磁场环境下铝电解熔融铝液成分激光诱导击穿光谱原位测量分析

铝电解车间具有高温、强磁、多粉尘等环境特点,当前生产过程中熔融原铝的成分检测主要是人工取样然后离线分析,化验过程及结果具有较大的滞后性,故将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于铝电解车间铝液成分原位、实时测量具有重要意义。实验采用Nd:YAG脉冲激光器,多通道光纤光谱仪和电感耦合器件(CCD)探测器组成的激光诱导击穿光谱测量系统对电流为400kA电解槽中熔融铝液的主要成分铁、硅进行了探测,对原铝中部分元素的特征谱线进行了归属分析。考察了激光能量在磁场环境下的衰减变化及谱线梯度变迁规律,结果表明,距离电解槽边缘约2m处激光能量衰减达最大。分析了磁场对测试系统的影响,并建立了定标曲线,铁和硅两种元素按照内标法建立的定标曲线拟合度分别为93.50%和97.10%,采用该模型进行了测试实验,并用国标GB/T 7999—2015中光电直读发射光谱(OES)测试的相关指标验证测试结果的重复性与允许差。实验证明,LIBS技术在电解铝行业在线检测方面具有较好的应用前景,但是测试的稳定性与重复性也是面临的一个重要问题。     

Pump laser induced photodarkening in ZrO2-doped Yb:Y2O3 laser ceramics

5 at.% Yb:Y₂O₃ transparent ceramics were fabricated using vacuum sintering plus HIP. The ceramics doped with 1 at.% ZrO₂ as the sintering additive were densified at 1700 °C in vacuum followed by HIPing at 1775 °C, while those without sintering additives were densified at 1520 °C in vacuum followed by HIPing at 1450 °C. After sintering, both ceramics had relatively high in-line transmittance. However, during laser experiments, the ZrO₂-doped Yb:Y₂O₃ (Zr-YbY) ceramics were photodarkened when irradiated by 940 nm pump light. The discoloration might be attributed to the formation of Zr³⁺ color centers during lasing. In contrast, no photodarkening effect was detected in the pure Yb:Y₂O₃ ceramics without sintering additives (P-YbY). The P-YbY ceramics exhibited much higher lasing efficiency (17%) than the Zr-YbY ceramics (9%). To our best knowledge, it is the first time that the photodarkening effect was detected in rare-earth doped sesquioxide laser ceramics.     

高炉喷吹煤粉燃烧性与反应性的研究与应用

为了研究高炉喷吹煤粉的冶金性能，采用热重分析法对6种无烟煤和1种烟煤进行燃烧性与反应性研究。结果表明，与无烟煤相比，烟煤在不同温度下的燃烧性和反应性均明显高于无烟煤。混煤的燃烧率实测值大于加权值，使用混煤可以发挥无烟煤和烟煤各自的优点，加快燃烧过程，提高混煤燃烧率。随着混煤中粒度小于74 μm煤粉所占比例的增加，燃烧率增大。在高煤比喷吹条件下，混煤煤粉粒度小于74 μm的比例控制在75%左右。结合无烟煤的燃烧性和反应性试验结果，建议喷吹煤粉采购中应尽可能多地采购无烟煤C资源，同时控制无烟煤E的采购量；高炉提煤比操作中应将无烟煤C确定为喷吹用无烟煤的首选煤种，以提升混煤燃烧率和发挥未燃煤粉保护焦炭的作用。     

高功率光纤激光器光纤器件封装应力影响研究

高功率激光器无源器件制作过程中封装不当引入的应力,会导致信号光光束质量劣化和光纤温升,为了解决此问题,理论分析了光纤形变对信号光模式分布的影响,利用有限元方法建立包层光导致光纤发热模型,实验研究了不同封装方式对光纤发热情况和信号光光束质量的影响。实验表明,应力导致的光纤形变会造成信号光M2值在受力方向上略微变小而其垂直方向上变大,在输出100 W信号光时,施加应力导致的M2值的变化最高为0.39,与仿真结果相符。在光纤温升方面,相比于使用硬质胶水带来的12 ℃温升,使用硅橡胶封装的剥离器将温升控制在5 ℃以内,且其封装应力引入的M2值的变化在0.05以内。     

