等离子体浸没离子注入与沉积技术的发展及前沿问题

表面热功能结构是指在固体表面加工出具有不同形貌、不同尺度、不同维数,并具有散热或传热功能的结构。复杂表面热功能结构在高集成度芯片热控制方面有着广阔的应用前景。如何根据热功能需求主动设计表面结构并提出适合高效率低成本的制造方法是解决高热流密度问题的核心所在。在对当前表面热功能结构的发展现状分析基础上,较详细论述了表面热功能结构制造领域的关键技术,指出未来表面热功能结构研究的重点应集中在结构的微细化和复杂化、表面热功能结构的高效低成本制造方法等方面。     

表面反应功能结构制造领域的研究现状及发展趋势

表面反应功能结构是指在反应载体表面加工出具有不同形貌、不同尺度、不同维数,并具有反应功能的结构。表面反应功能结构设计和制造是微反应器大规模推广应用的核心技术。文中在对当前表面反应功能结构的表现形式和主动设计方法分析基础上,较详细论述了表面反应功能结构新的制造技术,指出未来表面反应功能结构研究的重点应集中在不同功能结构的优选、特定功能结构的主动设计以及适合不同反应功能结构的高效、低成本制造方法探索等方面。     

6061铝合金电子束表面处理温度场的仿真与实验验证

根据电子束表面扫描过程的实际情况,建立了铝合金电子束表面扫描处理的温度场有限元模型,分析了电子束处理后表面熔池的形态。仿真过程中,考虑了试样表面的热辐射和材料的相变,并用实验验证了仿真结果,讨论了电子束加速电压、下束时间对熔池尺寸的影响。结果表明:采用电子束表面处理技术,在铝合金材料表面可以获得细小的晶粒组织;在温度场的仿真过程中,模拟得到的熔池的尺寸与实验所测相吻合;仿真得到试样表面温度场分布均匀,试样表面的温度场呈带状分布,横截面处的温度场分布呈梯度分布;熔池的深度和宽度随着电子束加速电压和下束时间的增加而增加。     

钢管表面结构对热喷玻璃涂层的影响

研究了钢管经酸洗和喷砂除锈后表面结构对热喷玻璃涂层的影响,结果表明：金属／瓷层界面发生了一系列复杂的物理化学反应,铁、镍元素在界面发生富集、形成过渡层,使瓷层与金属密着良好,表面层相结构主要为玻璃态,有少量Ｎａ２ＭｏＯ４（ＭｏＯ３）ｙ晶相存在,热喷玻璃涂层表面光滑、无裂纹、酸洗表面喷瓷后,瓷层中产生大量气孔,金属／瓷层界面产生大量微裂纹。     

不锈钢纤维丝径对多孔表面池沸腾换热性能的影响

以85%和90%两种孔隙度的不锈钢纤维多孔表面为研究对象,针对8、12、20、28μm的4种不同丝径样品的池沸腾传热性能进行分析。结果发现:当测试样品的孔隙度、厚度等参数一致时,不锈钢纤维丝径小于20μm,不锈钢纤维多孔表面的传热性能随丝径的增大而增强。影响纤维多孔表面池沸腾换热的因素很多,因此其传热性能并不是随纤维丝径的增大而增强,当纤维丝径大于20μm,其传热性能呈减弱趋势。     

Al超微粒子的组织结构及表面状态

本工作采用惰性气体蒸发法制备Al超微粒子,采用高分辨透射电子显微镜,X射线衍射和X光电子谱等多种分析技术,详细研究了Al超微粒子的结晶形态、晶体结构、表面状态和组成,结果指出,在高纯惰性气氛中制备的Al超微粒子具有明显的结晶形态,大部分粒子为一单晶体,晶体结构为fcc,α_0=0.405nm,结果还发现,Al超微粒子表面存在一层非晶Al_2O_3,平均厚约2nm,对粒子本身具有很好的保护作用,因此,用惰性气体蒸发法制备的Al超微粒子在空气中是相当稳定的。     

岩石结构面表面形貌的现场测量及分级

提出了表面形貌轮廓线分段测量理论,并以此为指导对岩石结构面进行了大量的现场形貌测量。运用模糊数学方法对结构面表面特性进行综合评判,并对结构面按形貌特征进行分级。根据现场剪切试验资料,建立了综合评判指数与结构面摩擦系数的关系。由此,将用结构面表面形貌参数进行模糊综合评判来预计其摩擦系数的方法拓宽到工程现场应用范围。     

热老化对铸造双相不锈钢管道亚结构的影响

对核电站压水堆一回路用Z3CN20-09M铸造双相不锈钢进行400℃恒温加速热老化试验,持续加热时间分别为1000h和3000h,利用透射电镜(TEM)分析其在不同热老化时间下亚结构的变化,以及热老化过程对亚结构的影响。结果显示,热老化过程中显微组织形态无明显变化,为奥氏体基体上分布着不连续的岛状铁素体,但亚结构发生了明显改变。奥氏体基体在热老化初期有大量位错缠结及高密度的层错,随热老化时间的延长,基体中的位错缠结程度明显减轻,层错数量大大减少,在位错、相界及晶界上有析出物出现,铁素体相内出现调幅分解。     

风琴管喷嘴出口段内表面结构对空化特性的影响

喷嘴内表面结构对其内部流动特性有重要影响,进而影响到喷嘴空化特性。选取风琴管喷嘴出口段管道结构模型,构建管道内表面凸起结构,首先运用FLUENT对粗糙管道流场进行分析,得出近壁面流场压力变化曲线;通过MATLAB拟合出流场压力变化函数p(t),再基于空泡动力学方程研究空泡在该流场中的演变过程。结果表明:凸起的存在显著影响了近壁面流场压力,凸起达到一定数量时,压力波动呈现出类似交变变化;空泡演变初期凸起高度和宽度的增加提高了空泡生长速率,随时间延长凸起的尺寸增加加速了空泡的破灭。     

用于热交换的金属多孔表面制备方法

本文主要介绍了多孔金属表面的制造方法,并对其传热机理进行了详细的阐述.     

