1982年,荷蘭埃因霍芬技術大學Frans van Loo教授課題組在三元擴散偶實驗中偶然發現了一種特殊的固態反應周期層片型結構。該結構被認為是最為複雜的固態反應擴散現象,其形成機理一直是個迷(圖1)。1995年第一屆擴散與應力國際會議(匈牙利)期間科學家們曾集中討論了固態反應周期層片型結構的形成機理,當時尚無合理解釋。
Nabarro-Herring蠕變模型一直被認為是解釋合金高溫擴散蠕變的經典理論模型。然而,在上個世紀末,O. A. Ruano等人在分析當時幾乎所有已知合金高溫低應力條件下的蠕變試驗數據後發現,按Nabarro-Herring擴散蠕變模型計算的蠕變速率數據與實驗結果吻合度都很不理想,有的甚至相差1000倍。理論研究工作認為,由於Nabarro-Herring擴散蠕變模型僅僅考慮了幾乎不可能存在的空位擴散流,忽略了不均勻力化學勢場導致的原子擴散流,因此在定量處理多晶材料的高溫低應力蠕變數據時有很大偏差。高溫低應力條件下多晶材料的擴散蠕變可以認為是靜水應力作用下的體積蠕變和非靜水應力作用下的形狀蠕變的疊加。由於位錯、晶界等非平衡缺陷的存在,在外界應力的作用下,實際材料中原子的力化學勢場分布並不均勻相等,從而導致不同區域之間原子擴散流的產生,材料發生擴散蠕變。新的理論模型定性解釋了晶界無沉澱區(denuded zones at grain boundaries)的形成機理,並給出了單晶材料Harp-Dorn蠕變現象的理論解釋,認為這是非靜水應力作用下形狀蠕變的結果。
不同於美國Amory B. Lovins和Willett Kempton提出的V2G模式(Vehicle to Grid,簡稱V2G),在VEG模式中,電動汽車充電方式由用戶自己選擇,可以在能量站快充,也可以在停車場或家庭車庫進行慢充;能量站安裝有低成本長壽命的MW級儲能電池,能夠從電網充電儲存電量後,給電動汽車快速充電;同時,能量站能夠與電網互動,用於電力調峰或調頻(圖4)。與V2G模式相比,VEG模式有以下優勢:1)VEG要求電動汽車必須能夠實現安全快速充電,但充電方式由用戶自己選擇,電動汽車可以在能量站快充,也可以在停車場或家庭車庫進行慢充,這樣更方便用戶的出行和使用;2)VEG模式增加了位於電動汽車與電網之間的分散式能量站,可以為電動汽車提供快充服務,並能參與電網調峰或調頻,這種集中儲能及供能方式更有利於管理;3)VEG模式並不要求電動汽車直接參與電網調峰或調頻,避免了動力電池的過度損耗,並減少了車網互聯的基建成本。
學術成果
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