DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 调查的对象、内容、原则及方法 2.1. 调查对象 调查地点为抚仙湖及其周边村落，调查对象年龄层次包括1960年前，1960年后，1970年后，1980年后，1990年后等多个年龄阶段，涉及不同性别，不同学历和不同职业的人群，由于考虑到不同人群对抚仙湖生态环境风险的感知差异，当地居民和游客均占有一定的比例。 2.2. 调查原则和方法 针对性和随机性相结合的调查原则额，针对性主要是指此次生态环境风险调查针对的是抚仙湖及其周边的生态环境问题的，随机性则是指调查对象是随机选择的，调查的结果具有一定的代表性的可靠性。 调查方法主要为面晤法和交谈法 [ 7 ]，主要是面对面地与当地居民和游客等进行交谈，向他们进行本次调查的原因，意义和目的，征询被调查者的对抚仙湖的水环境现状，土壤环境现状，大气环境现状及其他环境现状的感知情况，通过对比过去和现在环境的状况，了解抚仙湖及其周边的生态环境风险状况。 2.3. 调查内容 [ 6 ] 主要涉及四个主题，分别为：水环境现状，土壤环境现状，大气环境现状以及其他环境现状，此外，还涉及被调查者的性别，年龄，职业，学历以及平时通过什么方式了解抚仙湖环境状况等。
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user: 3. 调查结果分析 3.1. 调查对象分析 本次调查中，共发放问卷101份，回收了101份，百分百收回。经统计得出，男女比例为52:49、接近1:1；年龄主要集中在19~60岁；文化程度以初中、高中居多，分别占30.69%，22.77%；职业以农民、学生和其他占比较高，分别为21.78%、21.78%、14.86%，此外还有工人、个体户、企事业单位工作人员等；通过工作，学习等了解抚仙湖环境保护知识的占比较高，占41.58%，其他方式包括电视媒体，报纸杂志等(图1)。从调查情况来看，本次问卷调查涉足不同年龄结构，不同职业，不同文化程度的公众，通过不同渠道对抚仙湖环境保护知识的了解及对抚仙湖生态环境风险的感知情况，体现了问卷调查的随机性，代表性等特点。 图1. 调查职业分布情况图 3.2. 抚仙湖流域水环境变化情况调查分析 调查分析表明，77.22%的人认为抚仙湖水污染问题与之前相比得到缓解，12.87%的公众认为更严重；51.48%的公众认为水污染的概念是水面上有垃圾或废液漂浮，20.79%的公众认为是水华，还有18.81%的公众认为是由刺鼻的气味；76.23%被调查公众认为自己所处地方水污染不严重，14.85%认为严重，4.95%认为水污染很严重；36.63%被调查公众认谈到自己周围水域受污染情况是有大量漂浮垃圾，24.75%谈到有大量泡沫，13.86%谈到颜色异常，26.73%谈到有漂浮的化工制品，有少部分谈到有较大异味，有大量死鱼；65.34%公众认为造成抚仙湖污染的主要原因是农业污染，17.82%认为是城市污染，4.95%认为是工业污染，还有一些认为还有其他原因。在所有被调查公众中，饮用水来源分别为，46.53%的山泉水，36.63%为自来水，8.91%为水库，8.91%为河水，有0.9%的为地下水。对于自家饮用水，有49.50%认为比较安全，32.67%认为很安全，5.94%对水质不放心，还有部分公众对自己饮用水的安全性不清楚。该调查结果表明抚仙湖的水质受到多方面污染源的影响且大部分公众认为自家饮用水安全。 3.3. 抚仙湖流域大气环境现状调查 对于自己所在地空气质量情况，55.45%公众认为较好，33.66%认为非常好，8.91%认为一般，2.97%认为不太好，无公众认为极差；79.21%公众认为自家周围没有大气污染，13.86%说到有空气污染，6.93%未关注此问题；关于现在的空气质量与之前相比，有64.35%公众认为比以前好，17.82%认为更严重，15.84%表示不知道；关于抚仙湖影响空气质量的污染源，有62.37%认为是汽车尾气，11.88%认为是工业企业废气排放，26.73%认为是垃圾焚烧，7.92%认为是城市建筑施工。综上所述，大部分公众认为自己所在地空气质量情况乐观且比以前较好，影响抚仙湖空气质量的污染源主要是汽车尾气。 3.4. 抚仙湖流域土壤环境现状调查 根据调查结果统计，有69.31%公众认为本地土壤污染较轻，14.85%公众认为没有污染，9.90%公众未曾注意这个问题，3.96%公众认为较严重，19.80%认为本地土壤污染严重；关于本地土壤污染类型，67.32%公众认为是生活垃圾，32.67%公众认为是农药，8.91%公众认为是其他污染源；56.43%的公众认为土壤污染的来源是农业，16.83%的公众认为土壤污染的来源是其他，9.90%的公众认为土壤污染的来源是工业，也有部分公众表示不知道污染物的来源；关于土壤污染对人体健康的看法，77.23%公众认为有污染但很小，17.82%公众认为有很大印象，3.96%认为无影响；关于身边有无由土壤污染引起的影响甚至严重危害人体健康的事件，61.38%公众认为有，但不严重，20.79%公众认为没有，6.93%公众认为有，比较严重，10.89公众表示不清楚。此项调查显示，大部分公众认为本地土壤污染较轻且主要是生活垃圾污染，土壤污染对人体健康的影响较小。 3.5. 抚仙湖流域生活垃圾现状调查 93.07%公众表示所在地垃圾处理方式是集中堆存，5.94%公众表示所在地垃圾处理方式是随时焚烧，3.96%公众表示所在地垃圾处理方式是随地堆存；关于公众生活所在地垃圾堆存点周边有无河流57.42%公众表示距离500 m~1000 m有河流，湖库，23.76%公众表示距离500 m以内有河流，湖库，19.80%公众表示无河流，湖库。如表1，关于被调查公众居住地垃圾处理状况，44.55%公众表示很好，较及时处理，43.56%公众表示很好，每天定时清理，5.94%公众表示一般，有时会处理，3.96%不好，很长时间都不处理。 Table 1 Satisfaction with the local domestic waste treatment polic 满意程度 满意率(%) 公众表示满意 54.45% 公众表示很满意 21.78% 公众表示一般满意 21.78% 公众表示不满意 7.92% 表1. 关于所在地生活垃圾处理政策满意程度 3.6. 其他生态环境现状调查 通过对抚仙湖流域绿化的调查(图2)，53.64%公众对当地绿化表示满意，28.71%公众对当地绿化表示很满意，11.88%公众对当地绿化表示一般满意，3.96%公众对当地绿化表示不满意，0.99%公众对当地绿化表示很不满意。 关于当地山体滑坡，泥石流等自然灾害发生的频率，如表2所示。 关于当地存在的主要生态环境风险主要是哪些方面，调查如表3所示。 关于怎样看待有关政府部门对抚仙湖污染的态度，如表4所示。 图2. 对抚仙湖流域绿化满意程度 Table 2 About the frequency of local natural disasters such as landslides and mudslide 自然灾害发生的频率 百分率(%) 公众表示不频繁 77.23% 公众表示不太频繁 0.89% 公众表示不清楚 9.90% 公众表示特别频繁 1.98% 表2. 关于当地山体滑坡，泥石流等自然灾害发生的频率 Table 3 Regarding the main local ecological and environmental risk 主要生态环境风险 百分率(%) 公众认为水 43.56% 公众认为是垃圾 32.67% 公众认为是自然保护区 15.84% 公众认为自然灾害 9.90% 公众认为空气 4.95% 公众认为是饮用水 4.95% 表3. 关于当地存在的主要生态环境风险 Table 4 The public’s attitude towards the pollution of Fuxian Lake by relevant government department 政府部门对抚仙湖污染的态度 百分率(%) 公众表示政府十分重视 64.36% 公众表示政府投入大量资金但不知所踪 11.88% 公众表示治理不严 11.88% 公众表示不够积极 6.9% 公众表示各部门缺乏配合 6.93% 表4. 公众看待有关政府部门对抚仙湖污染的态度
