一种通过改变激光功率密度分布控制熔覆层裂纹的方法

为了降低激光熔覆过程中熔覆层热应力从而减少裂纹的生成,提出了一种通过改变激光功率密度分布来控制熔覆层裂纹的方法,并用数值模拟的方法对均布及凸字形光斑熔覆过程进行了热力耦合有限元分析。结果表明,用均布光斑熔覆呈现出激光加工典型的快速加热、快速冷却特征,而采用凸字形光斑可在一定程度上起到预热、缓冷的效果,从而降低了熔覆区与非熔覆区的温度梯度,另外,在熔覆效果相当的前提下,其熔覆层热应力也较小,因而可以有效地减小熔覆层的开裂趋势。     

基于Brook理论的激光熔覆过程中纳米Al_2O_3+13%TiO_2陶瓷颗粒生长研究

为了研究激光高能量密度下纳米颗粒的生长情况,从而为优化工艺参数提供参考,在Brook晶粒生长经典理论基础上,结合有限元软件Ansys数值模拟的激光熔覆温度场,计算了激光熔覆等离子体喷涂预置纳米Al2O3+13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层过程中纳米颗粒尺寸变化,并讨论了纳米颗粒初始尺寸及不同熔覆区域对其生长的影响。同时,对等离子体喷涂纳米涂层进行了激光熔覆试验。结果表明,纳米颗粒在激光熔覆试验中生长情况的总体趋势与理论计算结果基本一致,说明基于Brook理论的晶粒生长理论对了解纳米颗粒在激光熔覆过程中的生长有一定的理论指导意义。     

激光重熔对等离子喷涂热障涂层冲蚀行为影响

研究了等离子喷涂和激光重熔ZrO<,2>-7%Y<,2>O<,3>热障涂层的微观结构,同时考察了两种涂层的抗冲蚀性能,并探讨了其冲蚀破坏机理.试验发现,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征;经过激光重熔处理后,涂层表面形成了沿热流方向生长的柱状品重熔区;相对于等离子喷涂试样,激光重熔涂层有较好的抗冲蚀性能;不管等...     

等离子喷涂中纳米团聚体粉末温度场数值模拟

在纳米粒子排布方式理想化假设及热物性参数换算基础上,对纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末等离子喷涂过程中的温度场进行数值模拟,分析粉末直径、喷涂距离及喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末熔化状态的影响,并通过试验研究粉末在喷涂过程中的熔化特性.结果表明,要想获得适当且比较均匀的熔化状态,粉末粒度大小范围不宜分布过宽,同...     

针状电极电沉积枝晶生长的模拟与实验

采用改进的扩散限制凝聚模型对针状电极电沉积镍枝晶的形状和生长过程进行了数值模拟研究,采用电沉积设备进行了验证性试验。结果表明:实验获得的电沉积实物与模拟得到的粒子簇形貌非常相似,两者的分形维数也很接近,用扩散限制凝聚模型来说明枝晶生长规律是有效的,模型中的模拟参数分别与电沉积参数存在着内在的对应联系;模拟生成的粒子沉积层具有明显的分形结构。     

新的多孔泡沫镍制备工艺

针对目前泡沫金属制备方法的缺点,提出了一种泡沫金属制备的新方法——电解液喷射沉积法。研究了喷射沉积制备泡沫镍的工艺,自行研制了试验装置,制备了具有不同孔隙率的泡沫镍试样,分析了相关工艺参数(电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等)对泡沫镍微观结构的影响。结果表明:采用相对较低的镍离子浓度配方Bath A对制备均匀致密的枝晶多孔结构有利。随着电流密度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐降低;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增加。总体上采用电解液喷射沉积法制备的泡沫镍的孔隙率在30~70%之间。     

钛合金激光表面改性技术研究现状

钛合金密度小,比强度高,具有良好的耐蚀性、疲劳抗力,广泛应用于航空航天、国防、汽车、医疗等领域.然而,钛合金摩擦系数高、对粘着磨损和微动磨损非常敏感、耐磨性差及高温抗氧化性差等缺点,制约了它的应用.表面改性技术,尤其是激光表面改性技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径,综述了国内外钛合金激光表面改性技术的研究现状,主要介绍了激光熔覆、激光合金化和激光熔凝技术及其在钛合金表面改性中的应用,并对其存在的主要问题及当前的研究热点:激光表面改性工艺参量优化、激光改性过程中裂纹产生机理及裂纹控制、复合激光表面改性技术、纳米改性层、功能梯度改性层、激光原位合成、激光熔覆非晶涂层、超短脉冲激光表面改性以及激光改性过程的数值模拟等进行了讨论.     

射流电铸快速成型的试验研究

介绍了射流电铸快速成型技术的基本原理与设备系统组成,并进行了基础试验研究.研究结果表明,喷射距离近、电流密度低时,铸斑尺寸小,定域性好,快速成型零件的尺寸精度高;用自行研制的射流电铸快速成型设备成型了一组不同形状的金属铜零件.     

进电方式对太阳能级硅体电阻影响的基础研究

电火花加工太阳能级硅,硅的体电阻是影响加工效率的决定因素,而不同的进电方式会使硅有不同的体电阻.基于欧姆定律的均匀柱形导体电阻公式和电导公式,推导出硅点、线、面等不同进电方式下的体电阻计算公式,发现点接触形式下体电阻与点附近的材料性质、接触形式密切相关,增加线的长度可减小线接触体电阻,而减小材料尺寸是减小面接触体电阻的有效方法.最后用27 V恒压电源伏安法测量硅的通电电流,电阻的计算结果与点-点接触之间的体电阻计算值相符.     

等离子喷涂纳米Al2O3-13TiO2陶瓷涂层研究

以常规和纳米团聚体Al2O3-13TiO2(ω/%,下同)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备常规和纳米结构陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,同时对纳米结构涂层的微观组织形成机制进行了讨论.结果表明:常规复合陶瓷涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征;纳米结构复合陶瓷涂层由部分熔化区以及与常规等离子喷涂类似的片层状完全熔化区组成.根据组织结构的不同,部分熔化区又分为亚微米A12O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构的液相烧结区和经过一定长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子的固相烧结区,不同的部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中A12O3与TiO2之间的熔点差异.由于等离子喷涂过程中涂层沉积时的快速凝固作用,不管是常规还是纳米涂层都以亚稳相γ-A12O3为主.