激光增材制造纳米颗粒增强铝合金复合材料组织及性能的研究

目的 提高激光增材制造铝合金复合材料成型机制及力学性能。方法 采用1070nm,200W光纤激光器进行激光沉积试验,首先在没有添加纳米颗粒的AlSi12粉末样品上进行实验,采用相同的参数对AlSi12-TiC（5vol.%TiC）和AlSi12-TiC（25vol.%TiC）纳米铝合金复合材料进行激光沉积。 最后通过形貌和微观结构表征研究纳米颗粒对金属合金性能的影响。结果 AlSi12-TiC（25vol.%TiC）粉末的反射率达到 15.17±1.88%,反射率显著降低;在纳米颗粒的帮助下,平均硬度为578±42.5HV,有显著增高;样品的杨氏模量为187.73±28 GPA,与ANNNC（35 vol.%TiC）相当。     

TiB2颗粒增强铝合金复合材料研究

本文用熔铸法制地ＴｉＢ２颗粒增强铝合金复合材料。     

镍夹层添加对激光熔丝增材制造钛/钢金属复合材料界面组织与性能影响研究

针对钛/钢复合材料增材制造过程中易形成脆性Ti-Fe金属间化合物,恶化界面性能的问题。本文选择镍(ERNi-1)作为夹层,采用激光熔丝增材制造技术实现了TC4/309L复合材料的一体化制备。重点分析了Ni夹层添加对于界面组织与性能的影响,结果表明：添加Ni夹层的钛/钢复合材料的界面主要由Fe/Ni界面和Ti/Ni界面组成。其中,对于Fe/Ni界面Fe和Ni形成了无限固溶体,且未发现明显的裂纹和气孔等缺陷,实现了良好的冶金结合;在Ti/Ni界面中含有TiFe、TiNi₃、TiNi、Ti₂Ni等多种脆性金属间化合物,界面最大硬度达到670.1 Hv。界面结合强度的微区拉伸试验显示,其结合强度为30.5 MPa,断裂于Ti/Ni界面位置,呈脆性断裂特征。     

激光增材TC4表面纳米梯度层结构与性能研究

采用超音速微粒轰击技术在激光增材TC4表面制备了纳米梯度强化层,并采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计和磨损试验机对不同处理时间的纳米梯度强化层微观结构演变和力学性能进行了测试.结果表明,经超音速微粒轰击处理后,TC4合金在一定范围内形成梯度结构的塑性变形区,其表面形成纳米...     

TIG电弧增材制造TC4钛合金的组织与性能

深部复杂地应力环境使得岩石的力学特性发生不同程度的改变,影响了地下开采掘进效率。为了改善大红山铜矿某巷道的爆破掘进效果,对巷道内的大理岩试件开展三维动静组合冲击试验,分析三维受力状态大理岩的动态力学特性、能量分布特征以及损伤演化规律。研究结果表明：当轴压为14 MPa,围压为5 MPa时,在应变率在79.19s-1~186.71s-1时,相对于单轴抗压强度,峰值应力可增加21.56%~135.42%;试件的能量吸收比与入射能成正线性相关,当能量吸收比不大于2.49 J/cm3时,试件仅有少数裂纹贯通,未发生破碎;当能量吸收比大于4.05 J/cm3时,试件完全破碎;试件的损伤随应变呈指数增加,当超过峰值应变后,损伤度加速增长。     

钢厂导卫板激光增材修复层的组织与性能研究

利用激光增材再制造技术,以M2高速钢作为合金粉末,在45钢导卫板表面进行激光修复工艺试验,分别使用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计对修复层的微观组织、成分及硬度进行分析,并对修复层进行摩擦磨损试验。结果表明:导卫板熔覆层组织均匀致密、晶粒细小,无裂纹、气孔等缺陷,与基体结合良好;导卫板熔覆层硬度及耐磨性相较于基体均有所提高,能有效提高使用寿命,具有很好的使用效果。     

激光增材制造FeNi坡莫合金及其磁性能研究

以Fe-50%Ni预合金粉末为原材料,并采用激光选区熔化（Selective laser melting, SLM）技术制备坡莫合金,通过光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜等对采用不同工艺参数制备的SLM Fe-50%Ni合金的微观组织进行观察表征,分别在直流及交流条件下采用磁性能测试仪对其稳态磁性能及动态磁性能进行测试分析,其中直流测试中最大外磁场强度为5000 A/m．同时,研究了在交流条件下外磁场强为10 mT时不同频率下的铁损变化．研究结果表明：随着扫描速度的降低,即激光体积能量密度的增加,合金样品的孔隙率降低,显微硬度升高,但是过高的能量密度也使得热应力增加而产生微裂纹,晶粒尺寸也较大;合金样品的主相均为γ-(Fe-Ni)相,微观组织主要为沿打印方向的柱状晶组织,但在其熔池边界附近也存在少量的等轴晶,晶粒大小呈现微观不均匀性;选择适合的能量密度对合金的内部质量及性能至关重要,在使用较适合的体积能量密度制备的SLM合金样品的相对孔隙率低于0.5%、矫顽力为270 A/m、饱和磁感应强度为1.2 T、剩余饱和磁感应强度为0.4 T;当磁场强度为10 mT时,随着频率从10 kHz增加至100 kHz,铁损随着频率的升高而升高．      