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user: 4. 结论及建议 1) 抚仙湖环境状况变化调查结果显示有近50%公众认为抚仙湖周边环境状况比之前差，说明关于抚仙湖生态环境风险问题还有待重视，主要是农业面源污染等额控制亟待控制。 2) 抚仙湖污染源调查结果显示，有近66%的公众认为抚仙湖污染源主要是农业污染，还有少部分的工业污染，关于抚仙湖的保护措施，应重视农业、工业两方面对抚仙湖水质的影响。 3) 关于抚仙湖周边环境风险状况的调查，建议相关部门组织开展抚仙湖风景区综合规划，改变现有湖滨带旅游无序开发、破坏生态环境、污染水质的现状 [ 8 ]。
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user: 5. 抚仙湖流域生态环境风险分析 [ 9 ] 抚仙湖流域整体生态系统较脆弱，加上近年来城乡建设的快速发展，使抚仙湖流域生态环境进一步恶化，生态环境风险加重，主要表现在下列几个方面： 1) 水污染逐渐加重：抚仙湖水资源比较丰富，但随着近年来城乡建设、农药的使用以及抗生素的广泛应用等，抚仙湖的水质已经由最初的一类水质逐渐向二类水质转化，因此，保护抚仙湖流域的生态环境迫在眉睫。抚仙湖的水污染治理是一场耗时、耗财的攻坚战，总而言之，抚仙湖的水污染已经威胁到了地区乃至国家的生存和发展。 2) 大气污染：由于城乡建设和机动车排放等，抚仙湖流域近年来的空气质量状况逐渐变差，抚仙湖流域的整体生态环境相对来说比较单一，生态环境比较脆弱，任何一种污染如果不及时治理都可能导致整体生态环境的破坏，因此，对抚仙湖的大气污染控制也相当的重要。 3) 土壤污染 [ 10 ]：在早些年，对抚仙湖流域土壤污染最大的威胁是农药的使用，土壤污染的连带污染可能导致水污染加剧，使抚仙湖水质遭受进一步的破坏，因此，限制农药的使用是是已经早已实行的防治措施，现当下，土壤污染对水质的影响在逐渐降低。 4) 废物质污染及转移：在生产生活中产生的，排放到环境中的废气、废液和固体废弃物。废物质污染可导致大气污染、水污染、土壤污染等。人们在生活过程中难免会将废物质排放到抚仙湖水体中，不仅危害当地的生态环境，同时对人们的健康也造成危害。
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user: 摘要 通过水热法成功地制备了Co 3 O 4 /ZnO复合材料系列样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对系列样品进行了成分、形貌和结构表征。结果表明，Co 3 O 4 的复合成功地阻止了ZnO晶粒的生长，达到细化晶粒的作用。在气敏测试中，发现当工作温度为240℃时，复合材料的气敏性能明显优于纯ZnO。其中样品ZC-14对50 ppm三乙胺气体的灵敏度达到77.3，是纯ZnO样品的4倍，且具有较快的响应(6 s)和恢复(13 s)特性，最低检出限达到1 ppm。同时，我们还发现ZC-14具有良好的重复性和稳定性。
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user: 1. 引言 氧化锌(ZnO)作为一种典型的宽禁带半导体材料，具有优异的物理化学稳定性和热稳定性、低毒性、低成本、高电子迁移率等优点 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]，在气敏传感器应用中受到广泛欢迎。关于ZnO基传感器的气敏机理大部分研究都认同表面控制理论 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]，即目标气体与材料表面吸附的氧负离子发生氧化还原反应，从而引起材料电阻的变化。因此，高比表面积、大量的吸附氧和自由电子都会促进气体传感器灵敏度的提高。许多研究表明，不同尺寸的ZnO纳米材料对乙醇、丙酮和氢气等还原性气体具有良好的气敏性能 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。然而，在实际应用中仍然存在一些问题。因此，寻找有效的方法来制备高灵敏度和优良选择性的ZnO基纳米材料是非常必要的。 学者们研究发现，在ZnO基p-n异质结中，电子通常从ZnO流向p型材料，空穴流向ZnO，直到建立局部异质结平衡 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。因此，ZnO纳米颗粒中自由电子数量减少，电阻升高从而提高了气敏性能。有研究表明通过负载p型还原氧化石墨烯显著提高了ZnO对二氧化氮的气敏性能 [ 14 ]。那么，p型材料的加入是否是一种增强ZnO纳米材料气敏能力的可行途径，仍然值得探索。在p型金属氧化物中，Co 3 O 4 表现出良好的O 2 吸附能力和良好的催化效果 [ 15 ]，并且这两个特点都有利于传感应用。虽然Co 3 O 4 /ZnO基的传感器已被报道 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]。但是根据我们的了解，Co 3 O 4 /ZnO纳米复合材料的三乙胺传感性能从未被检测过。 三乙胺是一种无色透明、挥发性的有机化合物，对眼睛和皮肤造成化学灼伤，对呼吸道有强烈的刺激作用，吸入人体后容易发生肺水肿或死亡 [ 19 ]。因此，三乙胺的准确检测非常重要。目前检测三乙胺的主要方法有气相色谱法 [ 20 ] [ 21 ]、分光光度法 [ 22 ] 和比色法 [ 23 ]。但上述检测方法价格昂贵，技术复杂，无法实现对三乙胺的实时监测。因此，高效、快速、准确地检测低浓度三乙胺对工业安全、环境保护和人类健康有着非常重要的作用。 本文研究了Co 3 O 4 /ZnO纳米复合材料和纯ZnO纳米颗粒的各项气敏性能参数。发现Co 3 O 4 /ZnO纳米复合材料对三乙胺气体有较高的灵敏度，同时，我们也探索了其检出限、响应恢复特性、重复性和长期稳定性。
