植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的 提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能.方法 在电解液中加入5 mL/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性.记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响.结果 添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm.放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV.植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al3+结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低.微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al2O3和α-Al2O3,添加植酸后,γ-Al2O3和α-Al2O3的衍射峰强度提高.膜层的腐蚀速率从1.085×10-2 mm/a降低到1.565×10-3 mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能.结论 植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能.     

脉冲电流参量对镁合金微弧氧化过程的影响

为了探讨脉冲电流参量对AZ31B镁合金微弧氧化过程的影响规律,利用涡流测厚仪测量陶瓷层厚度,采用扫描电镜观察陶瓷层表面形貌,根据电压变化曲线计算微弧氧化过程能量消耗。结果表明,随脉冲频率由500 Hz增至2000 Hz,镁合金微弧等离子体诱发时间由87 s减小至12 s,微弧等离子体诱发电压先降低后趋于稳定并在脉冲频率为1500 Hz时达到最低值177 V;陶瓷层表面放电微孔直径变大,数量减少,陶瓷层厚度增大同时膜层致密性变差;镁合金微弧等离子体诱发过程的能量消耗随脉冲频率增大先降低后升高,并在脉冲频率1500 Hz时达到最小值2.2 k J;陶瓷层生长过程能量消耗随脉冲频率增大呈线性增加,生长单位厚度陶瓷层的能量消耗也增多,脉冲频率500 Hz时达到最小值22.3 k J/μm。     

电压对6061铝合金表面微弧氧化膜形成的影响

采用微弧氧化法在6061铝合金表面制备微弧氧化膜,研究氧化电压对微弧氧化正负向电流、膜层厚度和生长率的影响。结果表明,正向和负向电压分别为460 V和130 V时,正负向电流波动明显,膜层均匀,厚度为118μm,膜的生长率为3.93μm/min,膜层由疏松层和致密层组成,致密层所占比例约为95%。     

Na2SiO3电解液体系下正负向电压对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

采用Na2SiO3电解液体系,在不同的正、负向电压条件下对Ti6Al4V合金进行微弧氧化.利用测厚仪、SEM、XRD等手段分析微弧氧化膜厚度、表面形貌、相组成,研究正、负向电压对氧化膜层特性的影响规律.试验结果表明,负向电压恒定在80V时,随着正向电压由350V增加到400V,氧化膜厚度由48μm增加至94μm;固定正向电压为380V,负向电压由50V增加至90V,氧化膜厚度先增加,后减小;正、负向在380V/80V时获得的氧化膜致密且与基体结合良好;正向电压增加,有利于得到更多的锐钛矿相TiO2;增加负向电压,有利于得到更多的金红石相TiO2.     

铝基板表面微弧氧化膜厚度对其导电导热性的影响

目的对LED封装用铝基板表面进行微弧氧化处理,用以调控其界面的导电导热行为,并构建微弧氧化膜的厚度与其导电性及导热性之间的关联性。方法采用XRD表征了不同厚度微弧氧化膜的相结构,借助SEM观察了不同厚度膜层的表面微观形貌,利用高阻计测试了不同外加电压下膜层的电阻率,采用闪光法测定了不同温度下膜层的热扩散系数。结果微弧氧化膜主要由γ-Al_2O_3相组成,随膜层厚度的增加,膜层的相结构无显著变化,但其表面多孔结构出现了明显变化。膜层电阻率随膜厚的增大而升高,在膜厚从10μm增至40μm的过程中,电阻率增大了4~8倍。膜层电阻率随测试电压的升高而降低,当测试电压从50 V升至100 V时,电阻率降幅达1~2个数量级。膜层的热扩散系数随膜厚的增大出现波动,当膜厚为10~40μm时,热扩散系数的变化量为21.6~24.8 m~2/s。膜层热扩散系数随测试温度的升高而降低,降幅最高可达8.9 m~2/s。结论厚度为40μm的微弧氧化膜既具有高的电阻率(7.1×1012?·cm),又具有高的热扩散系数(98.0 m~2/s),有望满足LED铝基板的界面绝缘与散热要求。     

