选区激光熔化成形W-Ni-Cu的成形工艺及热物理性能

为了研究W-Ni-Cu合金选区激光熔化技术(SLM)直接成形工艺及其热物理性能,设计了以激光功率、扫描速度、扫描线长度、搭接率为变量的工艺实验,研究各参数对致密度的影响,采用SEM、热分析仪、差式扫描量热仪、热-机械分析仪研究合金的微观组织、导热率与热膨胀系数。结果表明:选择合理的优化工艺参数,W-Ni-Cu(SLM)成形致密度最高达到94.5%;微观组织为难熔相W发生了桥接与团聚,基体相CuNi呈网络状包裹于W相周围;测试试样所加载热流平行于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是120.314 0W/(m·K)及7.16×10~(-6)/K,加载热流方向垂直于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是99.257 2W/(m·K)及7.02×10~(-6)/K。不同方向成形测试件导热系数和热膨胀系数的差异是由难熔相W在CuNi相中的分布以及孔隙数量决定的。采用选区激光熔化成形技术可以成形性能较好的W-Ni-Cu合金。     

W含量对选区激光熔化W-Cu组织与热物性的影响

为获得适用于电子封装的W-Cu材料,对60W-40Cu、70W-30Cu、75W-25Cu和80W-5Ni-15Cu合金进行选区激光熔化实验,研究了W含量对合金微观组织、致密度、热导率、热膨胀系数、表面粗糙度、硬度的影响。结果显示:4种W-Cu合金的成形表面均存在球化现象;当W的质量分数低于70%时,致密化机制为重排致密,W相间几乎不发生连接与团聚,热传导优先在铜相中进行;随着W的质量分数上升到75%,致密化机制主要为固态烧结,热传导路径由以W相为核心、边缘由Cu相包裹的结构单元组成;随着W含量增加,W-Cu合金的热导率和热膨胀系数与理论值的偏差增大,合金的表面粗糙度、硬度均增加。最终获得60W-40Cu、70W-30Cu、75W-25Cu、80W-5Ni-15Cu成形后的致密度分别为97.9%,94.5%,91.6%,91.9%,热导率分别为210.4,176.8,152.7,121.3 W·K~(-1)·m~(-1),热膨胀系数分别为11.05×10~(-6),9.33×10~(-6),8.17×10~(-6),7.02×10~(-6)℃~(-1),表面粗糙度分别是9.2,13.7,15.2,15.4μm,显微硬度分别是183,324,567,729 HV。     

故障诊断与预防

设备对于制造业企业来说,是生产产品、创造利润最基本也是最重要的工具之一。设备运行是否正常,能否按照要求进行生产,企业能否获取最大的投资回报率(ROI),是企业对生产设备最基本的要求。诊断技术是满足这一目标要求的重要技术手段。 运用先进的自动化技术对生产设备运行状况进行监测诊断,并且对设备的未来运行状态进行预测,那么在设备完全失灵或仅仅是性能下降的情况下,诊断技术可以有助于改变其运行方式,使其避免出现故障。通过应用诊断技术可提高机器的可靠性,降低维护成本,提高生产率和生产质量。     

一维相干阵半导体激光光束远场特性研究

研究了一维相干阵半导体激光器在远场的光束传输特性.通过建立数学物理模型,模拟计算了一维相干阵激光器的激光光束在远场的光强分布,分析了阵列长度、波长和占空比对不同距离处相干阵远场快慢轴方向光斑宽度的影响.研究表明,受一维相干阵半导体激光慢轴方向子光源相干作用的影响,在远场,相干阵半导体激光器的慢轴方向光斑宽度与快轴方向宽度相比,相差约4个数量级,激光光斑呈现"刀片"状分布.     

弓网电弧接触线温度分布仿真研究

为了分析弓网电弧对接触网导线温升的影响,以接触线为研究对象,建立了电弧作用下弓网系统滑动摩擦副的三维有限元模型,利用COMSOL Multiphysics仿真分析,得到不同类型的接触网导线在不同环境下的温度分布特征.结果表明:相同条件下,铜镁合金、纯铜、铜锡合金接触线的温升依次升高.接触线的截面积越大温升越高.同种接触导线分别处于正常、覆冰和潮湿状态时,接触线的温升依次升高.仿真结果对选择接触线以及降低弓网电弧对接触线的热损伤具有一定参考价值.     

半导体激光器小信号调制时的啁啾噪声分析

针对激光器作为光源在直接调制下会产生频移的问题,对小信号调制下分布反馈式(DFB)激光器的啁啾特性进行了理论分析和仿真研究,并给出了影响频率啁啾的因素和改善措施,仿真结果验证了分析结果的正确性.对激光器的频率啁啾和强度调制响应进行了仿真比较,验证了频率啁啾的峰值频率与张弛振荡频率相仿,得出能促使驰豫振荡衰减的措施也能使啁啾降低的结论.分析了一个能简便衡量频率啁啾的量对通信系统的影响,为进一步优化设计DFB激光器,改善其性能指标提供了依据.     

潮湿条件下滑板磨耗特性研究

为了研究潮湿对受电弓滑板磨耗造成的影响,利用弓网电弧电磁噪声实验平台,开展了4种潮湿条件下的载流磨耗实验,分析了不同潮湿条件下浸铜碳滑板的载流磨耗特性和滑板表面微观形貌。弓网系统间存在一个最佳潮湿度,有利于减少滑板磨耗和电弧的产生。4种潮湿条件下磨耗机理的变化过程为:电弧侵蚀磨损伴随轻微机械磨损、机械磨损、电弧侵蚀磨损,与正常条件下由轻微机械磨损到重机械磨损伴随轻微电弧侵蚀,到机械磨损和电弧侵蚀共存状态的磨耗机理变化过程不同。为特殊条件下弓网磨耗的研究提供一定基础。     

钢球表面缺陷分析

表面有缺陷的钢球在使用过程中往往容易产生剥落,造成轴承的早期失效。采用金相、扫描电镜和能谱分析等方法,对GCr15钢制钢球表面缺陷的形成原因进行了分析。结果表明,钢球缺陷为发纹,是由于夹杂物分布于钢球表面形成的,为冶金缺陷。     

二效盐洗涤制取精制盐

本厂氯化钾生产过程中所得副产品二效盐氯化钠含量较高,本实验通过消水洗涤、滤液洗涤对二效盐进行洗涤,通过中试实验数据显示,经过三次洗涤的二效盐其分离盐的NaCl含量由原先的84.7%提高到了92.98%,达到了精制盐标准。