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user: 2. 实验部分 实验过程中使用的试剂有尿素(分析纯)、六水合硝酸锌(分析纯)、四水合乙酸钴(分析纯)、聚乙烯吡咯烷酮(K30)和无水乙醇(99.7%)，以上试剂均购买于Sigma Aldrich。左旋谷氨酸(99%)、乙二醇(分析纯)购于国药试剂。 2.1. Co 3 O 4 /ZnO的制备 将乙二醇和去离子水进行等体积混合后搅拌10 min，形成混合溶液，然后称取1 mMol六水合硝酸锌，1 g聚乙烯吡咯烷酮和1 g左旋谷氨酸，依次加入到乙二醇和去离子水的混合溶液中，高速搅拌10 min，随后称取4 mMol尿素溶入上述混合溶液中，再将溶液分成四份；再将一定摩尔的四水合乙酸钴(0 mMol， 0.01 mMol， 0.03 mMol， 0.05 mMol)分别加入到上述混合溶液中，高速搅拌30 min；将获得的四份溶液分别转入100 mL有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，180℃下反应12 h，反应结束后，冷却至室温，将沉淀用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，80℃下真空干燥24 h，最后，在600℃保温2 h，升温速率5℃/min。得到的样品分别记为ZC-11，ZC-12，ZC-13和ZC-14。 2.2. 气体传感器的表征与测试 样品的物相是通过X射线衍射仪(丹东方圆仪器有限公司，DX-2000X，铜靶材，波长为0.154184 nm)进行表征。采用冷场发射扫描电子显微镜(Leo 1530 VP)对样品的微观形貌进行观察和分析。气体敏感性能测试利用CGS-8型智能气敏分析仪(北京艾立特科技有限公司)完成测试。取适量Co 3 O 4 /ZnO粉体加入2滴二次蒸馏水进行研磨，直至涂料粘度合适，再将涂料涂覆于旁氏气敏元件的陶瓷管表面。室温下阴干48 h后，在气敏老化台上150℃老化240 h，330℃老化3 h，即完成Co 3 O 4 /ZnO气敏元件的制作。 气敏元件的灵敏度S定义： S = Ra / Rg 其中：Ra (Ω)表示元件在空气中的阻值，Rg (Ω)表示元件在目标气体中的阻值。响应恢复时间是元件暴露在空气和目标气体中电阻值的变化是总体电阻值变化的90%所需要的时间。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 结构和形貌 图1. Co 3 O 4 /ZnO复合材料的XRD谱图 图1是Co 3 O 4 /ZnO复合材料的XRD谱图。我们发现这四个样品在2θ处的特征峰约为32.0˚，34.7˚，36.5˚，47.6˚，56.6˚和62.9˚，这些衍射峰与ZnO(100)，(002)，(101)，(102)和(103)晶面分别相对应(PDF#JCPDS 36-1451) [ 24 ]。ZnO的特征衍射峰的位置没有改变，表明没有原子进入晶格。由于样品ZC-14中Co 3 O 4 的含量相对较高，所以检测到了Co 3 O 4 的衍射峰。在2θ为36.8˚的位置出现了明显的衍射峰，这个衍射峰对应Co 3 O 4 的(311)晶面(PDF#JCPDS 42-1467) [ 25 ]。这些结果表明，与Co 3 O 4 复合后，原来的ZnO晶型没有发生改变。同时，复合后样品的衍射峰强度降低，说明Co 3 O 4 的复合降低了ZnO的晶粒度，成功阻碍了主相ZnO晶粒的长大。 图2. Co 3 O 4 /ZnO复合材料SEM照片：ZC-11 (a)，ZC-12 (b)，ZC-13 (c)和ZC-14 (d) 图2是利用SEM观察到的复合材料的微结构和形貌。从扫描电镜的照片中发现，纯的ZnO粉体是片状的，且团聚现象明显。与纯的ZnO相比，与Co 3 O 4 复合后的ZnO逐渐出现纳米颗粒状形貌。从ZC-12到ZC-14，纳米颗粒逐渐增多，片状结构逐渐减少，且颗粒的尺寸也在逐渐变小，同时，团聚情况也得到改善。因此，Co 3 O 4 的复合不仅阻止了ZnO晶粒的生长，和XRD表征结果相同，同时也减少了样品的团聚现象。 3.2. 气敏性能测试 如图3(a)所示，在系列工作温度下，Co 3 O 4 /ZnO复合材料对50 ppm三乙胺的灵敏度随着温度的升高出现先变大后变小的现象。在240℃时ZC-14的灵敏度达到最高值，所以最佳工作温度是240℃，其他样品的灵敏度随温度的变化规律与ZC-14相似，说明ZC系列传感器有相似的氧化还原反应过程。由此可以看出，Co 3 O 4 的复合并没有降低传感器的最佳工作温度，但是对三乙胺的灵敏度却显著提高，240℃时ZC-14的灵敏度是纯ZnO样品的4倍。 图3. (a) Co 3 O 4 /ZnO复合材料对50 ppm三乙胺在系列工作温度下的灵敏度；(b) 在240℃对50 ppm不同气体的灵敏度 图3(b)是Co 3 O 4 /ZnO复合材料的传感器在240℃下对50 ppm甲醛，甲苯，二甲苯和三乙胺的选择性。可以看出，与甲醛，甲苯和二甲苯相比，所有传感器对50 ppm三乙胺的选择性都较好。ZC-14对三乙胺的灵敏度最大，说明当Co 3 O 4 的复合量是5%时，对三乙胺更敏感、选择性更好。因此，项目组将在240℃下，将三乙胺作为测试气体，进一步探索Co 3 O 4 /ZnO系列样品的各项气敏性能。 图4. 240℃时，Co 3 O 4 /ZnO复合材料在不同浓度的三乙胺中的灵敏度(a)和响应恢复(b)情况 由图4看出，所有样品传感器的灵敏度均随着三乙胺气体浓度的增加而增加。从图(a)中可以看出，当三乙胺的浓度高于300 ppm时，灵敏度增加缓慢并趋于饱和。这可能是由于样品表面吸附的氧负离子的数量有限所导致的。四种传感器对三乙胺的响应顺序为ZC-14 > ZC-13 > ZC-12 > ZC-11，是根据Co 3 O 4 负载量的减少而降低的，这说明Co 3 O 4 的负载量是影响三乙胺灵敏度的决定性因素。为了观察Co 3 O 4 /ZnO复合材料的响应-恢复情况，在最佳工作温度下，测量了ZC系列样品的传感器分别对1、3、5、10、20、30、50、100、200、300和500 ppm三乙胺气体的灵敏度曲线，结果发现，随着三乙胺气体浓度的升高，传感器的灵敏度逐渐变大，且响应恢复情况良好。进而证明Co 3 O 4 /ZnO系列样品对三乙胺具有良好气敏性能。 图5. 在240℃ 50 ppm三乙胺气体中，ZC-14传感器的响应恢复时间(a)和重复性(b)，ZC系列传感器的30天稳定性测试(c) 响应恢复时间和重复性是气敏性能的另外两个特性，ZC-14在240℃ 50 ppm三乙胺气体中具有能够快速的响应(6 s)和恢复(13 s)的特性(图5(a))，这对于气敏传感材料的应用是至关重要的。为了验证传感器的重复性，我们做了三个循环测试(图5(b))，测试环境均是在240℃ 50 ppm三乙胺气体中。从测试结果可以看出，传感器表现出了基本相同的传感性能，证明了ZC-14传感器优越的重复性。气体传感器的长期稳定性是验证其性能的另一个关键因素。我们记录了30天内在240℃条件下，Co 3 O 4 /ZnO系列样品传感器在50 ppm三乙胺气体中的7个不同时间的灵敏度，如图5(c)所示。结果表明，系列传感器的灵敏度在这段时间是一致的，波动很小，由此可见，Co 3 O 4 /ZnO系列样品传感器具有良好的长期稳定性。综上，这些数据明确地验证了ZC-14是一种非常有潜力的三乙胺气体传感材料。 3.3. 气敏机理 可能的气敏反应机理是，Co 3 O 4 /ZnO系列样品传感器暴露在空气中时，ZC样品的表面吸附氧分子，并在样品导带捕获电子，形成电荷层，使耗尽层加宽，导致材料的电阻提高。当气敏传感器暴露在还原性气体三乙胺中时，化学吸附的氧( O 2 − ， O 2 − ， O − )作为电子的受体 [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]，氧化三乙胺，释放大量电子，电子回到ZC样品中，电子损耗减少电阻下降。ZC-14传感器的气敏性能最佳，这主要是材料颗粒尺寸变小，表面积增大所致 [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]。系列样品中Co 3 O 4 含量越高，对氧分子和目标气体的吸附能力越强，从而产生的活性反应位点越多，表现出的灵敏度越高。
