精密电解加工共性关键技术及其在航空制造中的应用

飞行器上关键结构件的几何特征复杂,传统方式难以满足加工需求,精密电解加工技术具有无工具损耗、无机械切削力、加工定域性好的优点,适用于各种形状复杂、难加工、低刚度构件的加工,在航空制造领域占有重要地位。在介绍精密电解加工共性关键技术的基础上,阐述了其在航空制造中的典型应用,并对发展前景进行了展望。     

3D打印连续芳纶纤维/聚乳酸波纹夹层结构复合材料的压缩性能研究

以连续芳纶纤维(Kevlar)为增强体,热塑性聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融沉积成型(FDM)工艺,设计并制备了一体成型的Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料。研究了Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料在压缩载荷下的断裂模式,分析了结构参数、工艺参数对试样的压缩性能和结构密度的影响。结果表明,随着芯层波纹数量的增加,试样的压缩性能与结构密度均呈增大趋势;随着芯层波纹高度的增大,试样的压缩强度先增大后减小,结构密度不断减小;随着打印层高的增大,试样中的纤维体积含量不断减少,试样的压缩强度略有下降。     

铁素体/贝氏体双相钢循环载荷作用下变形行为的模拟研究

为了避免铁素体/贝氏体双相钢管线管在服役过程中的交变载荷作用下引起的塑性损伤，采用有限元模拟方法，建立了Chaboche随动强化模型，研究了铁素体/贝氏体双相钢在循环应变载荷作用下的变形行为。结果显示，在循环应变作用下，应变优先在铁素体中形成累积，并在铁素体、贝氏体界面集中；随应变幅的增大，应变带在铁素体中形成，而贝氏体内累积应变增加不大，两相界面应变差增大。研究表明，铁素体内应变和两相应变差的增加将降低双相钢的塑性变形能力。     

不锈钢表面阻氢涂层研究进展

不锈钢是高压氢系统的常用材料，在氢能储输技术中发挥重要作用，但高压氢环境引起的塑性降低、疲劳裂纹扩展速率加快等不锈钢氢脆问题，严重阻碍了氢能的产业化发展，在不锈钢材料表面制备阻氢涂层是解决不锈钢氢损伤问题的重要手段之一。本文首先综合介绍了典型涂层材料的应用特点及阻氢性能，探讨了制备工艺对涂层阻氢性能的影响、不同涂层材料的阻氢机理，并分析了涂层阻氢性能影响因素，之后总结了涂层阻氢性能评价方法及各种评价方法的优势与不足，并根据各种评价方法的技术特点，指出每种方法的适用范围。最后，基于阻氢涂层研究进展，文章提出以开发新型涂层结构为研究重点，同时加快新型涂层材料的探索，并重点关注涂层氢环境原位性能评价方法的研究。     

超精密平面飞切机床关键技术研究

研制了一种用于KDP晶体加工的平面飞切机床,该机床直线轴基于直线电动机驱动、液体静压导轨支承;刀具旋转轴采用高刚度气浮主轴+高刚度主轴旋转机构。基于高精度分辨率位置反馈+线性驱动器+PID控制算法,直线轴获得了1 mm/min速度下,0.018 mm/min的低速波动以及±0.01μm的位置精度;刀具微进给装置采用差动螺纹进给来实现,最终获得了进给分辨率1μm、锁紧后位置移动量小于1μm高精度进给。在优化工艺参数后,金刚石飞切机床加工100 mm×100 mm×10mm的KDP晶体后获得表面粗糙度Rq优于2 nm高精度指标;加工400 mm×400 mm×30 mm的铝镜后获得面形PV值优于3μm的高精度指标。     

基于多参数特征保留的载荷谱加速耐久性编辑

为了得到时间更短加载效果相同的加速耐久性试验载荷谱,提出了基于多参数特征保留的载荷谱编辑方法。该方法同时考虑载荷谱的损伤、功率谱密度以及统计参数等信息,对零部件载荷谱的时间进行压缩。以汽车悬架螺旋弹簧的载荷谱为例,采用该方法进行缩减,同时从多个参数特征方面与传统的基于损伤保留的编辑方法所得到的载荷谱进行对比。为了进一步验证编辑效果,采用编辑谱和原始谱对弹簧进行疲劳仿真。结果表明,该方法能够有效缩短汽车零部件的载荷谱,可得到与原始载荷谱具有相同加载效果的编辑载荷谱。     

透明红外硫系薄膜非均匀性检测及影响因素

薄膜非均匀性的无损检测对于制备大面积高质量的红外透明薄膜尤为重要。针对红外薄膜光学均匀性难以获取的困难,提出了一种同时获得单层透明红外薄膜厚度和折射率均匀性的无损检测方法。实验上,通过磁控溅射法在二氧化硅衬底上制备了厚度约1.4μm红外透明Ge-Sb-Se硫系薄膜,然后在该薄膜上标定出36个80μm×80μm区域,利用显微傅里叶红外光谱仪测得该36个区域的透射谱,通过分段滤波的方法滤除背景噪声,运用改进的Swanepoel方法计算得到了薄膜每一个区域的厚度和折射率,进而精确获得该薄膜的厚度和折射率均匀性,结果表明精度优于0.5%。     

燃油选择性吸附脱硫的多孔材料研究进展

吸附脱硫技术具有操作条件温和、节能、不改变燃油品质和成本低等特点而备受关注。针对噻吩类难脱除硫化物的深度脱除和转化问题，综述了近年来应用多孔吸附材料选择性吸附超深度脱除燃油中噻吩类硫化物的作用机理及最新研究进展。重点分析了分子筛、金属有机骨架、多孔炭材料、复合材料等不同吸附剂的研究现状，并探讨了各种吸附材料的吸附机理、改性方式和优缺点。本文指出分子筛因优异的热稳定性、高比表面积、均一的孔道结构、低成本和易于工业化等特点，是目前最具优势的吸附剂材料。未来研究应着重阐明吸附机理、提高合成便捷性、脱硫性能以及再生能力，更全面系统的研究将为开发具有理想选择性和再生能力的高效吸附剂奠定基础。     

二氧化碳加氢制甲醇铜基催化剂性能的研究进展

二氧化碳（CO₂）加氢制甲醇对于解决CO₂排放和能源紧缺问题具有重要意义，催化剂的研究是这项技术的关键。铜基催化剂因高效廉价而被广泛研究，但目前的生产效率离实现工业化仍有距离。本文针对铜基催化剂，首先探讨了活性中心的存在形式，然后从活性组分负载量、载体、助剂、制备方法及条件、预处理条件这5个方面，分别分析其对催化剂的活性、选择性以及稳定性等的影响，以期为CO₂高值转化为甲醇的铜基催化剂的制备和筛选提供参考。按照广泛接受的双位点机理可知，CO₂转化率与铜表面积密切相关，甲醇选择性与强碱位点含量密切相关。因此，各方面因素通过影响催化剂比表面积、铜表面积、铜分散度、碱性位点、铜与载体的协同作用等物理化学参数，进而影响CO₂转化率与甲醇选择性。     

富镍锂离子电池三元材料NCM的研究进展

锂离子电池作为新能源电池符合时代要求，具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标，在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能，三元材料基于这种思路进行设计。目前，针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题，通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化，实际需求要求有更有效的改性方法。因此，本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂（NCM424）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)的研究现状与发展导向，认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈，改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向；从改性材料的合成和运行路径入手，研究分子水平上的作用机制，建立统一理论模型，通过计算模拟手段设计电极结构，实现锂离子电池突破性的发展。