微量Zn对铸态AM60-2mass%RE合金导热性能和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜、LFA 467激光导热测试仪及电子万能试验机研究了微量Zn对铸态AM60-2mass%RE镁合金导热性能和力学性能的影响。结果表明:合金中添加的微量Zn主要固溶于基体中,未与合金中其他元素形成中间相;但Al4RE和Al11RE3相数量显著增加,沿晶界成断续状态分布。Zn含量从0.2 mass%增加到0.8 mass%时,合金的导热系数从63.6 W·(m·K)~(-1)降低至58.8 W·(m·K)~(-1);铸态合金的抗拉强度和维氏硬度分别从168 MPa和57 HV增加至185 MPa和62HV,冲击韧性和断后伸长率分别从20 J·cm~(-2)和8.6%降低至15 J·cm~(-2)和6.2%。     

低碳钢薄带双辊连铸凝固过程的数值模拟

结晶辊的温度场分布对薄带连铸凝固过程有重要影响。采用商业软件ProCAST模拟了低碳钢薄带双辊连铸凝固过程,并在此基础上考虑了结晶辊转动、水冷强度及结晶辊涂层种类对薄带连铸凝固过程的影响。结果表明:当水冷对流换热系数为250 000 W/(m~2·K)时,铸辊转动10 s后,其温度场基本达到了稳定状态,薄带凝固厚度从热循环开始时的1. 004mm减小至稳定状态的0. 976 mm;当水冷对流换热系数从5 485 W/(m~2·K)→40 040 W/(m~2·K)→250 000 W/(m~2·K)逐渐增加时,铸辊外表面最高温度从686. 4℃→586. 7℃→556. 4℃逐渐降低,薄带连铸整体温度场的温度不断降低;导热系数相近的涂层对薄带连铸凝固过程的影响不大。     

铸造Cu-La-Zn合金的强化及导热行为（英文）

开发一种适合于压铸的高导热Cu-La-Zn合金,该合金的导热系数高达200～300W/(m·K),约为普通黄铜的两倍。分别定量研究铸态二元Cu-La (2.0%～4.5%La,质量分数)和三元Cu-2La-x Zn (0～3.0%Zn,质量分数)合金中Cu6La金属间化合物和Zn固溶原子对强化和导热行为的影响。结果表明：每增加1%(质量分数)的La或Zn,合金导热系数下降约34W/(m·K)。Cu-2La-x Zn合金中α-Cu基体的晶格常数随Zn固溶原子的增加由3.6163?增加到3.6239?;在Zn原子的固溶强化作用下,α-Cu基体的硬度由1.495 GPa呈抛物线增加至1.597 GPa。根据基于显微组织的Maxwell-Eucken模型计算结果,确定Cu6La的导热系数约为35.37W/(m·K);而每增加1%Zn(摩尔分数)的固溶原子,α-Cu基体的导热系数下降51.38 W/(m·K)。     

Mn、Fe和Zr对Al8Si0.8Mg0.5Cu合金组织和性能的影响

通过电导率和拉伸性能测试,并结合金相显微镜和扫描电镜组织观察等分析测试手段,研究了合金元素Fe、Mn和Zr对高导热Al8Si0.8Mg0.5Cu合金的拉伸性能、热导率和微观组织的影响。结果表明,铸态合金中,当锰含量(质量分数,下同)由0.1%增加至0.3%时,粗大针状含Fe相减少而块状含Fe相增多,拉伸强度增加42.5 N/mm2,而热导率降低8 W/(m·K);当铁含量由0.1%增加至0.5%时,铸态合金中针状含Fe相的数量和尺寸明显增大,拉伸强度提高7.8 N/mm2,而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,针状含Fe相的数量略有增加,拉伸强度降低18.8 N/mm2,而热导率降低7 W/(m·K)。当铸态合金在200℃4 h人工时效后,随锰含量增加,拉伸强度增加28.5N/mm2,而热导率降低了3 W/(m·K);随铁含量增加,拉伸强度提高11.9 N/mm2而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,拉伸强度降低11.5 N/mm2而热导率降低了4 W/(m·K)。     