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user: 4. 结论 综上所述，通过负载Co 3 O 4 成功地合成了对三乙胺响应灵敏的Co 3 O 4 /ZnO复合材料。这种材料在以往的报道中并不多见。尤其是ZC-14样品具有优良的灵敏度和选择性，良好的重复性和长期稳定性，以及快速响应和恢复的特性。通过比较我们发现，复合后的样品性能远远高于ZnO单一组分的样品，为ZnO基纳米复合材料作为高效三乙胺传感器提供了可能。
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user: 摘要 分别对2 mm厚的7005铝合金进行冷金属过渡(Cold metal transition welding， CMT)焊、钨极惰性气体保护(Tungsten inert gas， TIG)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding， FSW)，对比分析了3种焊接工艺下接头的微观组织、力学性能和应力腐蚀性能。结果表明：3种工艺都能获得无缺陷的接头。CMT和TIG焊核区晶粒粗大，FSW焊核区为等轴细晶；常温拉伸试验中，FSW接头强度和塑性要优于CMT和TIG接头。CMT、TIG和FSW焊接样件ISSRT值分别为8.3%、9.2%和4.9%，表明7005铝合金FSW焊接接头的应力腐蚀敏感性更低。
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user: 1. 引言 7×××系铝合金由于具有强度高、质量轻、易成型、导热性能良好等特点，被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域中，尤其是作为承载的结构件 [ 1 ] - [ 6 ]。无论是航空航天还是汽车工业中，在满足材料力学性能的前提下，减少承载的结构件的重量无疑是减少运输质量、提升运输速度的最佳方法之一。应用于航空航天或交通运输工业中的铝合金型材的轻量化也是减少燃料或能源消耗的常见方法。 然而，7×××系铝合金材料在服役过程中易发生腐蚀现象，特别是应力腐蚀，这也限制了7系铝合金材料的广泛应用。如何改善7×××系铝合金材料的腐蚀问题成为了当前研究的热点 [ 7 ] - [ 15 ]。某新能源汽车电池包外壳体选用7×××系铝合金材料，其焊接的连接处无疑最可能产生应力腐蚀等腐蚀行为。常用的焊接方法有冷金属过渡焊(CMT) [ 16 ] 和非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG) [ 17 ] 和搅拌摩擦焊(FSW) [ 17 ]。不同焊接方式都会对7×××系铝合金材料的力学性能和腐蚀性能产生影响。因此，本文选取7×××系铝合金材料的焊接样件作为研究对象，探究其力学性能和腐蚀性能的差异性，为7×××系铝合金材料的工程应用提供参考。
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user: 2. 实验部分 2.1. 主要材料 本研究所使用的焊接母材为某铝业提供的厚度为2 mm的7005-T6铝合金挤压材；焊丝为某焊材公司提供的ER5356焊丝。焊接所用的母材以及焊丝的化学成分范围如表1所示。 Table 1 The chemical composition of the 7005 aluminum alloy and filler metal ER5356 (wt% 材料 Si Fe Cu Zn Mg Cr Mn Zr Ti Al 7005 <0.35 <0.40 <0.10 4.0~5.0 1.0~1.8 0.06~0.20 0.20~0.70 0.08~0.20 0.01~0.06 Bal. ER5356 <0.25 <0.40 <0.10 <0.10 4.5~5.5 0.05~0.20 0.05~0.20 - 0.06~0.20 Bal. 表1. 7005铝合金和ER5356焊丝的化学成分 2.2. 试验过程 本研究采用CMT、TIG和FSW焊共3种焊接工艺对7005铝合金材料进行对接焊接。焊接前先将7005铝合金试板洗净后立即烘干，烘干温度小于90℃，时间大于2 h。然后用丙酮将焊接坡口清洗干净，再用不锈钢刷打磨坡口及周围35 mm范围内试样表面，直至工件表面露出金属光泽。3种焊接工艺的具体焊接参数如表2~4所示。 Table 2 Main parameters of CMT weldin 焊接电流，A 电弧电压，V 焊接速度，m/s 送丝速度，m/min 保护气体Ar流量，L∙min −1 90~120 15~20 0.01 5~6 20~22 表2. CMT焊接工艺参数 Table 3 Main parameters of TIG weldin 钨极直径，mm 起弧时间，s 焊接电流，A 焊接速度，m/s 保护气体Ar流量，L∙min −1 2.5 1~2 250~280 0.008 14~16 表3. TIG焊接工艺参数 Table 4 Main parameters of FSW weldin 搅拌头材质 轴肩尺寸 搅拌针类型 焊接转速，rad/min 焊接速度，m/min H13钢 15 锥形螺纹针 450 150 表4. FSW焊接工艺主要参数 2.3. 测试方法 2.3.1. X射线探伤 焊缝内部质量检测参照Q/Y420-2011标准进行，采用GDT-XXG2005型便携式X射线探伤机对CMT、TIG和FSW焊接接头的焊缝成形情况进行检测分析。 2.3.2. 微观显微测试 微观组织检测参照GB/T 3246.1-2012标准进行，沿焊接头的焊缝为中心，垂直于焊缝横向取样，经过粗磨、细磨和机械抛光后，用Keller腐蚀剂对测试样品腐蚀，腐蚀后用Leica DM-4000M金相显微镜对FSW、CMT和TIG焊接接头的微观特征进行观察。 2.3.3. 室温拉伸测试 拉伸性能检测参照GB/T 2651-2008进行，测试样品以焊接头的焊缝为中心，垂直于焊缝横向取样，具体规格如图1所示。拉伸试验开始前先对待测样品逐级打磨，洗净吹干，备用。然后采用DDL-100型电子万能试验机进行拉伸测试，试验所用的拉伸速率为2 mm/min。