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。     

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。     

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...     

辅助磨削在叠层模板电铸成形中的应用

沉积层均匀性控制影响叠层模板电铸成形的关键问题。本文中提出了一种辅助磨削脉冲电沉积成形技术,设计了基于其原理的工艺设备。试验方法即将硬质陶瓷粒子引入于电极之间,通过电铸阴极的旋转带动,硬质粒子(陶瓷珠)在电沉积过程中不断摩擦、撞击阴极表面,以期即时消除沉积层表面由于电流分布不均引起的边缘效应。通过表面形貌观察及铸层高度的测量统计,将传统与新型微电铸工艺制备的试样进行了对比。结果表明:硬质粒子可有效阻止杂质的吸附,避免毛刺、积瘤等表面缺陷的产生,能够获得良好的铸层均匀性,表面粗糙度可达0.253μm。表明硬质粒子摩擦在叠层电铸成形中具有较好的实用价值。     

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.     

等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层的组织结构及其形成机理

以Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚体复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备纳米结构陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,讨论涂层的微观组织形成机理.结果表明: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,部分熔化区又分为液相烧结区(亚微米Al2O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构)和固相烧结区(经过一定程度长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子);等离子喷涂使部分α-Al2O3以及全部θ-Al2O3转变为亚稳态γ-Al2O3;纳米结构复合陶瓷涂层中的完全熔化区、液相烧结区及固相烧结区分别由等离子喷涂过程中纳米团聚体粉末中温度高于Al2O3熔点、介于TiO2熔点到Al2O3熔点之间以及低于TiO2熔点区域沉积获得,纳米结构涂层中不同部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中Al2O3与TiO2之间的熔点差异.     

选择性电铸扫描轨迹的研究

选择性电铸是将快速成形技术与电铸结合在一起而形成的一种新的快速成形方法,在讨论快速成形制造技术切片算法的基础上,介绍如何将三维实体的STL文件变成选择性电铸中的喷嘴分区连续扫描轨迹,以满足选择性电铸的特殊工艺要求。     

点阳极射流电沉积中的枝晶分形生长

利用建立的点阳极电沉积时枝晶分形生长模型,对圆形电解池点阳极电沉积二维枝晶簇的形貌进行了模拟.以点状金属镍为阳极,环状石墨为阴极,用自行设计的实验设备,采用射流电沉积的方法制备了二维的金属镍枝晶簇以验证模拟结果.结果表明:镍沉积层的形貌特征为具有分形结构的枝晶簇,这与模拟结果具有很好的相似性,表明该模型能够准确地表述圆形电解池点阳极电沉积时枝晶的生长过程,从而对枝晶分形生长的实验研究具有很好的指导意义.     

太阳能硅片电火花电解复合切割制绒机理研究

提出了一种基于复合工作液的以电火花电解复合加工技术对太阳能硅片进行切割及制绒一体化的新方法.试验表明高速走丝电火花线切割(WEDM-HS)对太阳能硅片切割具有效率高、厚度薄、切缝窄、表面可直接形成绒面结构,表面无明显微裂纹且切割表面不存在电极丝金属残余;在硅表面放电凹坑内由于高温电解复合作用会形成密集、壁面光滑且高深径比的微孔洞结构;绒面结构不受硅材料特别是多晶硅各向同性的影响,且获得的表面反射率略低于目前制绒方法的表面等特性.