铝电解阳极覆盖料性能探讨

阳极覆盖料对铝电解有十分重要的影响,起到保持电解槽能量平衡、物料平衡、保护阳极等诸多作用。覆盖料的成分、粒度、厚度、导热系数和安息角等参数决定了覆盖料的性能。本文将从这几个方面对覆盖料进行较为详细的分析,研究其各个参数对覆盖料性能的影响规律,所得出的结论将为铝电解覆盖料的现场使用提供数据支撑和理论指导。     

基于ProCAST软件的镍基中空叶片定向凝固过程模拟

采用ProCAST铸造仿真软件对镍基中空叶片定向凝固过程进行仿真模拟。结果表明:当界面换热系数恒定为1 500 W/m2·K时,随着抽拉速率逐渐降低,糊状区最小宽度从66.4 mm(v=8 mm/min)降低为39.1 mm(v=2mm/min);当抽拉速率恒定为2 mm/min时,随着界面换热系数降低,糊状区最小宽度从74.5 mm(H=1 500 W/m2·K)降低为39.1 mm(500 W/m2·K);抽拉速率和界面换热系数分别为2 mm/min和1 500 W/m2·K时,中空叶片最大位移量约为0.05 mm,可获得一定的尺寸精度。     

基于ProCAST软件的镍基中空叶片定向凝固过程模拟

采用ProCAST铸造仿真软件对镍基中空叶片定向凝固过程进行仿真模拟。结果表明:当界面换热系数恒定为1 500 W/m2·K时,随着抽拉速率逐渐降低,糊状区最小宽度从66.4 mm(v=8 mm/min)降低为39.1 mm(v=2mm/min);当抽拉速率恒定为2 mm/min时,随着界面换热系数降低,糊状区最小宽度从74.5 mm(H=1 500 W/m2·K)降低为39.1 mm(500 W/m2·K);抽拉速率和界面换热系数分别为2 mm/min和1 500 W/m2·K时,中空叶片最大位移量约为0.05 mm,可获得一定的尺寸精度。     

生阳极干料配方优化研究与应用

为了获得干料最大振实密度,在分析干料中各成分的颗粒筛分纯度的基础上,开展不同干料配方下的振实密度试验。通过优化粗焦、中焦和细焦的配料比例,使干料振实密度由原来的1.1845 g/cm~3提高到1.2336 g/cm~3,再通过优化球磨料的比例,确定最佳配入量在25%～35%之间,两次优化后振实密度比现有配方提高了0.065 g/cm~3左右。生阳极干料配方优化结果表明,生坯体积密度平均值由原来的1.5516 g/cm~3提高到1.6113 g/cm~3,优化效果明显。     

钼铜的低温导热研究

研究了熔渗法制备的Mo-Cu复合材料从350～20 K的导热率变化.结果表明,该材料在350 K的导热率为200W/(m·K).随着温度降低,导热率降低,降温至200 K后导热率升高,20 K时导热率达305W/(m·K).将样品用浓硝酸腐蚀去除铜组分后观察微观组织发现,Mo在熔渗制备过程中已烧结成骨架结构,这种结构的形成是低温材料导热率升高的原因.     

稳态导热下连铸保护渣固态渣膜有效导热系数的研究

现有关于连铸保护渣导热系数的测量方法主要有瞬时热线法和激光脉冲法两种,而实际连铸生产过程中既有传导传热也有辐射传热,导热系数无法评价坯壳向结晶器的综合传热,需要用有效导热系数来计算通过渣膜的综合传热。通过热流模拟仪及激光共聚焦显微镜对固态渣膜的有效导热系数进行了研究。结果表明:随着碱度从1.1增加到1.4,连铸保护渣的结晶性能增强,固态渣膜表面粗糙度逐渐增大,拟合得到的有效导热系数从1.20 W/(m·K)增大到2.46W/(m·K)。     

