轴承钢的接触疲劳性能研究

对国产GCr15、美国AISI52100、日本SUJ2轴承钢进行了低温回火处理,并测试了其力学性能,同时在球棒试验机上考察了3种钢的接触疲劳磨损性能。结果表明:经回火处理后3种钢的强度、硬度、冲击韧性等力学性能差别不大,而日本SUJ2轴承钢、美国AISI52100轴承钢的接触疲劳特征寿命分别为GCr15轴承钢接触疲劳特征寿命的1.83倍和1.66倍。其主要原因是:相对于美国AISI52100轴承钢、日本SUJ2轴承钢而言,国产GCr15轴承钢中的A类硫化物夹杂含量更多、链更长、更宽,且其D类铝酸钙复合夹杂物含量更多。     

大连极紫外相干光源

先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来,飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50～150nm,单脉冲能量大于100μJ,且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲,是我国第一台自由电子激光用户装置,并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置,在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目,目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。     

聚四氟乙烯曲轴油封的工艺研究及可靠性验证

聚叫氟乙烯(PTFE)油封具有摩擦阻力小、耐廓损和耐高温等优点,但缺乏柔韧性和抗蠕变性.如何解决密封材料的弹性问题,是攻克PTFE油封国产化的关键.采用不同的烧结工艺,研究其对聚四氟乙烯油封回复性和跟随性的影响,通过油封径向力测试仪的测量可知,采用340℃水冷工艺制造的PTFE油封,其径向力小于由340℃风冷工艺和一般烧结法制造的两种PTFE油封,但唇口回复率最大且径向力衰减最慢,能提高与旋转轴的跟随性,减小泄漏率.在发动机的实验台架上检验油封的装配质量和耐久性.采用340℃水冷上艺的PTFE油封在整个实验期间未出现任何渗漏现象,磨损程度在技术要求的范围内,能满足发动机强化实验要求.     

Al_2O_3刀具车削NbC/Fe粉末冶金复合材料时的磨损

通过对Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀片车削NbC铁基粉末冶金复合材料的试验研究,探讨了刀具的主要磨损形式,分析了复合材料中增强相含量和材料密度以及切削参数等因素对刀具磨损的影响。结果表明:陶瓷刀具不会发生严重的磨粒磨损,刀具的高脆性及硬质颗粒的剧烈刮擦、冲撞引起的切削刃微崩和剥落磨损是刀具磨损的主要原因;工件材料增强相含量越高,对刀具的磨损越大;在相对密度大于90.3%的范围内,材料密度对刀具磨损的影响不太显著,当密度进一步降低时,刀具磨损率迅速下降;切削速度越高、背吃刀量越大、进给量越小,刀具磨损越快;此外,切削速度对刀具磨损的影响最显著,而进给量对刀具磨损的影响最小。     

CR-39应用于中子探测的化学蚀刻条件优化研究

CR-39化学蚀刻的主要影响因素有蚀刻温度、蚀刻液种类和浓度以及蚀刻时间等。本研究选用英国Track Analysis Systems公司的CR-39,采用正交法对蚀刻温度、蚀刻液浓度、蚀刻时间进行试验研究,并与公司推荐化学蚀刻条件下的径迹图像、径迹密度进行对比,得出的优化蚀刻条件是:蚀刻温度为85°C、Na OH蚀刻液浓度为7 mol·L ~1,蚀刻时间为90 min。实验同时发现蚀刻温度是这三个因素中对化学蚀刻后净径迹密度影响最大的因素,而蚀刻时间的影响最小。该研究为CR-39应用于中子探测提供了更好的蚀刻条件,节省了实验时间。     

上海硬X射线自由电子激光装置调试用束流收集桶的设计

在建上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai high repetition rate XFEL and extreme light facility,SHINE)包含一台8 GeV的超导直线加速器,100 PW的激光系统,三条波荡线和10条实验线站。主加速器的第三磁压缩段(BC3段)有一调试用的束流收集桶,BC3段的调试电子流强为0.3 μA、能量为7.7 GeV,束流功率为2.31 kW。本文从材料对7.7 GeV电子的能量吸收方面考虑,对束流收集桶的结构进行了确定。用ANSYS 17.0对束流收集桶的温度场进行了分析,结果证明在有表面空气自然对流换热的情况下,铝芯的最高温度为193.14 ℃,在束流收集桶坑道无外界换气的情况下,束流收集桶需要外围冷却水;用蒙特卡罗程序FLUKA对束流收集桶的活化进行了分析,保守假设束流收集桶连续注束2 000 h。结果证明要保证停机1 h后,束流收集桶周围30 cm处的剩余辐射剂量小于25 μSv/h,束流收集桶外围需要55～85 cm的混凝土屏蔽体;结果显示束流收集桶的剩余辐射剂量在30 min内衰减的非常快,这是由于刚停机时束流收集桶内产生的50%左右的放射性核素半衰期都小于10 min。     

基于束流线源模型自由电子激光器主体墙的屏蔽设计

在建的大连自由电子激光(Dalian Coherent Light Source,DCLS)是我国第一个开工建设的四代光源,也将是全球唯一可调波极紫外自由电子激光器。本文采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子束流线源均匀模型(均匀电子固定角度发射),对DCLS注入器段的主体墙厚度做了屏蔽设计,计算中引入方差减小技巧,以降低计算结果的统计误差;并将基于束流线源模型的蒙特卡罗计算结果与基于经验公式的Shiled11软件的计算结果做了比较。结果表明,基于束流线源模型的蒙特卡罗计算结果与基于经验公式的Shiled11软件的计算结果吻合较好;主体墙外的剂量主要是由中子贡献,95%以上的中子剂量是由巨共振中子贡献。因此,基于电子束流线源模型的蒙特卡罗方法适用于电子直线加速器的主体墙的横向屏蔽设计。     

基于束流环形高斯模型对上海硬X射线自由电子激光装置的束流刮束器进行活化分析

在建的上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetition rate XFEL aNd Extreme light facility,SHINE)的加速器隧道内,采用束流刮束器刮掉束晕外围张角比较大的电子,刮束器的束流损失率为0.1‰。本文采用蒙特卡洛程序FLUKA,用SOURCE程序实现电子束在3σ_beam外的高斯分布,以尽量真实模拟电子在束流刮束器处的丢失情况,解决了低功率刮束情况下蒙特卡洛模拟无统计性结果的难题。利用束流环形高斯模型对刮束器的活化进行了分析,结果表明环形高斯模型可以更真实地再现电子在束流刮束器的丢失情况;5年运行后距刮束器30 cm处的剩余剂量率达到了数百μSv/h至数mSv/h,和国外类似装置计算结果相当;通过对放射性核素的种类分析,结果证明刮束器(钨)的放射性废物处置难度不大。     

石英光纤束损监测系统在SXFEL上的应用

上海软X射线自由电子激光装置（Soft X-ray Free-Electron Laser facility,SXFEL）是我国第一台X射线相干光源，为了对其波荡器线束流损失进行监测，设计安装了一套基于切伦科夫辐射理论的石英光纤束损监测系统。由于石英光纤对高能γ射线不敏感，适应在SXFEL高辐射场环境中安装使用。该束损监测系统响应速度极快，覆盖整个波荡器线约180 m长区域，能够对整个波荡器沿线束流损失进行实时连续监测。本文介绍了该光纤束损监测系统原理与组成，按应用需求进行了系统位置标定与光纤衰减系数测量等实验，并在实际调束过程中考察了该系统的应用情况。结果表明：该系统具有良好的位置分辨能力，在上游位置分辨能力约为0.2 m，能够满足工作人员调束需求。