样品断裂后立即洁净、密封保存。采用ZEISS M10A型扫描电子显微镜对断口进行观察。 图1. 拉伸试样尺寸图(单位：毫米) 2.3.4. 应力腐蚀测试 应力腐蚀试验参照GB/T 15970.7和HB 7235标准进行，测试样品以焊接头的焊缝为中心，垂直于焊缝横向取样，具体规格如图2所示。应力腐蚀试验开始前对待测样品逐级打磨，洗净吹干备用；随即采用YYF-50型应力腐蚀试验机进行应力腐蚀性能测试。试验条件分别为3.5 wt% NaCl和硅油溶液，试验过程中温度控制在25℃ ± 3℃。 应力腐蚀试样安装完毕后，先加载100 N进行预拉紧，设置应变速率为10 −6 s −1 进行各条件下的应力腐蚀试验试验，利用计算机采集试验过程数据。焊接接头的应力腐蚀性能优劣定义了应力腐蚀敏感指数(即I SSRT )，即可根据公式(1)获得。 I S S R T = 1 − R m ( 试 验 环 境 ) ( 1 + A ( 试 验 环 境 ) ) R m ( 惰 性 环 境 ) ( 1 + A ( 惰 性 环 境 ) ) (1) 式中R m ( 试验环境 ) 、R m ( 惰性环境 ) 分别表示样品在试验环境和惰性环境的抗拉强度，MPa；A ( 试验环境 ) 、A ( 惰性环境 ) 分别表示样品在试验环境和惰性环境的延伸率，%。I SSRT 从0%→100%表示应力腐蚀敏感性的增加。样品断裂后立即洁净、密封保存。采用ZEISS M10A型扫描电子显微镜进行断口观察。 图2. 慢应变速率拉伸试样尺寸图(单位：毫米)
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 焊缝内部质量 图3所示为不同焊接方式(CMT、TIG和FSW)的焊缝X射线检测结果。从图3易看出，3种类型焊接接头的焊缝位置均呈现“白片”的现象，表明CMT、TIG和FSW焊接接头的焊缝质量较好。对上述焊缝进行横截面的低倍观察，结果如图4所示。从图中可以看出，CMT、TIG和FSW焊接接头中母材区、热影响区(热–机影响区)和焊核区清晰可辨，内部未发现未焊透、焊接裂纹、咬边、烧穿、焊瘤、气孔、凹陷和未熔合等焊接缺陷。进一步观察图4可知，FSW焊缝与CMT和TIG焊缝存在一定差异，焊缝截面存在着表层向底部延伸的“S线”组织，该特征组织为FSW工艺过程中，由于焊缝区金属剧烈流变，表面已有氧化层及焊缝中暴露的新金属表面迅速氧化而留下的富含Al 2 O 3 线型区的腐蚀痕迹。 3.2. 焊缝微观形貌 图5所示为不同焊接方式的焊接接头微观组织形貌照片，其中(a)和(d)为CMT焊接头熔合区附近和焊缝区的金相显微组织，(b)和(e)分别为TIG焊接头熔合区附近和焊缝区的金相显微组织；(c)和(f)分别为FSW焊接头热机影响区附近和焊合区的金相显微组织。类比观察CMT和TIG焊接接头的金相显微组织可知，两种焊接接头的焊缝区均存在着明显的等轴晶，熔合线靠近焊缝一侧为粗大的柱状晶，靠近母材一侧为等轴晶，而CMT焊接接头的焊核区组织更为细小。这是由于CMT焊接整个过程中的焊接热输入较低，焊核区组织不易结晶长大。而CMT焊接工艺中高效地冷却速度致使焊核区的过冷度明显增大，焊缝的形核速率显著增加，因此有效地抑制了焊核区晶粒的生长。此外，观察图4还可以发现，FSW焊接接头的焊缝组织较CMT焊缝组织要更为细小，这是在焊接热输入以及机械搅拌的双重作用下形成的，焊核区组织达到再结晶温度后收到搅拌力的作用，发生了再结晶现象，细化焊缝的显微组织。而靠近FSW焊缝附近的热–机影响区组织由于搅拌过程产生的摩擦热低于CMT焊缝处，使得晶粒长大不明显，而受到搅拌力的作用，该区域的晶粒取向在一定程度上发生了变化。通过对比不同焊接形式的焊核区的晶粒尺寸规格，发现FSW焊接接头的焊核区尺寸明显小于CMT和TIG焊接方式的晶粒尺寸，这将对7005铝合金的力学和腐蚀性能造成不同程度的影响。 图3. 焊接接头的X光片：(a) CMT；(b) TIG；(c) FSW 图4. 焊接接头的宏观形貌：(a) CMT；(b) TIG；(c) FSW 图5. CMT、TIG和FSW焊接接头金相组织 3.3. 室温拉伸性能 从CMT、TIIG和FSW焊接试板上各切取3个拉伸试样进行室温拉伸试验，表5所示为CMT、TIG以及FSW焊接样件的拉伸指标的平均值。从表5中可知，CMT焊接接头平均抗拉强度为304 MPa，延伸率为6.1%，断裂位置位于CMT焊接样品的熔合区；TIG焊接接头的平均抗拉强度为301 MPa，延伸率为5.8%，断裂位置位于TIG焊接样品的熔合区；而FSW焊接接头的平均抗拉强度为363 MPa，延伸率为8.7%，断裂位置位于FSW焊接样品的热机影响区。由上述结果可知，采用FSW焊接工艺可提升7005铝合金材料的连接性能。 对不同焊接放方式的拉伸断口进行微观分析可知，FSW焊接头的拉伸断口(图6(c))存在明显的塑性变形，断面上可见大量的韧窝，这些韧窝的尺寸较为细小，密度更高，深度更深，属于典型的韧性断裂。而对于CMT焊接拉伸断口而言，韧窝数量明显少于FSW焊接拉伸断面，断面上同时存着韧窝和小部分的解理台阶面，断裂特征为混合型断裂特征，而观察到图6(b)可知，TIG焊接拉伸断口的韧窝数量和深度进一步降低，解理面的分布区域明显增大，脆性断裂特征更为明显。上述3种焊接断口的形貌特征与拉伸结果的延伸率基本吻合。 Table 5 Tensile test results of welded joint 焊接方式 拉伸强度，MPa 延伸率，% 断裂位置 CMT 304 6.1 熔合区 TIG 302 5.8 熔合区 FSW 363 8.7 热机影响区 表5. 焊接接头的拉伸试验结果 图6. CMT、TIG和FSW焊接件拉伸试样断口形貌：(a) CMT；(b) TIG；(c) FSW 3.4. 应力腐蚀性能 CMT、TIG和FSW焊接接头的应力腐蚀试验分别在硅油(25℃)和3.5 wt% NaCl溶液(25℃)中进行，试验结果如表6所示，表中数据为3~5个平行试样的平均值，已断裂在焊接部位的试样为有效试样。从表6中试验结果看出，与硅油中的力学性能指标(拉伸强度和延伸率)相比，3种焊接接头样件在3.5 wt% NaCl溶液中的力学性能指标均有所降低，表明焊接件在3.5 wt% NaCl溶液中具有应力腐蚀敏感性。此外，从表6还可以看出，TIG焊接接头拉伸强度和延伸率在两种测试环境中的差值最大，强度差为24 MPa，延伸率差为0.7%。因此，合金此状态下的应力腐蚀敏感性最强。根据表6的拉伸结果以及工艺(1)，计算得到焊接接头的I SSRT 值，结果见表6。从表6可知，焊接方式的不同导致的I SSRT 值存在着明显的变化。FSW焊接接头的I SSRT 值最小，仅为4.9%。 Table 6 Slow strain rate tensile test results for welded joint 焊接方式 试验条件 拉伸强度，MPa 延伸率，% I SSRT ， % CMT 硅油 287 6.3 8.3 3.5 wt% NaCl 265 5.6 TIG 硅油 281 5.4 9.2 3.5 wt% NaCl 257 4.6 FSW 硅油 357 8.6 4.9 3.5 wt% NaCl 341 8.1 表6. 焊接接头的慢应变速率拉伸试验结果 图7. 