两次喷射对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究

在一台改造的单缸柴油机上进行了预主喷两次喷射策略对正丁醇部分预混燃烧影响的试验研究。研究结果表明:正丁醇燃料实现部分预混燃烧相对汽油燃料对喷射时刻较敏感,最大压力升高率高,稳定运行范围窄,但未燃碳氢、氮氧化物和碳烟排放较低;预主喷两次喷射能有效降低正丁醇部分预混燃烧最大压力升高率,随着预主喷间隔的增大,最大压力升高率先快速降低后上升,预喷射比例越大,获得最低压力升高率对应的预主喷间隔越大;通过优化预主喷两次喷射策略,能显著改善正丁醇部分预混燃烧可控性差、最大压力升高率高的问题,从而有利于实现更大工况范围内的高效燃烧。     

一种基于LTCC基板的数字光收发模块设计

首先介绍低温共烧陶瓷(LTCC)技术和数字光收发模块,阐述LTCC的技术特点、工艺流程以及它相较于传统PCB电路基板的优势,解释了数字光收发模块的通信原理和工作方式;其次,提出了一种基于LTCC电路基板的数字光收发模块的设计方案,详细介绍了该光模块的主要构成和实现方法,包括电路设计和关键器件的比较和选取;最后,通过对该方案所述的数字光收发模块的样件进行关键指标和性能测试,验证了该设计方案的可行性。     

Microstructure and corrosion behaviors of FeCrNiBSiMox stainless steel fabricated by laser melting deposition

In this paper, FeCrNiBSiMo_x (x = 1.0, 1.5, 2.0, 2.5) stainless steels were successfully prepared using a laser melting deposition technology, with the aim to investigate the effect of Mo content on microstructure and corrosion behaviors. The results showed that the as-deposited specimens were composed mostly of α-Fe and a small amount of (Cr, Mo)₇C₃, and (Cr, Mo)₇C₃ existed in the inter-dendritic (ID) region. As the Mo content increased, grain refinement could be clearly observed, and the area of the ID region increased from 27% to 54%. The low-angle boundaries accounted for 60–70% of the grain boundaries of the as-deposited specimens. Increasing the content of Mo improved the microhardness of the as-deposited specimens from 652 HV to 813 HV. The corrosion current density of the as-deposited specimens with the Mo mass fractions of 1.0%, 1.5%, 2.0%, and 2.5% were 1.37 × 10⁻⁶, 1.02 × 10⁻⁷, 6.19 × 10⁻⁷, and 3.06 × 10⁻⁷ A/cm², respectively. The as-deposited specimen with Mo content of 1.5% had lower cumulative erosion loss and erosion loss rate than other as-deposited specimens. The FeCrNiBSiMo_x (x = 1.5) specimen exhibited excellent resistance to electrochemical corrosion and cavitation erosion.     

多金属3D打印的SLM设备工艺参数库试验研究

针对特定的金属3D打印机,加工不同金属均需反复实验,因此建立成形工艺参数数据库十分必要。以某国产金属打印设备为研究对象,以加工Al Si10Mg合金的工艺方法为例,采用正交试验方法和微观组织分析法验证其选择最佳工艺参数组合的正确性,最终通过多种金属的加工得到该设备的激光功率、扫描间距、扫描速度对打印不同金属的致密度、抗拉强度以及断后伸长率的影响的规律。结果显示选择激光功率时要充分考虑金属的熔点、易氧化、反光率等特性,扫描间距对成形不同金属的力学性能影响敏感度最大,为建立更多金属成形工艺数据库提供了参考。     

往复式活塞压缩机中间喷液制冷系统的(火用)分析

通过对往复式活塞压缩机进行改造，在单级活塞压缩系统的基础上搭建了一种中间喷液冷却的准两级压缩系统并在蒸发温度为-20 ℃的工况下进行实验测量，根据实验数据对单级活塞压缩系统和新型中间喷液冷却活塞压缩系统的COP、〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损失和〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗效率进行计算。结果表明：加入中间喷液冷却系统后，系统的COP由1.27提升至1.36，单位制冷量由155.1 kJ/kg提升至176.7 kJ/kg；单级活塞压缩系统〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损失较大的部分是压缩机和膨胀阀，分别占压缩机输入〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗的16.2%和14.8%，加入中间喷液冷却系统后压缩机部分的〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损失明显降低，仅占压缩机输入〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗的3.6%，冷凝器及膨胀阀的〖HT5”，7”〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损比也有所下降。