热虹吸热管爆破试验分析

前言热管是一种结构简单、无运转部件、工作可靠、使用寿命长、传热效率极高的新型传热元件。按结构不同,可分为吸液芯热管和热虹吸热管。两者工作原理基本相同,所不同的是工质冷凝液回归方法:前者依靠吸液芯的毛细作用,而后者依靠液体的重力。热虹吸热管制作较为简便,成本较低,传输热量大,应用较多。热管用作换热器、     

时效温度对选区激光熔化高强AlSiMg1.4合金组织和力学性能的影响

研究了时效温度对选区激光熔化成形高Mg含量AlSiMg1.4合金组织和力学性能的影响。结果表明：SLM沉积态样品具有典型的熔池状显微组织,熔池内部为贯穿的柱状晶,熔池边界为等轴晶,晶粒内部存在胞状亚结构。Mg含量的增加有效提升了合金α(Al)基体中Mg的固溶量,有利于沉积态AlSiMg1.4样品中Mg-Si团簇的形成及直接时效样品中Mg-Si纳米强化相的析出,从而有效提升了合金的强度。样品经150℃直接时效处理2 h后,其屈服强度和抗拉强度分别超过320 MPa和530 MPa,优于传统SLM成形AlSi-Mg合金。由于不同沉积方向上熔道分布和胞状亚结构尺寸的不同,导致沉积态样品和150℃时效态样品具有明显的力学性能各向异性。当时效温度增加至300℃和400℃时,由于不同沉积方向样品的显微组织逐渐趋同,使得样品的力学性能各向异性逐渐消失,但网格状富Si组织的分解导致样品的强度大幅降低。     

Er改性铝合金的选区激光熔化成形性及力学性能

通过选区激光熔化(SLM)技术制备了Al-Mg-Mn-Er-Zr铝合金,系统研究了不同工艺参数对合金粉末成形性以及时效处理对沉积态样品力学性能的影响。结果表明：高激光能量密度下获得的样品不存在微裂纹,样品的孔隙率较低,最低约为0.4%。样品以柱状晶为主,熔池边界分布有少量等轴晶,平均晶粒宽度约为5μm。样品中主要包含α(Al)、Al₆Mn和L12型晶体相。在350℃下,样品的硬度和压缩屈服强度随时效时间的延长先增加后降低,最大值分别为(171±1) HV和(555±12) MPa。     

磁控溅射制备TiCN复合膜的微结构与性能

通过磁控溅射技术制备一系列不同石墨靶功率的TiCN复合膜。分别利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和高温摩擦磨损仪研究薄膜的微观结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。结果表明:随着石墨靶功率的增加,TiCN(111)峰逐渐宽化,晶粒尺寸逐渐减小,薄膜最后接近非晶结构。薄膜的硬度与弹性模量呈先增大后减小的趋势,在石墨靶功率为90 W时薄膜的硬度和弹性模量最大,分别为28.2和230 GPa。随着石墨靶功率的增加,室温下TiCN复合膜的摩擦因数逐渐减小,TiCN复合膜的耐磨性能明显提高。当环境温度升高到300~500℃时,TiCN薄膜的摩擦因数明显增大。TiCN复合膜的摩擦磨损性能受薄膜微观结构、空气中的水蒸气和氧气及环境温度等一系列因素的影响。     

Si含量对ZrSiN薄膜微结构及性能的影响

采用非平衡磁控溅射法制备Zr1 xSixN薄膜,利用能谱分析、X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、力学性能及摩擦磨损性能进行研究。结果表明,Zr1 xSixN复合膜呈fcc结构,当x小于0.16时,Zr1 xSixN薄膜沿(200)面择优生长,x大于0.16时,薄膜呈(111)择优取向;随x增大,Zr1 xSixN薄膜的硬度逐渐降低,弹性模量先升高后降低,其中Zr0.96Si0.04N薄膜的弹性模量最大,为317 GPa;随x增大,Zr1 xSixN薄膜的抗氧化性能加强,Zr0.55Si0.45N薄膜在800℃下才氧化。Si的加入对Zr1 xSixN薄膜的摩擦性能影响不大。     

