超临界电化学沉积技术的研究进展

分析了超临界流体特性及其电化学沉积新方法,综述了二氧化碳超临界电化学沉积过程中,表面活性剂的特性、二氧化碳的含量以及对温度、压力等过程参数对所形成的超临界导电乳化液影响的研究进展.阐述开展该项电沉积技术在制备高性能纳米镀层材料等方面的研究成果,并对今后的发展方向进行了展望.     

光检测尾流特征中抑制背景干扰的方法

依据鱼雷光检测尾流的背景干扰的主要来源及其特征，给出了有效抑制背景干扰的方法。理论和实验研究表明，采用以下方法，可有效抑制背景干扰：给光电探测系统加装窄带光谱滤波器，其透光的谱线宽度应恰好覆盖照明激光的辐射频谱，由于照明激光的谱线很窄，可有效抑制环境背景光的干扰；对于气泡的前向散射和后向散射，采用前向散射测量能较好地抑制水分子、水中固体悬浮颗粒的散射干扰；在测量气泡散射的各种物理量中，测量气泡的散射光空间频谱分布，通过高斯拟合，以散射光空间频谱分布的线宽表征气泡的空间分布，是一种有效的光检测尾流方法，并且可以进一步抑制与激光光谱重叠部分环境背景光的干扰。研究结果为光检测尾流的实际应用奠定了理论和实验基础。     

纳米晶镍锰合金的脉冲电铸研究

利用冲液装置进行了镍锰合金的脉冲电铸试验,并对电铸层的锰含量、晶粒尺寸和显微硬度进行了测试。结果表明电铸层的晶粒可达到纳米级。分析讨论了电流密度和脉冲参数对电铸层锰含量、晶粒尺寸和显微硬度的影响规律。     

纳米晶粒精密电铸层力学性能的试验研究

采用高频窄脉宽脉冲电流、高速冲液等方法获得金属镍纳米晶粒精密电铸层。分析、研究了晶粒大小对沉积层力学性能的影响。结果表明,随着晶粒尺寸的减小,沉积层微观硬度和强度性能得到了明显提高。常温条件下,沉积层晶粒从1 000 nm细化至70 nm时,其抗拉强度可提高至1 160 Mpa,但随着沉积层晶粒进一步细化,其抗拉强度呈下降趋势,出现与传统的Hall-Patch理论相背离现象。200 ℃时,得到和常温条件下类似结果,而400 ℃时,其抗拉强度随着晶粒的细化基本保持不变。     

CO2超临界流体中制备镍基复合电铸层的微观组织和显微硬度

简单介绍CO2超临界流体(SCF-CO2)复合电铸的实验方法,采用扫描电镜(SEM)、数字显微硬度计对Ni-A12O3和Ni-金刚石复合电铸进行研究,分析SCF-CO2环境下制备的Ni-Al2O3复合电铸层(N1)和Ni-金刚石复合电铸层(N2)的表面微观组织,探讨强化颗粒(纳米A12O3和微米金刚石颗粒)、压力对N1和N2显微硬度的影响.结果表明,SCF-CO2环境下制备的N1表面光亮、平整,A12O3颗粒的分散效果好;随着Al2O3颗粒添加量增加,N1的显微硬度先逐渐上升后快速下降,在其添加量为60g/L、压力为14 MPa时,N1显微硬度最大,为11.4 GPa,是大气环境下制备的Ni-A12O3复合电铸层的2倍多,此时Nl中Al2O3颗粒的复合量为9.9％(质量分数).SCF-CO2环境下制备的N2表面含有黑色金刚石颗粒、微观组织呈胞状均匀分布;随着金刚石颗粒添加量增加,N2的显微硬度呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,在金刚石颗粒添加量为60 g/L、压力为10MPa时,显微硬度最大,可达到9.1 GPa,当压力高于14 MPa后,N2的显微硬度快速下降.     

基于ARM的高精度数据采集系统设计

针对传统数据采集系统结构复杂,体积大,成本高的问题,设计了一种基于ARM的新型、低成本、高精度数据采集系统,并提出了该系统的设计方案。详细论述了数据采集系统的硬件实现方案、抗干扰措施及控制时序,重点分析了高精度并行A/D的工作时序。实际应用结果表明,该数据采集系统精度高,体积小,成本低,工作性能强,具有较高的实用价值和借鉴意义。     

基于简化热源的金刚石磨粒高频感应连续钎焊温度场仿真研究

针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及试验结果进行对比发现：相对于电磁场—温度场耦合模型,简化热源模型的网格数量和运算时间分别减少26.4%和44.6%,两者的计算结果误差最大为8.02%,而电磁场—温度场耦合模型获得的温度分布和加热曲线更接近试验测试结果;基于简化热源模型的高频感应连续钎焊温度场仿真结果与试验值之间的误差为10.1%,表明该模型能较好地预测移动感应加热的温度;移动感应钎焊仿真结果显示,扫描速度对工件残余应力的影响比较显著,而钎焊温度对工件残余应力的影响不明显。     

矩形毛坯工艺定额的制定

讨论金属板材矩形毛坯剪切下料材料工艺定额的制定问题。对Agrawal提出的单一尺寸矩形毛坯最优化排样方法进行扩展 ,使之适用于解决任意数量矩形毛坯的材料工艺定额制定问题。所述方法可以给出最为先进合理的材料工艺定额。举例说明本文所述定额制定系统的优越性。     

蚕丝水基润滑液的润滑性能

水基润滑液是实现绿色制造的有效途径之一,目前对蚕丝的润滑性能研究报道较少。为此,在蒸馏水中加入生丝分离出的丝素和丝胶,制备了2种水基润滑液。采用扫描电镜观察丝素的结构,采用原子力显微镜观察丝胶的结构;采用微摩擦仪评价2种水基润滑液的摩擦学性能,采用流变仪评价其流变性。结果表明:蒸馏水中添加丝素和丝胶颗粒均能提高其润滑性,且丝素的润滑性能优于丝胶;随着载荷增大,蒸馏水摩擦系数逐渐减小,丝素和丝胶水基润滑液摩擦系数均逐渐增大;随着滑动速度增大,3种体系摩擦系数均逐渐减小;蒸馏水中添加丝素和丝胶后仍为牛顿流体,但黏度增大。     

纳秒激光诱导热解碳表面周期结构及参量优化

为了寻求激光加工的最佳工艺参量,采用纳秒激光在人工心脏瓣膜材料热解碳的表面加工微细结构,分析脉冲能量、激光扫描次数、脉宽、扫描速率、扫描间距对热解碳消熔规律的影响。根据热解碳的消熔规律构建了3种微结构模型;根据经典超疏水Cassie理论,分析了热解碳表面发生超疏水的条件,计算出在单位面积上,经硅烷化的热解碳表面微结构占总面积的百分数小于20%,表面就可产生超疏水性。以表面接触角值为实验指标,采用正交实验法优化出了激光诱导热解碳表面周期性结构的最佳实验方案,设计了6组实验参量,成功地在热解碳表面构建了凹坑阵列、平行光栅、乳突阵列微结构。结果表明,6种微结构表面硅烷化后都具备超疏水性。这对制备具有抗凝血性的人工心脏瓣膜表面具有很大帮助。