试样在硅油溶液中的慢拉伸断口形貌：(a) CMT；(b) TIG；(c) FSW 图7为不同焊接方式的焊接试样在硅油溶液和3.5 wt% NaCl溶液中的断口形貌。观察图7可知，CMT和TIG焊接接头拉伸断口形貌相似，断面形貌平坦，韧窝稀少，在垂直于裂纹方向存在着一些解理台阶，与CMT和TIG的室温拉伸断口形貌相似。进一步观察可知，TIG焊接样件断口的层状分布区域明显高于CMT焊接样品，这与硅油条件中的拉伸指标基本吻合。而FSW焊接接头断口面分布着很多大小不等的圆形或椭圆形的韧窝，表明其断裂机制为韧性断裂。图8是CMT、TIG和FSW焊接接头试样在3.5 wt% NaCl溶液中的拉伸断口形貌。从图8(a)可以看出，CMT焊接样件的拉伸断面韧窝数量明显减少，表面已覆盖了大量的腐蚀产物，部分位置出现了沿晶开裂的二次裂纹。观察图8(b)可知，TIG焊接接头的断口面上腐蚀产物进一步增加，断面几乎未见韧窝，表明TIG焊接样件在3.5 wt% NaCl溶液中具有更高的应力腐蚀敏感性，断口结果与其I SSRT 值吻合。而观察图8(c)可知，FSW焊接样件的断面韧窝数量减少，部分位置出现了一些解理台阶，但未见明显的腐蚀，表明FSW焊接接头样件具有更好的抗应力腐蚀性能。 图8. 试样在3.5 wt% NaCl溶液中的慢拉伸断口形貌：(a) CMT；(b) TIG；(c) FSW
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user: 4. 结论 本文对2 mm厚7005铝合金进行了CMT、TIG与FSW焊接接头对比分析研究，分析了3种焊接工艺的接头微观组织、力学性能和应力腐蚀性能，主要结论如下： 1) CMT、TIG和FSW焊接接头焊缝形成良好，焊缝无缺陷。 2) 焊缝均为典型等轴状晶粒，焊接接头熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶组织，靠近基体一侧为等轴晶组织。FSW焊接接头的焊缝区晶粒尺寸小于CMT和TIG焊接接头。 3) CMT、TIG和FSW焊接接头的平均抗拉强分别为304 MPa、302 MPa和363 MPa，试样断裂位置分别为焊接接头的熔合区、熔合区和热机影响区；FSW焊接接头的拉伸强度优于TIG和MIG焊接接头。 4) 不同焊接方式的接头应力腐蚀性能存在着一定的差异，其中TIG焊接接头的应力腐蚀敏感指数最高，I SSRT 值为9.2%；而FSW焊接接头的应力腐蚀敏感指数最小，I SSRT 值仅为4.9%。
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user: 摘要 通过电化学和应力腐蚀试验并结合扫描电镜分析了Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中的应力腐蚀行为，阐明了应变速率对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀性能的影响。研究结果表明，Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中具有应力腐蚀敏感性；不同应变速率下(10 − 4 s − 1 、10 − 6 s − 1 和10 − 7 s − 1 )的Al-Zn-Mg合金应力腐蚀敏感性的差异来源于腐蚀环境和力学循环作用的程度。当应变速率为10 − 6 s − 1 时，合金具有最高的应力腐蚀敏感指数。当应变速率低于10 − 6 s − 1 时，腐蚀作用占主导位置，冗长的腐蚀时间造成裂纹断面的过度腐蚀，裂纹的扩展受阻，因而合金的应力腐蚀敏感指数稍有下降。当应变速率高于10 − 6 s − 1 时，力学的作用影响更大，裂纹面未充分发生腐蚀，应力作用已导致合金发生快速断裂，从而显著降低了合金的应力腐蚀敏感性。
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user: 1. 引言 Al-Zn-Mg合金属于质轻、高强的结构材料，在轨道交通、船舶、航天航空以及机械制造等领域有着广泛的应用市场 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。但在特定环境下，Al-Zn-Mg合金易发生如晶间腐蚀、剥落腐蚀、应力腐蚀等腐蚀现象，从而降低了合金的使用性能，严重缩短了其服役周期。其中应力腐蚀开裂因其具有随机性强、危害严重以及破坏力惊人的特征引起了人们的关注 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。目前，国内外学者对影响Al-Zn-Mg系合金的应力腐蚀性能的研究主要集中在合金的成分设计 [ 3 ] [ 6 ]、工艺调控 [ 7 ] [ 8 ]、加载条件 [ 10 ] 和晶粒特征 [ 11 ] 等方面，而关于应变速率 [ 11 ] - [ 16 ] 对铝合金应力腐蚀行为研究鲜有报道。 为此，本研究以Al-Zn-Mg合金挤压材作为研究对象，使用3.5 wt% NaCl溶液测试合金电化学性能及其不同应变速率下拉伸性能的差异性，系统地探究应变速率对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀性能的影响，并结合扫描电子显微镜(SEM)分析了合金在3.5 wt% NaCl溶液中的断裂特征，从而进一步完善Al-Zn-Mg合金的综合性能数据库，为其后续的应用提供理论依据和数据支持。
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user: 2. 研究材料和方法 2.1. 实验材料 研究材料是由某铝业公司提供的厚度为3 mm的Al-Zn-Mg合金挤压材，热处理状态为T6态，表1为研究材料的化学成分范围。 Table 1 The chemical composition of the studied aluminum alloy (wt% Si Fe Cu Zn Mg Cr Mn Zr Ti Al <0.35 <0.30 <0.20 4.0~5.0 1.0~2.0 <0.30 0.20~0.70 <0.25 <0.20 Bal. 表1. 所研究铝合金的化学成分(wt%) 2.2. 测试方法 2.2.1. 电化学试验 Al-Zn-Mg合金的电化学试验参照GB/T 24196-2009标准进行，采用Multi Autolab M204型电化学工作站测试其电化学性能，电化学试验采用三电极体系，测试电极、辅助电极和参比电极分别为Al-Zn-Mg合金、Pt片和饱和甘汞电极。电化学过程中的实验参数如下：测试面积为1 cm 2 ，测试溶液为3.5 wt% NaCl溶液，扫描电位范围为−1.5 V~−0.5 V，测试速度为1 mV/s，测试温度为25℃ ± 3℃。 2.2.2. 应力腐蚀试验 Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀试验参照GB/T 15970.7和HB 7235标准进行，样品沿挤压方向进行取样，具体规格见图1。试验前对样品进行逐级打磨，然后洗净吹干，备用。采用应力腐蚀试验机测试应变速率分别为10 −4 s −1 、10 −6 s −1 和10 −7 s −1 下的拉伸性能。