不同裂纹扩展位置时热障涂层温度场分布特征研究

采用三维有限元模型研究了热障涂层内部横向裂纹扩展位置对涂层表面温度场的影响。结果表明,裂纹上方温度升高区域的形状取决于裂纹的形状;横向裂纹到涂层界面距离增加,陶瓷层表面最高温度以指数形式增加,且最高温度区域的面积变大。当横向裂纹向涂层表面移动时,裂纹上方陶瓷层发生相变和烧结的趋势增加,相变和烧结的面积也增大。     

热障涂层陶瓷层内部裂纹表征方法分析

采用梯度热循环试验和有限元分析相结合的方式定量表征了等离子喷涂热障涂层陶瓷层内部裂纹尺寸与涂层表面亮斑尺寸的关系. 单次热循环试验包括120 s加热和120 s冷却. 采用三维模型分析陶瓷层内部裂纹对涂层传热过程的影响. 结果表明,随着陶瓷层内部裂纹扩展其表面温度升高,影响区域增大,持续升高的温度为裂纹上方陶瓷层加速烧结提供了必要条件;陶瓷层表面亮斑形状是其内部裂纹形状的直观反映;亮斑尺寸与裂纹尺寸的关系与裂纹扩展位置无关,二者的尺寸基本相同,因此可将亮斑尺寸视作裂纹尺寸.     

热障涂层脱粘裂纹缺陷的高温表征方法与演变规律EI北大核心CSCD

热障涂层在服役过程中相邻区域脱粘裂纹的扩展合并是造成陶瓷层最终剥落的重要原因,然而缺乏简单有效的无损测试方法。提出利用空腔高热阻在陶瓷层表面局部热积累,形成表面亮斑的特点,通过亮斑反向跟踪脱粘缺陷的新方法。结果表明,在界面处制备水溶性盐斑,继续喷涂陶瓷层后用水浴溶解的方式可在YSZ与金属粘结层界面有效预制特定外形与尺寸的人造脱粘裂纹缺陷;预制脱粘裂纹与表面高温亮斑尺寸呈正相关,且近似呈现为比例系数为1.031的线性关系,当预制裂纹直径大于0.4 mm时,可在涂层表面观测到亮斑,当预制裂纹直径大于0.7 mm时,用亮斑尺寸预测裂纹尺寸的相对误差低于15%;在梯度热冲击循环下,热障涂层随热冲击次数的增加,表面首先出现亮斑,随后亮斑长大、合并,在2500次左右热循环时合并速度加快,最终陶瓷层在亮斑处局部剥落。基于脱粘裂纹对于纵向热流的阻碍作用,提出一种人造脱粘裂纹缺陷的预制方法,并确立一种通过测量表面亮斑尺寸估计内部裂纹尺寸的热障涂层无损测量方法。解决了热障涂层高温缺陷难以实时观测的问题,并进一步研究了其高温演变规律,可为热障涂层的寿命预测提供数据支持。     

无冷却喷涂工艺对其制备的热障涂层的裂纹系统和寿命的影响

无冷却喷涂形成的热障涂层裂纹体系,可提高陶瓷顶层应变容限.但目前缺乏对裂纹体系的系统研究,特别是横向分叉裂纹.因此,文中研究送粉率和基体预热温度对陶瓷顶层裂纹系统的定量影响,并比较不同裂纹系统的热循环寿命.结果表明,增加送粉率,垂直裂纹密度和横向分叉裂纹长度均呈现先大后小的趋势.预热温度的提高可增加涂层中垂直裂纹数量,但横向分叉裂纹长度呈现先增后降的趋势.热循环试验表明,维持一定垂直裂纹的同时,降低横向分叉裂纹可提高涂层热循环寿命.     

垂直裂纹对EB-PVD热障涂层热循环失效模式的影响

对电子束物理气相沉积（EB-PVD）双层结构热障涂层在热循环过程中形成的陶瓷层垂直裂纹对涂层失效模式的影响进行了研究.结果表明,陶瓷层表面垂直裂纹出现在热循环初期,但并未造成涂层的早期剥落;随着热循环次数增加,垂直裂纹网格变密.有限元计算表明,垂直裂纹的形成在试样中部产生了类似于试样边缘的剪应力集中效应.经过长时间热循环后,当陶瓷层等轴晶区的强度或者热氧化生长层（TGO）的强度小于边缘效应产生的剪应力时,涂层在试样的中部以垂直裂纹网格形状发生剥落失效.     