304不锈钢复合电镀镍-膨胀石墨导热性能

通过一种简单而经济的电镀方法在304不锈钢表面制备镍-膨胀石墨复合材料,并对其导热性能进行研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对镀层的显微形貌及结构进行表征,通过激光粒度分布仪对膨胀石墨的粒径进行测定,通过激光导热仪测定复合镀层的导热系数。结果表明:膨胀石墨呈片状结构,缺陷少且复合镀前后缺陷基本不变。复合镀层中膨胀石墨的原子数分数为5.98%,且均匀分布。镍-膨胀石墨/304不锈钢的导热系数为16.02 W/(m·K),相比于镍/304不锈钢和304不锈钢,其导热系数分别提高了9.7%和23.8%。膨胀石墨与304不锈钢表面及镍镀层接触良好,构成了良好的导热通道,提高了镍镀层的导热性能。     

基于NTC微珠状热敏电阻的稳态测量方法

稳态导热系数测量方法的原理和数学模型简单,但热源均温性要求高和测量时间长限制了稳态导热系数测量方法的实际应用。提出一种测量导热系数的新型微球法稳态热测量方法,建立对应的物理模型和试验方法。通过熔融共混法制备不同质量分数的石墨烯 石蜡复合相变材料,并采用微球法对不同质量分数的石墨烯 石蜡复合相变材料的导热系数进行测量。测量得到样品的导热系数分别为0.278 W/(m·K）(0%)、0.330 W/（m·K）(0.5%)、0.402 W/（m·K）(1%)、0.524 W/（m·K）(2%)、0.604 W/（m·K）(3%)、0.654 W/（m·K）(4%)和0.711 W/（m·K）(5%)。该方法具有微球体积小、热源均匀、测量快、样品制备简单等优点,可应用于实际工程中相变材料和液体的原位导热系数测量。     

定向凝固多孔Cu热沉传热性能的实验研究

利用定向凝固多孔Cu制备了气孔呈定向规则排布的多孔Cu热沉,对沿孔长方向长度20 mm热沉的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,定向凝固多孔Cu热沉具有优异的传热性能,当气孔率为29%,平均孔径为400μm时,热沉的换热系数可以达到5 W/(cm~2·K),沿孔长垂直方向将定向凝固多孔Cu切割成沿孔长方向排列的2段后,其换热系数可以提高到6.5 W/(cm~2·K).这说明当定向凝固多孔Cu沿孔长方向的长度较大时,通孔率降低限制了热沉的传热性能.     

超轻质ZrO2纤维隔热材料的热物理性能研究

采用Hot disk热分析仪和石英灯辐射加热法分别测试分析了ZrO<,2>纤维隔热材料的常温和高温隔热性能.研究表明,随材料孔隙率的增大,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数减小,即隔热效果越好;在孔隙率相同的情况下,材料晶粒尺寸越小其有效导热系数就越小;随试样表面温度的升高,在热传导的过程中辐射起主导作用,从而使材料的有效导热系数增大;当温度由200℃升高到800℃时,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数由0.027W/(m·K)升高到0.085W/(m·K),在800℃达到热稳定时,ZrO<,2>纤维隔热材料冷边的温度不高于30℃.     

复式结晶器铜板表面涂层的热性能检测及分析

低过热度、低温度梯度是提高连铸坯等轴晶率的两个重要技术措施,复式结晶器上部由于实现了弱冷,因此可以用于降低钢凝固前沿的温度梯度,达到抑制柱状晶生长、扩大等轴晶区的目的,进而提高铸坯的内部质量.为了降低复式结晶器上段的热流,在结晶器铜板表面喷涂了隔热涂层,检测了涂层的导热系数及其热震性能.在此基础上,建立了带涂层的复式结晶器传热模型,分析并计算了涂层成分、孔隙度及厚度对复式结晶器上段热阻的影响.结果表明,含20%ZrO2和含30%ZrO2镍基涂层的导热系数分别为8.2W/(m·K)和13.9W/(m·K);600℃下两种涂层的抗热震次数均在50次以上;采用厚度为1.5mm的含20%ZrO2的镍基涂层可以使复式结晶器上段热流密度降低到传统结晶器的一半.     

