规则织构化硅片表面的制备及其润湿行为

采用感应耦合等离子体刻蚀技术实现了不同形状和几何参数的规则织构化硅片表面的构筑与制备。主要以三种典型的规则织构包括圆柱状、圆坑状和沟槽状表面为研究对象,系统考察了织构形状和几何参数对表面润湿行为的影响规律。研究结果表明:随着织构高度、深度和表面覆盖率的增加,规则织构化硅片表面疏水性能增强,规则织构化表面疏水性能随着表面粗糙度的增加而增强。不同的几何形貌对硅片表面接触角的影响强度是不同的,相对于柱状与沟槽状织构,坑状织构在较小的表面粗糙度时可得到较大的接触角。当表面的接触角均为101°时,坑状、柱状、沟槽状织构的表面粗糙度分别为16.2 nm,29.2 nm和70.2 nm。     

往复运动下圆凹坑形表面织构减摩性能研究

为研究圆凹坑形表面织构在往复运动下的减摩性能,尤其是织构面积率对摩擦因数和润滑状态的影响,在UMT-Ⅲ型摩擦试验机上进行往复式摩擦试验.试验中采用的摩擦副材料为Cr12与45#钢,在45#钢上加工出面积率为2％、6％、10％的圆凹坑形织构.保持运动频率不变,在不同载荷下试验,研究织构面积率在不同载荷下的减摩性能;然后改变往复运动频率,在固定载荷下试验,采用频率参数作为速度参数计算动压参数,绘制Stribeck曲线,研究织构面积率对润滑状态的影响.结果表明:当载荷较小时,较大面积率的表面织构减摩效果较好,当载荷较大时,表面织构具有增大摩擦力的作用,即表面织构的减摩效果对载荷敏感;在较小的载荷下,面积率较大的表面织构可以在较低的运动频率下进入流体润滑状态.     

镶嵌MoS2的Al2O3/TiC基陶瓷刀具材料微孔表面摩擦磨损性能研究

采用Nd:YAG激光器在Al2O3/TiC陶瓷刀具材料表面加工出不同密度的微孔,并涂覆填装MoS2固体润滑剂,在UMT-2摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验,研究其在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,通过白光干涉仪、光学显微镜和扫描电镜观察激光织构化后表面特征和磨损后表面形貌。结果表明:激光织构化后,陶瓷材料表面发生了氧化;在相同的实验条件下,与光滑表面相比较,填装MoS2固体润滑剂的微孔表面能够有效地降低摩擦因数,减小磨损率。这主要是由于填装在微孔中的润滑剂在摩擦作用下涂覆到基体表面,形成润滑膜,起到减摩降磨作用,同时激光加工后微孔周围凸起及氧化后形成的摩擦特性优良的TiO2也能起到良好的减摩降磨效果。通过对磨损形貌分析,光滑表面磨损较为严重,有大量的犁沟产生,主要的磨损形式为磨粒磨损及脆性断裂;微孔表面磨损较为轻微,其主要磨损发生在微孔周围。     

仿生微织构对刀具切削性能影响的有限元分析

仿生摩擦学的相关研究表明,高性能的表面微织构具有良好的减摩抗磨性能.本文利用ABAQUS软件,对无微织构和有微织构硬质合金刀具的二维直角切削过程进行了有限元分析.仿真试验表明:一定尺寸的沟槽微织构可以有效改善刀—屑摩擦过程中的应力分布状况,减少应力集中现象,既提高了刀具的减磨性能,同时还可以降低20％左右的切削力.然后,采用激光加工方法在YG8硬质合金刀片的前刀面置入不同宽度的沟槽微织构,在一定载荷条件下进行摩擦磨损试验.试验发现:沟槽型微织构可以有效地降低硬质合金刀面的摩擦系数,并且不同宽度的沟槽其减摩效果是不一样的.     