纤维增强铝合金复合材料界面偏析研究

利用挤压铸造制备了纤维增强铝合金复合材料 ,研究了复合材料的界面偏析。研究结果表明 ,在复合材料的凝固末期 ,由于选择结晶 ,剩余液相中的溶质变化导致基体合金类型的改变 ,最终产生界面偏析。偏析对材料的组织结构和性能的影响可能是双重的。     

纳米坡缕石增强PF复合材料研究

以原位法制备了纳米坡缕石增强PF复合材料.TEM表明,纳米坡缕石粉体在复合材料中分散均匀;IR特征:在约1085cm-1、1045cm-1等处分别为酚醛树脂中的醚键桥、羟甲基的固有红外吸收峰,而1191 cm-1、1121cm-1、1094 cm-1、987cm-1等处均属于坡缕石特殊结构中不同类的Si-O红外吸收峰;TG/DTA曲线表明,它们耐热性较好,明显优于普通酚醛树脂.用此复合材料作为基体树脂制备的无石棉编织型制动带,摩擦性能良好.     

WC颗粒增强铜基复合材料的研究

用粉末冶金法制备了WC增强的WC／Cu复合材料，研究了WC含量对复合材料性能的影响，分析了复合材料的再结晶行为，结果表明：WC体积含量为1.6％时，细小的WC粒子均匀分布，弥散效果好，材料的密度为8．41g／cm^3，硬度为HV151，电导率为85％IACS，其综合性能较优；WC粒子能显提高复合材料的再结晶温度。图6，表1，参10．     

TiC颗粒增强2618复合材料的研究

用原位反应合成法（即XD法）制备了TiC颗粒增强2618复合材料,并用－ray衍射分析技术,透射电镜及撞及拉伸实验对其结构和性能进行了研究。结果表明：利用原位反应成合可以制备TiC增强多元素合金2618为基体的复合材料;普通熔铸法相比,逆向熔铸法可以缩短熔铸时间,减少TiC粒子损失,从而制得较为理想的复合材料,TiC粒子的加入可以提高2618合金的力学性能。图6,表1,参8。     

TiC颗粒增强钨基复合材料的组织结构与力学性能

本用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ研究了ＴｉＣ颗凿增强基复合材料（ＴｉＣｐ／Ｗ,ＴｉＣｐ体积分数和为３０％）的组织结构。结果表明,由于ＴｉＣｐ的加入。阻碍Ｗ晶粒在烧结时的长大,复合材料的致度较纯Ｗ的有所提高,Ｗ向ＴｉＣ晶格发生扩散,在ＴｉＣ中形成（ＴｉＷ）Ｃ固溶体,Ｔｉ也向Ｗ中发生少量扩散,ＴｉＣｐ／Ｗ界面形成冶金结合在复合材料中没有发现Ｗ２Ｃ和ＷＣ相。复合材料的韧性,弹性模量和硬度都明显比纯Ｗ的和合材     

搅拌摩擦增材制造的研究进展

介绍了基于搅拌摩擦焊原理开发的固相增材制造技术,根据制备工艺差异,搅拌摩擦增材制造技术可分为3类,分别为基于薄板逐层堆积的搅拌摩擦增材制造技术、消耗金属粉材的固相搅拌摩擦增材制造技术及消耗金属棒材的摩擦表面增材制造技术。对上述3类搅拌摩擦增材技术的国内外研究现状进行了介绍和分析,并对基于搅拌摩擦的固相增材制造技术未来的发展进行了展望。     

氩弧熔覆制备WC颗粒增强涂层组织及性能研究

采用氩弧熔覆技术, 在45钢表面制备出WC颗粒增强的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD和EDS分析了氩弧熔覆层的显微组织和相组成, 并测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。结果显示, 熔覆层枝晶中弥散分布WC和W₂C硬质相颗粒, 出现Fe(W)固溶体和M₆C型化合物, 显微硬度最高可达1 277.1 HV0.1, 磨损试验中其磨损量是基体磨损量的1/6, 熔覆层的良好耐磨性能主要得益于未熔的WC颗粒。     

