基于Rod-on-sheet结构的g-C/N/S纳米杂化材料，用于提升工业废水的光催化解毒效果

《Materials Science in Semiconductor Processing》：Rod-on-sheet g-C 3N 4/CdS hybrid nanostructure for enhanced photocatalytic detoxification of industrial effluents

本研究系统探究摩擦搅拌沉积（AFSD）中工具转速与移动速度对AA5083铝合金微观结构和力学性能的影响，通过实时监测热力学参数揭示工艺-结构-性能关系，证实低热输入结合高应变率可优化晶粒细化而不降低强度。

　　

Yanan Hu|Lei Shi|Yichen Xiao|Ashish Kumar|Xiankun Zhang|Chuansong Wu|Song Gao|Xiaochao Liu

摘要

作为一种新型的固态增材制造（AM）工艺，添加摩擦搅拌沉积（AFSD）在利用轻质铝合金制造高完整性部件方面展现出巨大潜力。在本研究中，系统地探讨了工具旋转速度和行进速度对通过AFSD制造的AA5083合金微观结构演变和机械性能的协同影响。通过实时监测轴向力和主轴扭矩，能够对热机械条件进行原位评估，并将这些参数与热输入、应变积累以及最终的拉伸性能进行定量关联。本研究揭示了耦合工艺参数如何调节AFSD制备铝合金中的位错活动、晶粒细化和强化行为的内在机制。旋转速度的增加导致热输入增加，从而促进了动态恢复和晶粒粗化；而较高的行进速度则减少了热输入，同时增加了塑性应变，有助于形成更精细的微观结构。在高热输入条件下（即工具旋转速度为800 rpm、行进速度为200 mm/min），沉积的AA5083合金平均晶粒尺寸为8.47 μm，极限抗拉强度（UTS）为296.7 MPa，屈服强度（YS）为137.2 MPa。值得注意的是，在这种条件下，位错积累是主要的强化机制。在较低热输入和较高应变条件下（即工具旋转速度为600 rpm、行进速度为280 mm/min），获得了更细的晶粒（平均尺寸为6.75 μm），其UTS和YS分别达到295.0 MPa和139.1 MPa。YS的提高归因于位错强化和晶界强化的协同作用。这些结果证实，较低的热输入结合较高的应变率可以在不牺牲机械强度的情况下提升微观结构精细化程度，为优化AlMg合金的AFSD工艺提供了可行策略。本研究的结果加深了人们对AFSD制备合金中工艺-结构-性能关系的理解，并为高性能结构应用中定制工艺参数集的开发提供了支持。