MA制备Al-ZrO_2-Y_2O_3涂层的抗高温氧化性能

主要研究了用机械合金化(MA)法在室温下于304不锈钢表面制备的Al-Zr O2-Y2O3涂层在高温条件下的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜(SEM)和高温氧化实验技术分析通过不同高能球磨时间制得的复合涂层的显微形貌、组织结构及抗高温氧化性能。     

磨料水射流切割工艺参数的确定

磨料水射流(AWJ)切割加工在现代制造业中已得到广泛应用，AWJ本身的技术特性使得切割断面和切缝质量存在不足。为实现AWJ精确、高效切割，分析了射流、钻孔、切割及工件等AWJ切割工艺参数，并对直线段和曲线段切割速度确定方法进行了探讨。     

火焰切割用气体

作为火焰切割用的气体主要是氧气和燃气,现综述于下:一、氧气——是一种无色、无味、比重为1.106的双原子气体,约占空气的21%,助燃(氧化)性极好。氧气的制取是采用液化——蒸馏法进行的。当液态空气在零下196℃时,氮气就开始蒸发了。当液温上升到零下183℃时(即氧气的沸点),就能得到纯度较高的气态氧气,一般可达99.5%以上。氧气的纯度,对于切割速度和切割质量均具有极大的影响。据有关资料报道氧气纯度从99.5%增至99.8%,其切速可提高25%;反之,氧气纯度     

钛合金毛坯的金刚石电化学切割

采用电化学加工法切割难加工材料能够达到高的切割速度和优良的被加工表面质量;同时,工具不损耗;切削刃上没有毛刺与表层损伤。但是,由于钛及其合金对于电解液有增强的化学激活性,在被加工表面上形成氧化薄膜,因而使加工过程难于进行。清除这层氧化膜用机械法最适宜,而其中以金刚石磨削法特别有效。切割过程乃是金刚石磨削和电化学加工的综合,以毛坯作阳极,工具(金刚石砂轮)作阴极。在实现这种过程时对所加工的材料同时产生三种基本作用的机理:溶解阳极(毛坯)并在其上形成氧化膜的电化学过     

天然金刚石的水射流引导激光切割及检测分析

金刚石工具行业的快速发展,需要对大量的天然金刚原石颗粒进行精密切割和细分,从而方便通过后续的研磨抛光来实现高精度的金刚石工具制备。相对于传统的手工劈切和激光切割方法,采用水射流引导激光(Laser Micro Jet,简称LMJ)切割方法对天然金刚石原石进行了精密、高效切割分离,并采用光学显微镜和X射线衍射仪(XRD)等检测手段对切割后的金刚石表面(110)晶面进行了物相成分和残余应力的检测分析,通过和激光切割后的样品结果对比获得了LMJ切割天然金刚石的有益效果。这对于完善金刚石原石的LMJ切割工艺具有重要意义。     

碳纤维增强复合材料水导激光切割试验研究

采用正交试验方法对影响水导激光切割碳纤维增强复合材料（CFRP）的关键工艺参数进行了深入研究,得出了进给速度、水射流速度、脉冲频率和激光功率对切割CFRP的影响规律,并用直接对比法和极差分析法所得最优参数进行单次划槽切割对比。研究结果表明：在极差分析法所得最优参数下切割CFRP时,切缝深度增大3.2%、切缝宽度减小9.2%、切缝锥度减小11.8%、线粗糙度减小40.2%。通过与干式激光加工方法对比发现,水导激光加工技术在切割CFRP方面优势明显,由于水射流的冲刷和冷却作用,材料切割表面几乎无热影响区和纤维拔出。另外,采用正交试验所得最优工艺参数实现了4 mm厚度CFRP的无锥度切割。     

等离子弧切割法

等离子弧切割的原理和特点等离子弧切割是依靠等离子体的高温将待切割处的材料熔化和气化,同时利用其巨大的冲力把熔融金属吹除而形成割缝的。因此它是一种熔融切割的方法,与利用铁与氧燃烧反应的气割法在原理上是截然不同的。图1为等离子弧切割法所用设备的构成方框图。因等离子弧切割法是一种利用高温、高速等离子体的熔融切割法,因此它具有一系列特点: (1)能切割现有绝大部分材料,尤其适合于切     