SiO_2涂层热循环过程中损伤与脱落的试验表征

为了解可能导致SiO2陶瓷涂层损伤和脱落的因素,从而有针对性地提出减缓涂层损伤与脱落的方法,延长涂层的寿命,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱等表征手段,对利用溶胶凝胶法制备的SiO2涂层,在温度范围为250~450℃,经历0、10、30、50次热循环试验后表、界面形貌、结构和化学键变化情况进行了表征和描述。结果表明,随着热循环次数增加,涂层表面和内部产生了裂纹并发生扩展,表面粗糙度(Ra)增加到727.3nm,某些区域还出现了颗粒撞击和气泡状破损导致的损伤。同时界面逐步开裂、脱层、钝化,涂层表面和内部出现了局部烧结、晶粒细化、内应力释放、微观应变增加等现象,这些都是导致其损伤乃至脱落的诱因。     

等离子喷涂纳米结构YSZ涂层的结构与性能

利用大气等离子喷涂技术在300、400和500 A电流下分别制备具有不同纳米结构及含量的涂层,于1 300℃高温下分别保温20 h与50 h后,采用场发射扫描电镜,X射线衍射技术及努氏压痕法研究涂层中纳米结构的变化。在1 000℃下进行热震性能测试,观察涂层结构对抗热震性能的影响。结果表明,300、400和500A电流下涂层的平均晶粒尺寸分别为62、98和104 nm,而300 A电流下涂层具有非常高的孔隙率,约44.8%±8%。高温加热后纳米结构涂层出现烧结收缩,涂层孔隙率降低,弹性模量增加。涂层初始纳米区域颗粒尺寸越低与完全熔化区域烧结速度差异越大越有利于涂层的抗烧结性。当涂层中含有较多纳米区域时涂层抗热裂纹扩展能力有所提高,但是较高的孔隙率加速了涂层与粘结层界面的失效,此时通过降低粉体熔化程度提高纳米区域含量对热障涂层的寿命有负面作用。     

频率对钛合金表面微弧氧化陶瓷层的影响

采用恒流模式在铝酸盐体系电解液中制备TC4钛合金表面微弧氧化陶瓷层,研究了工作频率对涂层厚度、微观形貌、孔隙率等的影响。结果表明,随频率的增加,相同处理时间所获陶瓷层的厚度呈现先增大后减小的趋势;频率对陶瓷层微观形貌和孔隙率影响相对较大;陶瓷涂层表面分布着大量火山口形态的放电孔洞和微裂纹;在工作频率为500 Hz时,陶瓷层的表面孔径为0.5~1μm,且孔隙率亦仅约为8.41%。     

考虑孔隙细观特征的热障涂层脱粘缺陷超声检测数值模拟

为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100μm的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2~2.0 mm、孔隙率范围0%~5%、孔隙平均宽高比分别为4∶10、6∶10、8∶10和10∶10的多组热障涂层二维随机孔隙模型(Random void model,RVM),采用时域有限差分技术进行了超声检测数值模拟。结果表明:当涂层厚度一定时,涂层声压反射系数幅度谱极值与脱粘尺寸呈线性关系,脱粘尺寸超声定量误差随孔隙率和孔隙平均宽高比的增加而增大,当涂层孔隙率为5%时,超声测量最大相对误差已达到37.7%,孔隙平均宽高比增大为10:10时,超声测量最大相对误差达到36.9%。此外,由于受孔隙分布状态的影响,超声定量结果呈现出一定的波动性。     

温度梯度热循环下纳米7YSZ陶瓷层结构演变

目的采用低温超音速等离子喷涂(LT-HVOF)在镍基高温合金基体(K417)上制备了NiCoCrAlYTa粘结层,使用大气等离子喷涂(APS)在粘结层上制备了纳米7%Y_2O_3-ZrO_2(7YSZ)陶瓷涂层,以获得温度梯度热循环下纳米陶瓷层的结构演变机制。方法通过燃气热冲击实验仪对热障涂层模拟真实服役条件下温度梯度热循环的工作环境,采用一维稳态热传导模型计算了热障涂层中各涂层界面的温度,探讨了在热驱动作用下等径晶粒和非等径晶粒的扩散长大机制。结果热循环次数为40次时,涂层近表面出现了烧结致密化现象,而陶瓷层底部涂层保持原来的结构。热循环次数增加到460次时,整个陶瓷层断面都发生了烧结致密化现象。结论温度是涂层烧结致密化的主导因素。涂层中当等大晶粒接触形成弯曲颈时,由于弯曲颈只受水平方向静压力作用,晶粒中原子扩散速率慢,导致晶粒长大速率较慢;而当非等大晶粒接触形成弯曲颈时,在晶粒接触弯曲颈处存在一偏大晶粒方向的剪切力,其导致晶粒向弯曲颈扩散速率增加,晶粒长大速率较快。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

锤杆导程及导板拉伤的修补工艺

介绍了空气锤锤杆导程及导板拉伤缺陷及其修复工艺，效果十分理想。     

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。     

国内钨精矿市场价格振荡原因分析

介绍了国内外钨精矿资源分布情况,分析了近阶段价格波动原因及后期走势。     

输送管道中频感应加热的磁-热耦合仿真

通过建立二维轴对称数学模型,对实际工况下厚壁管道中频感应加热过程的磁-热耦合进行了数值仿真。分析了管道内部电磁场、涡流场与温度场的分布情况,研究了电流频率、输入电流以及线圈与管道之间的空气间隙等主要参数对管道加热效率的影响规律。结果表明,磁通密度和感应电流密度在同一路径上的分布规律相似,管道两端的磁通密度分布和电流密度分布存在很大的不均匀性。与实际试验结果相对比,所建立的模型及模拟方法合理可行。可以通过提高电流频率,增加输入电流密度,适当减小线圈与管道的空气间隙来提高管道感应加热的效率。