等温淬火球墨铸铁表面热处理工艺的研究

等温淬火球墨铸铁(ADI)具有多方面优越的性能特点,然而,单纯的等温淬火难以同时具有高强度、高硬度及高的韧性与塑性。为了进一步扩大ADI的应用范围,采用不同的表面高频淬火工艺考察了ADI表面热处理的可行性,并着重探讨了不同表面处理工艺对ADI表层组织及硬度的影响规律。研究表明,对ADI采用二步法表面热处理可以得到理想的效果。     

工业窑炉中几种炉衬耐火材料结构的传热分析

以1250 ℃轧钢加热炉和1600 ℃隧道窑2种典型的连续热工窑炉为例,通过对不同炉衬耐火材料结构组合的综合传热系数、热流密度和炉墙温度场的传热学计算,结合耐火纤维、耐火浇注料、轻质耐火砖、Al_3O_2空心球砖及镁砖等炉衬材料的几种炉衬结构的传热分析,给出了相应窑衬结构的热导率改变对热流密度和炉墙外壁温度的影响,表明采用轻质绝热耐火材料和耐火纤维的复合窑衬结构其炉墙热流密度大大降低.计算结果显示体现工业窑炉炉衬耐火节能一体化优势的窑衬结构为:1250 ℃轧钢加热炉采用105 mm纤维板+230 mm JM23绝热保温砖+115 mm轻质莫来石耐火砖的窑衬结构;1600 ℃隧道窑采用110 mm纤维板+115 mm JM23绝热保温砖+115 mm轻质莫来石耐火砖+160 mm Al_3O_2空心球砖的窑衬结构.     

连续铸造铸锭与冷却水之间传热系数的确定

连续铸造温度场的计算中,铸锭与冷却水之间的对流传热系数是关键的参数,本文介绍了冷却水接触高温物体表面时的对流换热特点及传热系数的确定,揭示了温度场和传热系数相互决定的本质。     

双辊薄带-铸辊界面热流测量方法研究

综述了国内外薄带连铸界面热流的测定方法,分析了工艺参数的变化对薄带-铸辊界面换热系数造成的影响。归纳前人研究模型和方法的特点,提出存在的问题,为双辊薄带连铸技术的进一步研究提出了建议和看法。     

金属淬火过程换热面对换热系数影响的有限元探求法

在金属淬火过程的数值模拟中,换热系数的正确求解是保证工件温度场以及应力/应变场模拟结果与实际情况相符合的先决条件.据此研究和分析了换热系数反求法的数学模型,采用二维圆柱坐标有限元法对该数学模型求解,并考虑了换热面对换热系数的影响,求出了圆柱侧面和下端面的换热系数.研究发现,换热面的空间方位对换热系数有较大的影响.和圆柱体的侧面相比,底面的换热变化规律相同,但是换热条件不佳,换热系数较小.用求得的换热曲线模拟大尺寸工件的淬火过程,发现考虑换热面对换热系数的影响后,其计算的温度分布明显不同.     

小方坯连铸机凝固传热软件的编制

应用数值传热学基本理论,分析了小方坯连铸机在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点,并结合现场实际,使用Delphi开发工具编制了小方坯连铸机凝固传热软件。通过实际生产数据对软件进行校正,对铸坯进行了数值模拟计算,结果表明：当浇铸断面为165 mm×165 mm的铸坯时,拉速每增加0.1 m/min时,结晶器末端坯壳厚度减少0.5～0.8 mm,切割枪处表面中心温度升高12 ℃。     

Surface Cleaning or Activation？Control of Surface Condition Prior to Thermo-Chemical Heat Treatment

Actual heat treatment processes must face increasing specifications with reference to process quality, safety and results in terms of reproducibility and repeatability. They can be met only if the parts‘ surface condition is controlled during manufacturing and, especially, prior to the treatment. An electrochemical method for the detection of a steel part‘s surface condition is presented, together with results, consequences, and mechanisms concerning surface pre-treatment before the thermochemical process. A steel surface‘s activity or passivity can be detected electrochemically, independently from the chemical background. The selected method was the recording of potential vs. time curves at small constant currents, using a miniaturized electrochemical cell, a (nearly) non-destructive electrolyte and a potentio-galvanostatic setup. The method enables to distinguish types of surface contamination which do not interfere with the thermochemical process, from passive layers which do and must be removed. Whereas some types of passive layers can be removed using conventional cleaning processes and agents, others are so stable that their effects can only be overcome by applying an additional activation pre-treatment, e.g. oxynitriding.