单晶硅各向异性对固结磨料线锯切片质量的影响

将线锯切割单晶硅的锯口形状近似为半圆槽，并将其理解为由许多平行于锯丝轴向的离散表面组成，建立了固结磨料线锯切割单晶硅模型。通过保持锯丝两边锯切材料去除率的对称性，在单晶硅的(100)、(110)和(111)三个晶面，选择不同的锯丝切入方向,从理论上分析了各向异性对线锯切割硅片质量的影响。分析得出：锯切(100)晶片和(110)晶片时, 锯丝切入方向的改变不影响硅片表面质量；锯切(111)晶片时， 选择[110]、[1]10]、[011]、[011]、[101]和[101]晶向进行锯切，可有效提高晶片的全局平面度，降低晶片表面法线偏移量，降低硅片翘曲度，提高硅片表面质量。实验验证了分析的正确性。     

生物软组织切割过程建模

自行设计和制造了一台可对切割力和刀具位移进行实时测量的生物软组织切割装置,并对猪主动脉壁组织开展了切割实验,对其切割特性进行了分析。切割力在组织未被切破之前随刀具位移非线性增大,呈典型的J形曲线关系;当切割力增大到一定程度时,组织被切破,切割力迅速减小;随后切割过程相对比较平稳,切割力在较小的范围内波动,呈现增大-减小的波浪形式。整个切割过程可被分为三个阶段：变形阶段、破裂阶段和切割阶段。根据能量平衡对切割过程中各个阶段能量之间的转换关系进行分析,并建立了各个切割阶段的切割力模型。在变形阶段,切割力表现为典型的非线性J形曲线关系,一个指数函数被用于拟合变形阶段的切割力;在切割阶段,根据能量平衡方程建立了切割力模型;而对于破裂阶段,由于时间非常短,切割力由破裂时的切割力直线减小。比较发现,模型所得切割力能够很好地与实验所得切割力吻合,证明切割力模型是正确的。     

用XSDQ法切割不锈钢

XSDQ法即是在切割电流一定时,提高切割电压,并适当减小氩气压力,来切割不同厚度的不锈钢。用XSDQ法切割不锈钢是近几年发展起来的一项新技术。过去切割大多采用碳弧或氧-乙炔火焰切割,这些切割方法切缝宽、质量差、浪费金属严重,工人劳动强度大。如切割20mm厚的不锈钢板切缝宽达15～20mm,而采用XSDQ法切割同样厚度的不锈钢板,切缝只     

基于RSM的SiC单晶片切割过程多目标优化

SiC单晶体是一种高硬度、高脆性的难加工材料,其切割过程中的工艺参数对切割表面质量、锯切力以及线锯使用寿命有重要的影响。以线锯速度、工件进给速度和工件转速为设计因子进行三因子三水平的中心复合试验设计,采用响应曲面法对试验结果进行分析,分别建立表面粗糙度、锯切力和线锯寿命的响应面模型,获得了三个单目标优化的切割工艺参数。同时根据响应面模型,建立了表面粗糙度、锯切力和线锯寿命同时达到均衡优化的模型,根据满意度函数方法,得到最佳的切割工艺参数。多目标优化结果表明:当SiC切片表面粗糙度的预测值为0.6951μm,锯切力预测值为2.665 15 N,线锯寿命预测值为519.87 min时,获得了最佳的切割工艺参数。     

液/气相综合氧化法纯化碳纳米管研究

采用彬气相综合氧化法对碳纳米管初产物进行了纯化研究，考虑了液相氧化溶液比例、液相氧化时间、气相氧化温度、盐酸处理时间等因素的影响。根据正交试验，通过收率、比表面积及透射电镜表征分析得到了最佳纯化条件，以保证产品质量，降低制备成本。     

车用CFRP脉冲超皮秒激光切割参数优化及质量分析

依次将激光波长设定在523、785和1 064 nm这3种条件下,对碳纤维复合材料（CFRP）开展切割测试,计算得到切缝的宽度与深度尺寸,并对试样进行微观组织表征,对CFRP激光加工过程的作用机理进行分析。研究结果表明：经比较不同波长,523 nm激光的波长更短,能够产生很高能量的单光子,获得了最平整的切割截面,表现出最优的切割性能。随着扫描速度的提高,形成了更小的热影响范围,降低单位面积的注入能量。提高激光功率后,上切缝宽度与深度增大,促进了侧向与纵向发生更大程度的燃烧,形成更宽与更深的切缝,激光对材料造成了更强烈的作用,扩大了热损伤区。     