基于一维稳态纵向导热法对几种铸铁材料热物理性能的研究

采用KY-DRX-JH金属高温导热系数测试仪,测定不同合金成分铸铁材料的导热系数。结果表明:在100～550℃,灰铸铁的导热系数随温度的升高呈下降趋势,蠕铁在100℃的导热系数低于灰铁,其导热系数范围为33.33～42.47 W/m·K;合金蠕铁的导热系数随温度的升高先升后降,峰值点在300℃左右。100℃时合金蠕铁的导热系数随基体中铁素体量的增加而提高。     

半连续铸造铝合金圆锭冷却过程传热研究

通过试验法测定了铸造过程中φ100 mm的铝合金铸锭近表面的动态温度,采用逆向法计算出其水冷段的换热系数.结果表明,随着铸锭表面温度的降低,换热系数逐渐增大;在温度由400℃降至130℃的过程中,换热系数急剧增大,在130℃左右时达到最大,其最大值大约为23000 W/(m·K);当温度继续降低时,铸锭表面换热系数迅速减小.最后分析了换热系数变化的原因.     

基于神经网络遗传算法的超疏水涂层优化

目的 探究超疏水涂层各成分的含量对涂层水接触角和导热系数的影响,找到最优成分组合,使涂层水接触角和导热系数同时获得最大值。方法 根据设计的L25（55）正交试验,制作和测试涂层试样,借助Matlab软件建立结构为5-8-2的BP神经网络,通过正交试验结果训练和测试神经网络,得到涂层水接触角和导热系数的预测模型。调用训练好的预测模型,采用遗传算法对涂层各成分含量进行全局寻优。使用寻优得到的参数和调整后的参数进行试验,检验寻优计算结果。结果 BP神经网络预测模型水接触角的最大误差为0.061 98,导热系数的最大误差为0.065 77。基于遗传算法的优化结果,涂层成分（质量分数）为纳米SiO₂ 10.1%+TiO₂ 6.4%+碳粉5%+纳米石墨烯0.6%+MTES 1.8%时,涂层的水接触角达到164.24°,导热系数达到14.19W/（m·K）,其误差分别为3.80%和2.31%。采用调整后的参数进行试验,测试得到涂层的水接触角为155.02°,导热系数为13.25 W/（m·K）,其误差分别5.64%和5.58%。结论 通过BP神经网络预测模...     

稀土元素La、Ce对Al-7Si-0.4Cu-1.0Fe压铸铝合金组织和性能的影响

研究了稀土元素La、Ce对Al-7Si-0.4Cu-1.0Fe压铸铝合金微观组织、导热性能及力学性能的影响。结果表明：添加稀土元素La、Ce能够细化合金α-Al晶粒，其形态从枝晶转变为胞状晶，平均二次枝晶臂间距从16.3μm减小至11.2μm,降低了31.3%;共晶Si明显细化变质，平均面积从1.4μm²降低至0.4μm²,平均纵横比从1.91降低至1.13。稀土元素La、Ce在合金中分布均匀，未发现明显的含La、Ce的金属间化合物。相较于未添加稀土合金，添加0.1%(质量分数，下同)La和0.1%Ce的合金热导率从140.33 W/(m·K)提高至159.68 W/(m·K),抗拉强度从176.1 MPa提高至213.6 MPa,断后伸长率从2.78%提高至6.62%,分别提高了13.8%、21.3%和238.1%。     

石墨烯/氮化硼/石墨烯三明治薄膜的制备和导热性能

采用简单的真空抽滤方法,制备了石墨烯/氮化硼/石墨烯的三明治薄膜并对其导热性能进行分析。结果表明,三明治薄膜的面内导热系数达53.09 W/(m·K),较纯石墨烯薄膜(21.5 W/(m·K))高,将在散热领域有潜在应用。