù)基本分類和專用元素集擴(kuò)展模式，發(fā)展數(shù)據(jù)元模型專用元素集；4：基于 XML 模板建模， 形成元模型通用元素集和專用元素集形式化方法；5：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)，建立開(kāi)放式城市 數(shù)據(jù)元模型注冊(cè)和管理平臺(tái)；6：根據(jù)用戶實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)城市數(shù)據(jù)細(xì)粒度發(fā)現(xiàn)接口并獲得數(shù)據(jù)。 本發(fā)明為用戶提供了一種開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化城市異構(gòu)數(shù)據(jù)共享的解決方案，為城市異構(gòu)數(shù)據(jù)在線訪問(wèn)、后 續(xù)處理及協(xié)同應(yīng)用提供了支持，是城市異構(gòu)數(shù)據(jù)共享中高效實(shí)用可靠的方法。

采用碳酸二乙酯和丁二醇、戊二醇和己二醇等酯交換生產(chǎn)脂肪族聚碳酸酯二元醇，分子量可控，可以為1000，2000，4000等等。生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)物為乙醇，產(chǎn)品通過(guò)水洗提純，無(wú)污染物排放，可以做到綠色無(wú)污染。脂肪族聚碳酸酯二醇是制備高強(qiáng)度、耐水解、耐氧化的聚氨酯的原料。聚碳酸酯聚氨酯為新一代聚氨酯材料，優(yōu)良的耐水解耐老化性能使其在水下封堵、戶外結(jié)構(gòu)件（如風(fēng)機(jī)葉片）以及人工血管等方面得到廣泛的應(yīng)用。