Phase constitution,microstructure and mechanical properties of a Ni-based superalloy specially designed for additive manufacturing

In this study, a kind of Ni-based superalloy specially designed for additive manufacturing (AM) was investigated. Thermo-Calc simulation and differential scanning calorimetry (DSC) analysis were used to determine phases and their transformation temperature. Experimental specimens were prepared by laser metal deposition (LMD) and traditional casting method. Microstructure, phase constitution and mechanical properties of the alloy were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission scanning electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and tensile tests. The results show that this alloy contains two basic phases, γ/γ', in addition to these phases, at least two secondary phases may be present, such as MC carbides and Laves phases. Furthermore, the as-deposited alloy has finer dendrite, its mean primary dendrite arm space (PDAS) is about 30-45 μm, and the average size of γ' particles is 100-150 nm. However, the dendrite size of the as-cast alloy is much larger and its PDAS is 300-500 μm with secondary and even third dendrite arms. Correspondingly, the alloy displays different tensile behavior with different processing methods, and the as-deposited specimen shows better ultimate tensile stress (1,085.7±51.7 MPa), yield stress (697±19.5 MPa) and elongation (25.8%±2.2%) than that of the as-cast specimen. The differences in mechanical properties of the alloy are due to the different morphology and size of dendrites, γ', and Laves phase, and the segregation of elements, etc. Such important information would be helpful for alloy application as well as new alloy development.     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

增材制造技术在超高膨胀封隔器中的应用

石油和天然气行业不断关注增材制造技术在航空航天和汽车行业的应用发展。研发了利用增材制造技术的超高膨胀封隔器,该封隔器的支承环系统由增材制造。增材制造设计大幅减少了支承系统的构件数量,同时显著提高了膨胀能力和额定压力。密封元件系统与增材制造支承环安装在一起,提供了极端膨胀比、零挤压间隙和对不规则孔的良好适应性。分析和测试结果表明:直径膨胀比高达111%,与常规封隔器相比,提高50%以上; 至少涵盖5种线重的套管(外径相同); 在148.89 ℃的温度下,密封元件能够保持压力68.95 MPa。介绍了增材制造技术、增材制造支承环概念、增材制造材料力学性能、密封元件系统优化和测试情况,以期给我国的完井作业提供借鉴。     

铜电解精炼添加剂生产实践与精细化管理探索

添加剂是铜电解精炼生产管理的最关键要素,合适的添加剂使用方案可以有效保障电解生产系统长期稳定。结合添加剂生产实践和其它电解厂添加剂管理优点,提出探索添加剂精细化管理,进一步保障和提升铜电解添加剂管理实效。     

优化作业方式提高始极片质量

针对某厂铜电解种板工序存在的始极片质量波动较大的问题,从种板系统体积控制和添加剂匹配的角度出发,分析各种因素对始极片质量的影响,做出了相应的改进措施,使种板系统运行更加稳定,始极片质量得到进一步提升。     

Performance improvement of conventional and inverted polymer solar cells with hydrophobic fluoropolymer as nonvolatile processing additive

The morphology of the photoactive layer critically affects the performance of the bulk heterojunction polymer solar cells (PSCs). To control the morphology, we introduced a hydrophobic fluoropolymer polyvinylidene fluoride (PVDF) as nonvolatile additive into the P3HT:PCBM active layer. The effect of PVDF on the surface and the bulk morphology were investigated by atomic force microscope and transmission electron microscopy, respectively. Through the repulsive interactions between the hydrophilic PCBM and the hydrophobic PVDF, much more uniform phase separation with good P3HT crystallinity is formed within the active layer, resulting enhanced light harvesting and improved photovoltaic performance in conventional devices. The PCE of the conventional device can improve from 2.40% to 3.07% with PVDF additive. The PVDF distribution within the active layer was investigated by secondary ion mass spectroscopy, confirming a bottom distribution of PVDF. Therefore, inverted device structure was designed, and the PCE can improve from 2.81% to 3.45% with PVDF additive. Our findings suggest that PVDF is a promising nonvolatile processing additive for high performance polymer solar cells.     

钛合金表面多磁极耦合旋转磁场光整加工特性

面向激光增材制造钛合金表面的光整加工需求，设计出一种多磁极耦合旋转磁场光整加工装置来研究光整加工特性。基于ANSYS Maxwell仿真软件分析了光整加工装置的磁场强度分布。搭建了实验光整平台，分析了主轴转速、C轴转速和加工间隙对表面质量的影响。结果表明，在主轴转速500 r/min、C轴转速160 r/min和加工间隙0.7 mm的加工条件下，表面粗糙度Ra由5.991 μm下降至0793 μm。扫描电子显微镜(SEM)观测表明，光整后的钛合金表面沉积层消失，表面质量得到显著改善。     

含膦酸酯结构单元的磺胺衍生物合成与抗菌活性

为了寻找抗菌候选化合物,采用基于片段的药物发现方法,以氨基膦酸酯和磺酰氯为原料,设计合成了15个含膦酸酯结构单元的磺胺衍生物,经IR、1HNMR和13CNMR确认结构。采用两倍稀释法测定目标化合物的MIC(最小抑菌浓度)。结果表明:部分目标化合物呈潜在的抗菌活性,对所测试标准菌和耐药菌均有抑制活性。其中,化合物Ⅱf〔N-[(二乙氧基膦酰基)-4-氟苯甲基]-4-甲氧基苯磺酰胺〕对金黄色葡萄球菌(S. aureus)、大肠埃希菌(E. coli)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)及耐氟喹诺酮类大肠杆菌(MREC)的MIC分别为32、64、128和128μg/mL,化合物Ⅱl〔N-[(二乙氧基膦酰基)-4-氟苯甲基]-4-氟苯磺酰胺〕对S. aureus、E. coli、MRSA及MREC的MIC分别为32、32、64和64μg/mL,抗菌活性优于对照药磺胺嘧啶。     

添加剂对工业齿轮油性能影响的研究

研究了硫化烯烃、磷酸酯胺盐、硫磷酸酯极压抗磨剂,含氮杂环衍生物多功能添加剂和防锈剂等,对工业齿轮油抗乳化性能、极压抗磨性能、防锈性能的影响;以及硫化烯烃、磷酸酯盐极压抗磨剂与含氮杂环衍生物多功能添加剂之间的协和效应。试验结果表明:1.2%~1.6%复合添加剂调制的CKD220工业齿轮油中,磷酸脂盐的正确选用可以提高齿轮油的抗乳化性能、防锈性能和减少防锈剂用量。硫化烯烃与磷酸脂盐、含氮杂环衍生物多功能添加剂的合理组合,可以提高齿轮油的极压抗磨性能和防锈性能,减少添加剂总加剂量。     

高温酸化助排剂HC2-1的研究

为了满足高温油藏和深井酸化作业残酸返排的需要，通过表面活性剂的筛选和复配研究，得到了高温酸化助排剂HC2—1。其性能评价结果表明，HC2—1具有使用浓度低、表面活性高的特点，在20％的HCI溶液中，当其浓度为50mg／L时，表面张力为20．7mN／m；具有良好的耐温性能，在180℃下恒温48h，HC2—1仍保持较高的表面活性；具有良好的耐盐能力，加有HC2—1的20％HCl溶液和CaCO3反应至HCl完全消耗，整个反应过程体系无新相生成且表面张力基本不变；可增大酸液体系的润湿角，进一步降低毛细管阻力，使酸液返排率由46％提高到97％，在促进酸液返排的同时与原油不发生乳化反应。