冷轧双相钢在退火过程中的组织和织构演变

通过模拟双相钢的热镀锌退火处理,研究了钢的组织和织构演变。结果表明:冷轧后试验钢加热到630℃时,在变形铁素体晶界附近出现少量再结晶晶核,当加热温度升高至690℃时,变形组织已基本消失,再结晶过程基本完成;在再结晶过程中析出的细小弥散TiC、NbC相对{111}织构的形核具有促进作用,阻碍了不利织构的形核,从而使得γ织构密度增强,α取向线上的{001}〈110〉至{112}〈110〉范围内的织构密度减弱,甚至消失;在再结晶晶核长大阶段,TiC、NbC相对{111}织构的长大具有阻碍作用,使得{001}〈110〉织构密度升高。     

界面滑移对圆柱形凹坑织构滑动轴承摩擦力的影响

为研究不同的滑移情况对圆柱形凹坑织构滑动轴承摩擦力的影响,建立含有圆柱形凹坑织构的滑动轴承在不同界面滑移状态下的摩擦力计算模型,探究影响织构化滑动轴承摩擦力的参数,并借助ANSYS分析不同滑移情况下界面滑移对圆柱形凹坑织构滑动轴承摩擦力的影响规律。结果表明:织构化滑动轴承的摩擦力主要是由轴颈线速度、油膜滑移比、轴承的进出油口压力、织构处油膜压力、织构深度、油膜厚度和承载力决定;不同滑移情况下织构模型的摩擦力均小于无织构模型;且在上下表面均滑移时,圆柱形凹坑织构在出口位置时表现出最优的承载和减摩效果;适当地增加圆柱形凹坑织构的深度可以改善模型的摩擦性能,但是过深的凹坑织构并不能发挥出其性能。     

粒子群算法对织构分析改进最大熵法的改进

将粒子群算法(PSO)成功地应用于改进最大熵法(MMEM),使用两张或单张部分极图数据,即可测算出多组具有宏观对称的冷轧纯铜片样品的完整晶粒取向分布(ODF).这一改进保留了原MMEM的特长,用较少的实验数据即可计算出样品的真ODF,而又消除了原法在求解非线性方程组时需要选取特定初解的困难,从而使MMEM更具普适性和实用性.     

冷轧Cu板动态压缩力学性能各向异性的研究

利用Instron电子拉伸机和Split-Hopkinson压杆(SHPB)实验装置,研究了准静态和动态压缩条件下冷轧和退火Cu板法向、轧向、横向的力学性能.不同应变率下的应力-应变曲线表明:冷轧和退火Cu板的流变应力均随应变率的增加而增加,表现出明显的应变率强化效应.冷轧Cu板准静态和动态压缩力学性能均呈现明显的各向异性:横向屈服强度最大,轧向最小,且低应变程度下的流变应力也具有同样规律.退火Cu板呈现近似各向同性.考虑准静态和动态变形时可能的塑性变形机制,基于微观晶体塑性变形理论的Taylor模型可定性地解释冷轧Cu板压缩力学性能的各向异性.     

Cu-0.35Cr-0.15Zr合金板带的织构和性能研究

采用晶体取向分布函数(ODF)研究了不同形变热处理制度下Cu-0.35Cr-0.15Zr(质量分数,下同)合金板带织构的演变规律,对各取向的体积分数进行了分析和计算,检测了不同状态材料在0°,45°和90°方向上的力学和物理性能.研究结果表明:在该合金冷轧板中主要有以{113}<332>取向为主的Copper织构、Brass取向、S取向和Goss取向,且随着冷变量的增加.Copper取向逐渐向Brass取向转变:时效态的带材中织构较弱,以Brass取向为主,S取向次之,Copper取向最弱,没有发现Copper织构的{113}<332>取向;时效态试样经过冷变形后,带材中又出现了{113}<332>取向,并且体积分数达60%以上.当带材中主要为Copper织构时.在0°→90°方向上合金的抗拉强度和延伸率逐渐升高,导电率逐渐降低;当Copper取向和Brass取向体积分数相当时,在0°→90°方向上,合金强度、延伸率和导电率的差别较小.     

强脉冲离子束辐照对Ni_3Al合金表面的改性

采用X射线衍射、扫描电镜和电化学腐蚀等技术研究了 3种不同束流密度的强脉冲离子束辐照对Ni3 Al合金表面形貌与物相及电化学腐蚀性能的影响。结果表明 :IPIB辐照时 ,试样最外表面的温度远超过Ni3 Al合金的熔点 ,造成试样表面融化 ,从而清洁和抛光试样表面 ;随离子束流密度的增加 ,Ni3 Al合金表面的物相呈现规律性的变化 ,分别产生形变织构、部分非晶及新相 ,使Ni3 Al合金的抗电化学腐蚀性能得以提高