TiVCN复合膜的微结构、力学性能与摩擦磨损性能研究

采用多靶磁控溅射技水,分别利用不同V靶功率和石墨靶功率制备一系列不同V含量和C含量的TiVN和TiVCN复合膜.利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损仪研究了TiVN和TiVCN复合膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能.研究表明,当V靶功率为60 W时,TiVN薄膜的硬度达到最大值,为25.02 GPa.在此基础上逐渐加入C元素,当石墨靶功率为20 W时,TiVCN薄膜的硬度达到最大值,为28.51 GPa.当石墨靶功率进一步增加,薄膜的硬度值开始逐渐降低.室温下,随着石墨靶功率的增加,TiVCN薄膜的摩擦系数逐渐减小.高温下,TiVCN复合膜的摩擦系数随着温度的升高先增加后减小,在700℃时获得最小值,当温度继续升高摩擦系数又增加.讨论了高温下TiVCN复合膜Magneli相的作用和自适应机制.     

TiCN/VCN多层膜的力学和摩擦磨损性能

采用多靶磁控溅射技术,制备TiCN、VCN单层膜及一系列调制比为1的不同调制周期的TiCN/VCN多层膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜,研究各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:不同调制周期的TiCN/VCN多层膜的硬度围绕混合法则计算的硬度值上下波动,没有出现致硬现象。TiCN和VCN单层薄膜室温下的摩擦因数很低,TiCN/VCN多层膜调制周期较小时摩擦因数较高,调制周期大于10 nm时摩擦因数逐渐接近TiCN和VCN单层膜。700℃下,TiCN/VCN多层膜的摩擦因数主要取决于表面生成的TiO2和V2O5的共同作用,与TiCN相比,TiCN/VCN多层膜的高温摩擦因数较小。     

Cr1-xAlxN涂层的微结构和抗氧化性能研究

采用磁控反应溅射法制备了一系列不同Al含量的Cr1-xAlxN涂层,通过能谱仪(EDS)测试涂层的成分,X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的表面形貌,研究了Al含量对涂层的微结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明,涂层取CrN的面心立方结构生长,且呈(111)择优取向.随着Al含量增加,涂层的晶格常数减小,涂层的高温抗氧化性能显著提高.Cr0.6356Al0.3644N涂层随着氧化温度的升高,表面的Al含量略为上升,在900℃涂层产生裂纹失效.     

Al含量对(V,W,Al)N复合膜微观组织和抗氧化性能的影响

采用多靶磁控溅射仪,制备不同Al含量的(V,W,Al)N复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和热处理炉及热失重分析仪对(V,W,Al)N复合膜的微观组织、力学性能及高温抗氧化性能进行表征。结果表明:当Al含量低于14.86 at%时,(V,W,Al)N复合膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N相,当Al含量高于14.86 at%时,薄膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N和AlN相;随Al原子百分含量的增加,复合膜的硬度呈先增大后减小的趋势,当Al原子百分含量达到14.86 at%时,其硬度最大值为35.5 GPa;随Al含量的增加,(V,W,Al)N复合膜抗氧化性能提高了至少200℃。讨论Al含量对(V,W,Al)N复合膜性能的影响。     

不同Ti含量的W-Ti-N复合膜的微结构及性能研究

采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti-N复合膜。采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征。采用UMT-2功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对W-Ti-N复合膜的摩擦性能进行评价,同时,探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制。结果表明:Ti含量(原子分数,下同)为5%~23.48%时,薄膜硬度处于峰值区,硬度值最高可达39GPa,摩擦因数在0.4左右。当Ti含量高于23.48%时,硬度随着Ti含量增加而下降,摩擦因数随Ti含量的增加而升高。