烧结硬化行为对双陶瓷层热障涂层服役寿命的影响

锆酸钆(Gd₂Zr₂O₇,GZO)在其熔点以下具有稳定的相结构,并且热导率较低,是替代氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia, YSZ)成为热障涂层(thermal barrier coatings, TBCs)的陶瓷层部分的最有潜力的材料之一。但是,较低的断裂韧性制约着GZO的工程应用。为了实现GZO-TBCs的长寿命服役,制备了YSZ+GZO双陶瓷层TBCs,并通过分析涂层在高温下的结构演变规律来揭示双陶瓷涂层长寿命服役机理。结果表明,相比于单层GZO的TBCs, YSZ+GZO双陶瓷TBCs的热循环寿命提高了12倍。进一步研究GZO涂层在热循环过程中的失效行为,结果表明,GZO涂层在热循环后未发生相变,经1250和1450℃热暴露100 h后,其表观孔隙率分别下降了46.0%和59.8%,硬度则分别提高了79.0%和123.8%,且在热暴露初期变化较快,后期渐渐减缓。观察发现,GZO涂层在高温热暴露过程中层内纵向裂纹、层间未结合区域和球状孔隙等微观缺陷的逐渐愈合,导致涂层致密度提高、...     

强耦合式带状注速调管多间隙输出腔的设计

提出了一种强耦合式带状注速调管多间隙输出腔, 并将之应用于Ka波段带状注速调管输出腔的设计. 此设计可以获得更好的输出耦合特性和理想的场形. 更重要的是, 这种结构的漂移管允许被设计为对工作频率的截止状态, 从而可以获得更理想的电场场形以利于注波互作用. 从表面电流的角度分析了这种设计的理论依据. 通过使用粒子模拟软件进行仿真, 在中心频率获得了稳定的功率输出, 互作用效率达到50%以上, 3dB带宽约75MHz.     

带状注交错双栅行波管的非线性分析

给出了适用于描述带状注行波管中电子注与慢电磁行波非线性互作用的全三维自洽方程组, 包含场的激发方程、 电子运动方程、电子相位演化方程和能量转化方程。将电子注划分为―粒子线‖的形式,结合交错双栅慢波结构中三维线 路场的形态分布,运用自洽方程组,对0.22THz 带状注交错双栅行波管进行了非线性分析。     

确定VCSEL电势及载流子自洽分布算法的研究

分别使用准Fermi能级和pn结模型决定VCSEL的有源层压降,建立了两种自洽确定VCSEL中电势及载流子分布的方法.针对电极电压变化和氧化层限制孔径变化的两种情况,在阈值附近对器件中的结电压分布、载流子浓度分布和注入有源层电流密度分布进行了计算;针对两者所得结果的差异进行了简要的分析,指出了二者的特点及适用范围.     

GH4099/GH3230异种高温合金焊接工艺性能研究

为了探究GH4099/GH3230异种高温合金焊接接头在工程应用中的可行性,通过数值模拟与试验两种方法对接头的焊接工艺性能进行研究。首先,建立了GH4099/GH3230异种材料有限元模型,对焊接接头温度场、焊接过程的瞬时温度场以及热循环规律进行了分析;然后,采用TIG焊接方法对试板进行试验研究,验证所建立有限元模型的正确性和可靠性,并对接头的宏观形貌、微观组织和力学性能进行了检测分析。结果表明:随着时间变化熔池逐渐向前推移,熔池附近各点温度基本恒定,GH3230侧的高温区域面积大于GH4099侧。离焊缝中心1 mm及4 mm处各点温度变化规律基本一致,只是峰值温度出现的时间不同。在模拟焊接参数条件下,GH4099/GH3230异种高温合金焊接接头未见气孔、夹渣、裂纹等缺陷,组织较为致密,且力学性能优良。     

用于受控热核聚变的兆瓦级同轴腔回旋振荡器的注-波互作用分析

相对于高阶工作模式的单腔回旋管,同轴腔回旋管具有缓解模式竞争,提高单模工作的稳定性,以及增大功率容量的优点,宜用于受控热核聚变中的电子回旋共振加热和电子回旋电流驱动而受关注.详细地研究了工作频率为170 GHz,TE_(34,11),模同轴腔回旋管的结构参数、电子束参数及腔壁损耗对注-波互作用的影响.首先对170 GHz兆瓦级功率模式选择进行分析,给出了工作模式.再次,基于时域自洽非线性理论,编写了时域单模稳态注-波互作用程序,分析了电流、磁场强度和腔壁欧姆损耗对互作用的影响,并对工作参数进行了优化.模拟结果表明:当电子束电流为68 A,工作电压为65 kV,引导磁场强度为6.58 T时,可获得2.18 MW的输出功率,49.23%的效率,外腔壁上的欧姆损耗密度峰值为1.94 kW/cm~2,内导体表面的小于0.15 W/cm~2;互作用效率随速度零散增大而降低,输出频率向下偏移;电子注厚度对互作用也有相似的影响.     

射孔器枪内压力测试系统研究及壳体防护

油气井井下环空压力不能直观反映射孔过程,测取射孔/压裂过程中射孔器枪内压力对优化油气井射孔工艺及评估射孔弹威力有着直接联系,射孔器枪内环境和被测信号的特殊性对测压仪器的外壳及内部测试电路具有严格的要求。并结合实际使用的反馈效果对原有仪器壳体进行了弹塑性分析,针对由射孔弹轰爆导致的壳体形变做了进一步的防护措施。     

α+β固溶处理对Ti65合金薄板的影响:硅化物析出、力学行为和新型{■}孪晶系（英文）

为应对航空领域对轻质和优异高温性能钛合金部件的迫切需求,对经不同热处理的新型高温钛合金Ti65合金薄板的显微组织演变、硅化物析出和力学行为进行系统研究。结果表明:在固溶空冷后的合金中析出亚微米级硅化物(Ti,Zr)₆Si₃,导致拉伸性能变差和剧烈波动。在950℃固溶炉冷后的合金中发现穿晶界(Ti,Zr)₅Si₃和近晶界(Ti,Zr)₆Si₃硅化物的共存。当固溶温度升高至1010℃时,(Ti,Zr)₃Si硅化物在位错附件出现。薄板固有尺寸效应与硅化物析出的协同效应导致拉伸性能的明显波动,塑性显著下降,甚至发生脆性断裂。硅化物析出受低温固溶处理的保温时间的影响较弱。此外,在990℃热轧获得的薄板中观察到新型{■}孪晶,其轴角对为65°<■>,仅存在于粗大的基面织构α晶粒中。     

新型带状注毫米波器件的研究进展

近年来国际上关于毫米波带状电子注器件的研究工作表明这类器件潜在的巨大技术优势与应用潜力,同时也面临诸多技术难点。本文就毫米波带状器件的技术优势,国内外发展现状与趋势,以及面临的技术问题进行了深入分析。重点给出了我们正在开展的W波段带状注电子光学系统方面的工作,目前已经研制出了采用Wiggler聚焦的带状注束管,带状注电子枪压缩成形后的椭圆截面束流宽高比为25∶1。初步测试表明,带状注束管工作电压60 kV,工作电流2.58 A,传输距离50mm时,直流通过率达到了55%左右。目前,有关毫米波带状电子注聚焦与传输的性能优化与进一步的测试工作正在进行中。