梯度多孔Ti的微弧氧化研究

在硫酸电解液中对致密Ti和梯度多孔Ti样品进行微弧氧化研究。分析了孔隙特性、电流密度和电解液组成对微弧氧化过程中起始电压、击穿电压、起弧时间、氧化膜形貌和厚度的影响,并测量了微弧氧化膜的物相组成。结果表明:与致密Ti样品相比,梯度多孔Ti样品的起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,氧化膜层厚度增加。随着电流密度的增加,梯度多孔Ti微弧氧化反应剧烈,表面膜层的微孔直径增大,孔洞变小,膜层表面粗糙度增加,膜层变厚。当在硫酸电解液中加入少量硝酸镧后,微弧氧化起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,表面氧化膜的平均孔径从200nm增加到2μm左右,膜层厚度从27.6μm增加到35.6μm,膜层表面粗糙度增加。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由Ti、锐钛矿TiO2和金红石TiO2相组成,其中以锐钛矿TiO2为主。     

NaOH浓度对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜形成及其特性的影响

在NaOH-Na2SiO3电解液体系下对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化,通过改变NaOH的浓度研究其对微弧氧化的临界起弧电压、微弧氧化过程中试样表面火花形态、陶瓷膜的生长速率及陶瓷膜厚度的影响.结果表明随NaOH浓度从0.5g/L到3.0 g/L逐渐增加,微弧氧化的临界起弧电压从420 V逐渐降低到350 V,陶瓷膜的厚度从138μm逐渐增加到242μm,陶瓷膜的平均生长速率从2.30 μm/min提高到4.03 μm/min;当NaOH浓度超过2.0 g/L后,陶瓷膜表面变粗糙,甚至烧蚀;NaOH的最佳浓度为2.0 g/L.     

V型铝槽内腔微弧氧化的不均匀性

采用恒压模式于硅酸盐体系中在V型内腔试件表面制备微弧氧化膜,研究V型角度对微弧氧化膜不均匀性的影响。采用数字式测厚仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究其微观结构,利用电化学分析仪进行耐蚀性的评定。结果表明:V型试件内表面的相组成无明显差别,均为γ-Al2O3,但其内表面的膜层厚度分布不同,且随着V型试件张角的增大,其内表面膜层厚度差值逐渐减小,由3.1μm减小到0.4～0.9μm,不均匀程度减小。此外,V型试件内表面边缘氧化膜层的耐蚀性较优,而靠近折弯处氧化膜层的耐蚀性较差,这是由于试件内表面受不同程度电力线屏蔽造成的。增大脉冲宽度对膜层不均匀性影响很小,但增加氧化处理时间后,试件内表面不均匀程度增大。     

负向电压与氧化时间对AZ91D微弧氧化膜层形成特性的影响

在硅酸盐体系下对AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理,研究了负向电压和氧化时间对微弧氧化膜层特性的影响,并通过XRD、金相显微镜及SEM对氧化膜进行了相结构和表面形貌的分析.结果表明,随着负向电压的提高,膜厚逐渐增加,表面孔洞增大,但孔洞及微裂纹的数量减少,当负向电压为120 V时,膜厚达到157μm,孔洞及裂纹数量最少.延长氧化时间,使得微弧氧化膜层厚度增加,膜层生长速率先增大后减小.氧化膜层主要由立方结构MgO和镁橄榄石相Mg2SiO4构成,衍射谱中未发现Mg的衍射峰,氧化膜层致密性较好.陶瓷膜层由致密层和疏松层组成且与基体结合紧密.     

生长速率对镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1μm/min、5μm/min、15μm/min和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观结构及耐蚀性进行定性及定量研究,从实验室研究及实际应用角度对不同生长速率的各膜层进行综合对比分析。结果表明,生长速率对膜层的表面孔隙率、微孔的尺寸及数量,膜层的质量及质量厚度比,以及膜层耐蚀性均有较大的影响,但对膜层中的成分及元素分布基本无影响;在工业应用中,膜层生长速率的选择,应将膜层的生产效率和膜层性能统筹考量,本研究中生长速率为15μm/min的膜层显示出这样的优势。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.