试验中的腐蚀环境为3.5 wt% NaCl溶液，惰性环境为硅油溶液，试验温度控制在25℃ ± 2℃。 应力腐蚀试样安装完毕后，先加载100 N进行预拉紧，接下来采用不同应变速率进行试验并利用计算机采集试验过程数据。Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀性能的优劣通过应力腐蚀敏感指数(即I SSRT )来表示，I SSRT 值可根据公式(1)获得。 I S S R T = 1 − R m ( 试 验 环 境 ) ( 1 + A ( 试 验 环 境 ) ) R m ( 惰 性 环 境 ) ( 1 + A ( 惰 性 环 境 ) ) (1) 式中R m ( 试验环境 ) 、R m ( 惰性环境 ) 分别表示样品在试验环境和惰性环境的断裂强度，MPa；A ( 试验环境 ) 、A ( 惰性环境 ) 分别表示样品在试验环境和惰性环境的延伸率，%。I SSRT 从0→100%表示应力腐蚀敏感性的增加。样品断裂后立即洁净、密封保存。采用ZEISS M10A型扫描电子显微镜进行断口观察。 图1. 慢应变速率拉伸试样尺寸图(单位：毫米)
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 电化学试验结果 图2为Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中的极化曲线图，对图2中数据进行拟合得到具体的电化学参数，如表2所示。由表2可知，Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中的自腐蚀电位为−883 mV，自腐蚀电流为33.02 μA/cm 2 。 图2. Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中的极化曲线 Table 2 Electrochemical data of Al-Zn-Mg allo 腐蚀介质 自腐蚀电位，mV 自腐蚀电流，μA∙cm −2 3.5 wt% NaCl −883 33.02 表2. Al-Zn-Mg合金的电化学数据 3.2. 应力腐蚀试验结果 应变速率对Al-Zn-Mg合金在硅油和3.5 wt% NaCl溶液的拉伸性能的影响如表3所示。由表3可知，在同一溶液体系中，合金的抗拉强度随应变速率的增加呈现上升趋势，而延伸率表现出与抗拉强度相反的变化规律。在相同应变速率下，与硅油溶液中的力学性能指标(抗拉强度和延伸率)相比，合金在3.5 wt% NaCl溶液中的力学性能指标均有所降低。上述现象表明合金在3.5 wt% NaCl溶液中具有应力腐蚀敏感性。此外，从表3还可以看出，当应变速率为10 −6 s −1 时，抗拉强度和延伸率在两种测试环境中的差值最大，强度差为13 MPa，延伸率差为3%。因此，合金此状态下的应力腐蚀敏感性最强。 Table 3 Effect of strain rate on tensile properties of Al-Zn-Mg alloy in silicon oil and 3.5 wt% NaCl solutio 应变速率，s −1 试验条件 拉伸强度，MPa 延伸率，% 10 −4 硅油 395.72 15.57 3.5 wt% NaCl 388.65 14.65 10 −6 硅油 385.21 16.18 3.5 wt% NaCl 372.85 13.97 10 −7 硅油 381.62 16.89 3.5 wt% NaCl 371.54 14.46 表3. 应变速率对Al-Zn-Mg合金在硅油和3.5 wt% NaCl溶液的拉伸性能的影响 根据表3中Al-Zn-Mg合金的拉伸结果及公式(1)，计算得到不同应变速率条件下的I SSRT 值，结果如表4所示。从表4可知，试样的I SSRT 值随着应变速率的不同而发生明显的变化。应变速率为10 −6 s −1 时，试样的I SSRT 值达到最高，其值为5.1%。当应变速率 > 10 −6 s −1 时，由于试验时间过短，试样快速断裂，基本不发生应力腐蚀或者是应力腐蚀敏感性较低；而当应变速率 < 10 −6 s −1 时，样品与腐蚀溶液的接触时间相当充足，裂纹断面有富余的时间形成钝化膜来抑制后续腐蚀发生。基于测试结果分析可知，应变速率对Al-Zn-Mg合金应力腐蚀敏感性的影响程度由高至低的顺序是：10 −6 s −1 > 10 −7 s −1 > 10 −4 s −1 。 Table 4 ISSRT values of the samples at various strain rate 应变速率，s −1 10 −4 10 −6 10 −7 I SSRT ， % 2.6 5.1 4.6 表4. 各应变速率条件下样品的I SSRT 值 3.3. 断口分析 图3和图4所示为不同应变速率条件下Al-Zn-Mg合金分别在硅油溶液和3.5 wt% NaCl溶液中的拉伸断口形貌。由图3可见，硅油溶液中不同应变速率条件下的试样断口都分布着大小不一的韧窝，断裂面可见明显的塑性变形，表现为韧性断裂特征。观察图4可知，应变速率为10 −7 s −1 时，合金的断面仍清晰可见韧窝，断口形貌与图3(c)所示的形貌特征基本无异。应变速率达到10 −6 s −1 时，合金的断面既可观察到浅而平的韧窝又易见腐蚀平坦区，呈现平滑的类解离断裂形貌，属于混合断裂形貌特征，进一步说明，在此条件下的合金在3.5 wt% NaCl溶液中具有更高的应力腐蚀敏感性，结果与I SSRT 值吻合。随着应变速率的继续增加，达到10 −4 s −1 时，试样的断面由图4(b)所示小部位的平浅韧窝转变成大面积的细而深韧窝，呈现典型的韧性断裂特征。 图3. 试样在硅油溶液中的拉伸断口形貌：(a) 10 −4 s −1 ；(b) 10 −6 s −1 ；(c) 10 −7 s −1 图4. 试样在3.5 wt% NaCl溶液中的拉伸断口形貌：(a) 10 −4 s −1 ；(b) 10 −6 s −1 ；(c) 10 −7 s −1 3.4. 分析与讨论 金属材料的应力腐蚀是力学因素与腐蚀环境循环促进的结果。应力腐蚀开裂过程中的裂纹扩展，必须保证裂纹尖端已溶解，同时金属阳离子和腐蚀产生的氧化物/氯化物能够迅速离开，确保扩展区域不被阻塞。因此，应力特征(如应变速率、加载强度等)的作用表现主要体现在两个方面，一是确保裂纹扩展区域内未见腐蚀残留物，腐蚀通道畅通；二是加快裂纹尖端的扩展，形成新鲜断面，而新鲜的断面又会继续腐蚀溶解。 关于金属材料的应力腐蚀裂纹的扩展过程可以清晰地从图5中获知，具体的3个过程如下：(a) 应力腐蚀初始裂纹的形成；(b) 腐蚀环境与载荷循环作用过程，腐蚀环境促进裂纹尖端发生溶解，而拉应力加快裂纹扩张，提高了裂尖附近溶液的混合程度，确保腐蚀持续以及裂纹通道的畅通；(c) 裂纹扩展断裂，在腐蚀环境与拉应力的综合作用，裂纹不断快速扩展直至样品断裂。因此，各应变速率下Al-Zn-Mg合金I SSRT 值(表4)的差别与图5所示的3个过程的作用程度有关。 图5. 金属材料应力腐蚀裂纹的扩展示意图 当应变速率处于较低状态的10 −7 s −1 时，会出现如图6中①过程。