放电等离子烧结制备纳米SiC_p/Al复合材料及组织性能研究

以微米级、纳米级碳化硅(SiC)颗粒和纯铝(Al)粉为原料,通过高能球磨+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了不同质量分数的SiC颗粒增强Al基复合材料(SiC_p/Al),研究了SiC颗粒尺寸和含量对复合材料组织性能的影响。结果表明:高能球磨能促进增强颗粒的均匀分布,放电等离子烧结具有烧结温度低、保温时间短的特点,可有效减少甚至避免基体与增强体有害反应的发生。纳米级SiC增强铝基复合材料的颗粒团聚趋势较大,复合材料致密度较低,但是其细晶强化和Orowan强化效果显著,包含源缺陷和源裂纹较少,因此,复合材料硬度和屈服强度相应提高。     

激光增材制造技术在煤矿液压支架柱塞上的应用

煤矿液压支架柱塞是液压系统执行机构的关键部件,其表面质量关乎着液压支架初撑力、工作阻力、支护强度以及推移行程等性能指标是否能满足设计要求。传统的电镀铬涂层和柱塞基体之间仅为机械性结合,强度较差;而激光增材制造技术专用复合材料与基体形成冶金结合层,显著改善了基体表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化、抗疲劳等性能,大大优越于传统的电镀铬技术。     

增材制造月壤原位成形技术的研究现状

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。几十年来,太空探索一直是炙手可热的话题,随着嫦娥五号的发射,正式开启了我国首次地外天体采样返回之旅,象征着我国月球基地建设方案正式提上日程。月球探索是人类进行深空探索的第一步,月球原位资源利用对于月球探索具有重大意义。增材制造是进行月球原位资源利用建设月球基地的有效手段。本文阐述了月壤的基本特性以及模拟月壤的特点及组成,重点总结了目前国内外模拟月壤增材制造的研究进展。提出了面向月球风化层（即月壤）的增材制造关键技术的重要挑战。围绕我国月球基地建设工程,讨论了增材制造技术的发展前景与可能的实施途径。     

颗粒增强金属基复合材料参数化建模研究

颗粒增强金属基复合材料具有复杂的细观结构,几何模型的构建一直是研究其力学性能 的一个难点。 通过ABAQUS软件的Python语言接口,完成颗粒增强金属基复合材料复杂细观模 型的参数化建模,并封装为插件,可实现轴对称单胞、三维周期性单胞和颗粒随机分布代表性体 积单元模型的参数化建模。 分析了氧化锆增韧氧化铝颗粒(ZTA)的形貌、体积分数、界面结合性 能等因素对氧化锆增韧氧化铝颗粒增强铁基复合材料(ZTAp/Fe45)力学性能的影响。 结果表 明,不规则多面体颗粒对复合材料弹性模量的增强作用大于球状颗粒,其不规则的形貌特点造成 了复合材料内部更易出现应力集中现象。 ZTA颗粒体积分数的增加,使得ZTAp/Fe45 复合材料 弹性模量呈现上升的趋势,说明增强颗粒的加入可有效地提升复合材料的弹性模量。 在低界面 模量的情况下,界面结合性能的改善可显著地提升复合材料的弹性模量,当界面模量达到基体模 量后,继续提高界面弹性模量对复合材料弹性模量的提升作用逐渐趋缓。     

模拟月壤原位增材制造技术研究进展

增材制造技术又称3D打印技术,它可以实现对复杂结构器件的制造,从而使其在建筑、机械加工等应用领域有一定潜力.随着人类对宇宙探索欲望愈演愈烈,各国都决定将月球作为"跳板",采用月球上丰富的月壤资源利用3D打印技术进行小型零件或大型建筑物的原位制造,以此逐步开展宇宙探索计划.目前,科研工作者们已成功配置出多种模拟月壤,其与真实月壤的成分组成、粒径分布等性质都很相似.并且利用D-shape、微挤出式墨水3D打印、激光增材制造、数字光固化等增材制造工艺已成功将模拟月壤原料打印成型.其中,采用数字光固化增材制造技术打印并经过脱脂烧结后得到的模拟月壤结构件的抗压强度及弯曲强度分别可达到428.1 MPa和129.5 MPa,验证了增材制造技术在未来行星上进行原位制造的可行性.本文意在为月球等宇宙天体的原位制造技术研究提供一定的参考.     

相变储能铝合金的组织及储热性能研究

采用熔铸的方法制备了不同成分的Al-Si及Al-Si-Mg-Cu系合金, 通过XRD、SEM、EDS等实验手段对各样品相组成和微观组织进行了观察分析, 并利用差示扫描量热仪(DSC)对样品单位质量相变潜热、单位体积相变潜热相关性能进行了研究。结果表明: Al-Si-Mg-Cu合金中的共晶组织相对于Al-Si合金中的明显细化; Al-Si共晶的铝合金较Al-Si-Mg-Cu合金的单位质量相变潜热大, 同时相变潜热与共晶组织的含量正相关的关系; 由于密度的变化使单位体积的储热量排序与其单位质量的储热量排序不同, Al-13Si的单位体积潜热最高, 为1 384.2 J/g。