Effects of nanoscale abrasive agglomeration on material removal in magnetorheological finishing

Magnetorheological finishing (MRF) is a main technology to achieve super smooth surfaces of ultra-precision optics. Although the nanoscale abrasives in MRF fluid are agglomerated to various extents, such effects on material removal in MRF are seldom discussed. Herein, the agglomeration of the nanodiamond (ND) abrasive on material removal rate (MRR) of MRF is studied by both experimental and molecular dynamic simulation (MDS) pathways. The agglomeration degrees of ND abrasives are being characterized by the hydrodynamic scattering method. The number of removed atoms by a single agglomerated ND abrasive is calculated by the MDS. Then by using a novel active abrasive contact sites model, the simulated MRR of fused silica (FS) can be obtained. Theoretical calculated MRRs compare well with the experimental MRF results. This work provides an insight into controlled nanoscale material removal and atomic adhesion friction mechanism in MRF.     

Semi‐Crystalline Polymer Blends for Material Extrusion Additive Manufacturing Printability: A Case Study with Poly(ethylene terephthalate) and Polypropylene

Semi‐crystalline polymers are an important class of materials for engineering applications due to their high modulus and barrier properties. Traditional manufacturing methods process semi‐crystalline polymers via rigid molds and well‐controlled temperature and pressure environments to handle the significant change in specific volume occurring during crystallization; however, material extrusion additive manufacturing does not use these features. This often leads to warpage‐induced build failure in fused filament fabrication (FFF). To enable FFF of semi‐crystalline polymers, this work investigates characteristics of immiscible polymer blends (e.g., disparate crystallization behavior and phase separation) to mitigate warping failure during printing. A series of poly(ethylene terephthalate)/polypropylene/polypropylene–graft–maleic anhydride blends are explored and the effect of thermal and morphological characteristics on printability is analyzed. It is shown that these blends can be extruded into filament and printed into a 3D structure. Extrapolations indicate that phase‐separated blends with increased total crystallization half‐time are beneficial for FFF printing.     

芳纶包覆碳纤维增强环氧树脂的轴向压缩性能研究

采用缠绕法制备了芳纶长丝包覆碳纤维束,利用真空辅助树脂转移成型法制备了包覆碳纤维增强环氧树脂.通过电子万能试验机测试了复合材料的轴向压缩性能,研究了长丝缠绕方式、包覆密度和碳纤维束的数量对试样压缩强度及破坏模式的影响.结果表明,芳纶包覆能够提升碳纤维复合材料的压缩强度,随着芳纶长丝包覆密度的增加,压缩强度逐渐增加;相比...     

纳米压痕法研究金刚石薄膜的力学性能

用热丝化学气相沉积法在硅基体上制备了大面积硼掺杂金刚石薄膜,硼的浓度大约为2×10~(20)/cm3。利用纳米压痕仪及其附件研究了薄膜和纳米划擦有关的力学性能。结果表明:薄膜具有较高的硬度,平均硬度约为30GPa,弹性模量约为419GPa;薄膜与基体的结合强度较高,薄膜发生剥落的第一次破坏力大约是4N。比较而言,薄膜中心区域的硬度高于边缘,结合强度则相反。     

HFCVD聚晶金刚石薄膜与TC1对磨摩擦磨损性能研究

目前,金刚石被认为是制备加工钛合金涂层刀具的理想材料,但是关于金刚石涂层与钛合金间磨损机制的研究甚少。为此,本实验利用热丝化学气相沉积(HFCVD)在硬质合金(WC-Co)基体上制备聚晶金刚石(PCD)薄膜并研究其与Ti-2Al-1.5Mn(TC1)对磨时的磨损机制。销盘磨损实验结果显示:PCD薄膜相比于WC-Co具有较低的摩擦系数及较高的耐磨性。WC-Co在与TC1对磨时,磨损机制主要为磨料磨损。PCD薄膜与TC1对磨过程中,一直存在有金刚石晶粒与对磨副TC1的切削作用;而在磨损后期,磨屑堆积产生的致密氧化TC1相对磨损过程也有着直接的影响。     

沉积参数对硬质合金基体微/纳米金刚石薄膜生长的影响

基体温度、反应压力和碳源浓度等沉积参数决定热丝化学气相沉积金刚石薄膜的性能。运用正交试验方法,研究参数对硬质合金基体金刚石薄膜生长的综合作用。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼（Raman）光谱检测薄膜的形貌结构、生长速率和成分。结果表明：随着基体温度的降低,金刚石形貌从锥形结构向团簇状结构转变;低反应压力有利于纳米金刚石薄膜的生成;生长速率受反应压力和碳源浓度综合作用的影响。     

钛氧化物熔盐电脱氧工艺用氯化物熔盐的选择

氧化钛熔盐电脱氧工艺所使用的熔盐电解质体系的选择是其走向工业化应用过程中必然需要解决的问题,然而现有文献中还没有较系统的研究。熔盐成分设计应该从熔盐的密度、粘度、表面性质、电导、离子迁移数及氧溶量等多方面考虑。因此在氯化物范围内从蒸汽压、熔点、分解电压及经济性等方面对氧化钛熔盐电脱氧工艺可以使用的各种熔盐做了考察,结果表明,可以使用的熔盐主要成分为CaCl2-KCl-NaCl三元系。BaCl2和LiCl及稀土氯化物等也可以适量加入电解质中。     

CVD金刚石自支撑膜的研究进展

金刚石膜以其最高的硬度、热导率、热震性能以及极高的强度等优点得到了越来越多的关注。自20世纪低压化学气相沉积技术成功制备出金刚石以来,在世界范围内,金刚石的制备技术及应用研究得到了快速发展。分别对国内外自支撑金刚石膜材料的制备技术及相关应用进行简要介绍,并讨论近几年我国在高质量金刚石膜材料制备技术方面取得的进展。目前主要的制备技术有热丝、直流辅助等离子体、直流电弧等离子体喷射、微波等离子体化学气相沉积(CVD)等方法。在小尺寸、高质量金刚石膜的制备技术基础上,21世纪初,国外几大技术强国先后宣布实现了大面积、高质量CVD金刚石膜的制备,并将其用于诸如红外光学窗口等高技术领域。我国也在CVD金刚石膜研发方面不断进步,先后掌握了热丝、直流电弧等离子体喷射、直流辅助等离子体CVD等合成大面积金刚石自支撑膜技术,近几年也掌握了915 MHz微波等离子体CVD技术,这些成果也标志着我国在高质量金刚石膜制备技术领域跟上了世界先进水平。     

改善聚醚酯弹体纤维弹性回复率的研究

在聚醚酯 (TPEE)中添加适量的三官能团酯类交联剂 ,结合拉伸工艺 ,提高 TPEE弹体纤维的弹性回复率。并对交联剂用量、交联剂对纤维结构、结晶性能以及与弹性回复率相关的力学性能的影响进行了讨论。结果表明 ,加入 1 %交联剂后 ,TPEE的相对分子质量增加 ,微晶结点密度增大 ,断裂强度提高 ,TPEE弹体纤维的弹性回复率可提高到 95%左右。     

纤维缠绕机传动系统计算机设计的研究

介绍用VC 语言对纤维缠绕机的传动系统进行计算机设计,通过给定缠绕制品的基本参数,可设计计算出缠绕的线型规律及实际传动比、芯模的转速、链轮的布局等传动系统的设计,为工程技术人员对缠绕机传动系统的设计提供了简便、快捷、精确的设计途径。