试样产生初始应力腐蚀裂纹后，裂纹尖端处附近的3.5 wt% NaCl溶液有充足的时间进行混合交换，确保侵蚀过程能持续进行，加快裂纹顶端部位的溶解；但此应变速率产生的应力作用效果却无法及时打开已腐蚀的裂纹露出新的金属断面。由于裂纹尖端部位位置的过分腐蚀溶解变钝，在一定程度上暂缓了应力腐蚀裂纹的扩展，使得合金应力腐蚀敏感性有所降低。与应变速率为10 −6 s −1 的条件下的I SSRT 值相比，应变速率为10 −7 s −1 的Al-Zn-Mg合金I SSRT 值下降9.8%，其值为4.6%。当应变速率 > 10 −6 s −1 ，达到10 −4 s −1 时，裂纹扩展过程如图6中②所示。由于应力效果的不断增强，初始应力腐蚀裂纹会在应力的作用下不断发生扩张露出更多的新鲜金属断面。由于应变速率过高，裂纹尖端处在3.5 wt% NaCl溶液中来不及腐蚀，该试样已发生了机械断裂。与此同时，试样的快速断裂使得裂纹尖端的内部和外部溶液无法得到充分混合交换，一定程度上阻碍了裂纹尖端处的腐蚀。因此，在高应变速率条件下，腐蚀因素的作用效果减弱和力学因素的作用效果进一步放大使得Al-Zn-Mg合金的应力腐蚀敏感性显著降低，在3.5 wt% NaCl溶液中的I SSRT 值仅为2.6%，较10 −6 s −1 应变速率的I SSRT 值显著降低了49.0%。
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user: 4. 结论 1) Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液的自腐蚀电位为−883 mV，自腐蚀电流为33.02 μA/cm 2 。 图6. 金属材料在不同应变速率下的应力腐蚀裂纹的扩展示意图 2) Al-Zn-Mg合金在3.5 wt% NaCl溶液中表现出一定的应力腐蚀敏感性，应力腐蚀敏感性随着应变速率的增加呈现先增加后降低的趋势，当应变速率达到10 −6 s −1 时，应力腐蚀敏感性最高。 3) 在硅油环境中，各应变速率条件下的Al-Zn-Mg合金断面均呈现典型的韧性断裂特征；而在3.5 wt% NaCl溶液中，除应变速率为10 −6 s −1 时，呈现混合型断裂特征；其余应变条件下的合金断口仍为韧性断口。 4) Al-Zn-Mg合金在不同应变速率下呈现出应力腐蚀敏感指数的差异表明：应力腐蚀断裂是腐蚀环境因素和载荷条件循环促进的结果，这种相互作用会使得裂纹不断扩展至断裂。只有在较为适宜的应变速率下，环境因素和载荷条件才能很好地相互促进，真实量化其应力腐蚀特性。
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user: 摘要 基于害虫控制策略，研究固定时刻种植树木和投放害虫天敌的脉冲种群系统模型，利用Floquet理论和比较原理，研究害虫灭绝周期解的存在性和全局渐进稳定性，给出森林病虫害控制给出重要理论依据。
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user: 1. 引言 林业是我国经济发展的重要组成部分，而林业发展面临着科技水平低、病害虫严重等各种问题，尤其是在森林的漫长生育发展过程中，害虫的侵袭，森林病虫害时有发生。对于森林化学防治而言，害虫产生抗药性、误杀天敌以及污染环境的问题十分突出，因此生物防治虫害显得尤为重要。生物防治的主要手段是定期投放害虫天敌，以达到控制或根除害虫的目的。很显然害虫天敌的投放不是连续的，因此模型中加入脉冲效应更加切合实际。另外，每年人工定期植树，对于树木数量的增长来讲也具有脉冲效应，因此用脉冲动力系统描述这种现象更符合生态实际，关于具脉冲的害虫管理模型，国内外学者进行了大量的研究，见文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。 本文在已有文献的基础上，以森林害虫的生物控制策略为前提，建立三种群脉冲微分系统模型，在固定时刻投放害虫天敌，定时种植树木，利用脉冲微分方程的Floquet理论和比较原理研究了害虫灭绝周期解的存在性和全局渐进稳定性，对已有结果进行了优化和推广。
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user: 2. 三种群动力学模型 根据树木、害虫、天敌这三个种群之间的关系，建立三种群脉冲微分系统模型。 x 1 ( t ) 表示t时刻森林中害虫的总量， x 2 ( t ) 表示t时刻森林中树木的数量， y ( t ) 表示t时刻森林中具有的害虫天敌数量。在固定时刻释放害虫天敌和新植入树木的脉冲微分模型为： { x ˙ 1 ( t ) = α x 1 ( t ) − η x 1 ( t ) y ( t ) + γ x 1 ( t ) x 2 ( t ) x ˙ 2 ( t ) = β x 2 ( t ) − μ 2 x 1 ( t ) x 2 ( t ) y ˙ ( t ) = d η x 1 ( t ) y ( t ) − μ y ( t )                                         t ≠ n τ Δ x 1 ( t ) = 0 Δ x 2 ( t ) = p 2 Δ y ( t ) = p                                                                               t = n τ ， n = 1 ， 2 ， ⋯ (1) 其中， α 表示害虫的内禀增长率， μ > 0 表示害虫天敌的死亡率， μ 2 > 0 树木的死亡率， β 表示树木的增植率， η > 0 表示单位时间内害虫被天敌吃掉的概率， γ > 0 表示害虫对树木的破坏系数， d > 0 表示天敌以害虫作为食物的增长系数，p表示 t = n τ ( n ∈ Z + ) 时刻向森林中投放的天敌数量， p 2 表示 n τ 时刻新种植的树木的数量， τ 是脉冲效应周期， Δ y ( t ) = y ( t + ) − y ( t ) 。 模型(1)的解 x ( t ) = ( x 1 ( t ) ， x 2 ( t ) ， y ( t ) ) 是分段连续函数，当 t ∈ ( n τ ， ( n + 1 ) τ ) 时， x ( t ) 是连续的。令 f = ( f 1 ， f 2 ， f 3 ) 为(1)的前三个方程右端的映射，显然f的光滑性保证了解的存在唯一性。
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user: 摘要 目的：探索匿名性对大学生网络欺凌行为的影响，以及网络欺凌态度、认知移情和情感移情对此二者关系的中介作用。方法：采用线上线下结合的方式，随机抽取1006名大学生为被试，使用网络态度欺凌问卷、网络匿名性测量量表、基本移情量表和受网络欺凌行为问卷进行调查。结果：① 网络欺凌行为与受网络欺凌行为、网络欺凌态度、匿名性均显著正相关，与认知移情和情感移情显著负相关；② 网络欺凌态度、匿名性对网络欺凌行为有显著正向预测作用，认知移情对网络欺凌行为有显著负向预测作用；③网络欺凌态度、认知移情和情感移情在匿名性和网络欺凌行为中起中介作用。结论：匿名性直接影响网络欺凌行为，也能通过网络欺凌态度和移情影响网络欺凌行为。