激光切割CVD金刚石厚膜的工艺研究

本文利用Nd:YAG激光器对0.4mm厚的CVD金刚石膜进行切割,用扫描电子显微镜(SEM)研究了激光脉冲能量、脉冲宽度和脉冲频率等工艺参数对金刚石厚膜切割的影响。研究结果表明,在脉冲电流高于200A和减小脉冲电流至150A、脉冲宽度为2ms时能一次性切透金刚石厚膜但切割断面存在许多微裂纹和缺陷。增大脉冲频率有利于提高切割断面的平整度;采用二次切割比一次切割可得到更为平整的切割断面,断面粗糙度Ra可达到1μm。     

四氧化三铁纳米片的制备及其在液体石蜡中摩擦学性能

采用液相化学氧化法,在水体系中,以硫酸亚铁为母体,水合肼为氧化剂,吐温-80(Tween-80)为修饰剂,合成了厚约20.1 nm、边长约152.8 nm的四氧化三铁纳米片.通过X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和高浓度激光粒度仪对四氧化三铁纳米片进行了表征.将四氧化三铁纳米片加到基础油液体石蜡(LP)中,在UNT-Ⅱ摩擦磨损实验机上考察其作为LP添加剂后的摩擦磨损性能,采用SEM分析了磨损表面形貌.结果表明:四氧化三铁纳米片可较大程度地降低LP的摩擦因数,并获得较小的磨痕直径,显著改善了LP的摩擦学性能.     

金刚石线锯横向超声振动切割SiC单晶表面 粗糙度预测*

把横向超声振动应用到金刚石线锯切割硬脆材料加工中,基于冲量原理分析了线锯横截面上不同位置处金刚石磨粒对工件的法向锯切力。应用压痕断裂力学理论,定量分析了在法向和切向载荷共同作用下磨粒下方中位/横向裂纹扩展的长度和深度。研究了振动磨粒在工件上间歇加载和卸载使横向裂纹优先扩展并抑制中位裂纹扩展的屏蔽效应。建立了横向振动线锯切割硬脆材料时线锯横截面不同位置处磨粒的材料去除模式模型,得到了横向振动线锯切割硬脆材料晶片表面粗糙度的预测公式。以SiC单晶为切割对象,进行普通线锯和横向超声振动线锯切割对比试验,测定线锯的锯切力和晶片表面粗糙度,并对表面形貌进行观察。结果表明,横向超声振动线锯切割SiC是以脆性去除为主塑性去除为辅的混合材料去除模式;同等试验条件下,超声振动线锯切割能使晶片表面粗糙度降低25.7%。表面粗糙度测试结果与理论预测具有较好的一致性。     

SiC单晶片切割过程切割力的建模和预测

SiC单晶具有良好的物理和机械性能,在大功率器件和IC行业有广泛的应用。但由于高的硬度和脆性,使其加工过程变得非常困难。切割力对SiC单晶片的切割质量、切割效率和切割过程的稳定性具有重要的影响,因此研究切割过程的切割力有重要的意义。分析了SiC单晶切割过程影响切割力的主要因素,采用中心复合设计法(CCD)进行了试验设计,考察线锯速度、工件进给速度、工件转速、线锯张紧力4个因素对切割单晶SiC切割力的影响。采用响应面分析法(response surface methodology,RSM)对金刚石线锯切割SiC单晶体的工艺参数进行分析优化,建立了单晶SiC切割力模型,并进行方差分析,表明了模型的可行性。并通过实验验证,结果表明该模型能有效的对切割过程中的切割力进行预测。     

光纤激光切割不锈钢薄板工艺参数研究简

利用连续光纤激光器对0.3mm厚不锈钢薄板的切割工艺进行研究,分析了离焦量、激光功率、切割速度和调制频率对切缝宽度和切缝质量的影响.实验结果表明,实际应用时,不能只考虑一个因素,应选择适当参数,以获得所需的切缝宽度和较好的切缝质量.     

光纤激光切割不锈钢薄板工艺参数研究

;利用连续光纤激光器对0.3mm厚不锈钢薄板的切割工艺进行研究,分析了离焦量、激光功率、切割速度和调制频率对切缝宽度和切缝质量的影响。实验结果表明,实际应用时,不能只考虑一个因素,应选择适当参数,以获得所需的切缝宽度和较好的切缝质量。     

管道切管机钻铣头动力装置研制

围绕×80高强度管道切管作业,分析了油气管道切割作业的国内外技术现状,介绍了管道切管机的组成及工作原理,设计了钻铣头动力装置部件的结构。通过现场试验,验证了钻铣头动力装置的工作稳定性和可靠性,能够满足切割时间短、不夹刀、能切割×80高钢级管道等作业要求。