电弧加热器环境下双连续TiB2-（Cu，Ni）复合材料的发汗冷却行为

采用粉末烧结结合浸渗法制备高体积TiB2含量的双连续81．6％TiB2／（Cu，Ni）复合材料，并利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和物相测定（XRD）对连续复合材料的微观组织形貌进行了观测，表明复合材料中陶瓷骨架相和金属相在各自空间均形成三维网络结构且界面结合牢靠。用交流等离子电弧加热器对试件表面瞬时加热来考核复合材料的抗热冲击和抗烧蚀行为。结果表明，材料在电弧急剧加热和冷却过程中均没有出现“热裂”现象，烧蚀后材料的微观组织分析表明，金属（Cu，Ni）相在材料烧蚀区-过渡区-基体区存在明显的梯度分布，分析了高温下金属相“发汗冷却”行为和防热机理。     

HfC改性炭/炭复合材料的烧蚀性能

采用金属盐溶液浸渍-TCVI(Thermal Gradient Chemical Vapor Infiltration)法制备了HfC改性炭/炭复合材料.通过氧-乙炔烧蚀实验测试了不同含量HfC改性炭/炭复合材料的抗烧蚀性能;利用DSC-TG,SEM,XRD分析了HfC的形成过程、材料烧蚀前后的微观形貌及物相组成.结果表明:HfC的加入降低了炭/炭复合材料的线烧蚀率,其中HfC含量为6.5%(质量分数,下同)的炭/炭复合材料的线烧蚀率最低.HfC具有抑制氧化及弥补缺陷的作用,从而降低了炭/炭复合材料的热化学烧蚀和机械剥蚀.     

激光-载荷联合作用下天然乳胶烧蚀实验研究

为了摸清激光辐照橡胶类气象气球等空中目标的效应规律,为后续开展外场试验提供依据,本文进行了激光-载荷联合作用下天然乳胶材料烧蚀性能实验研究。采用1085 nm光纤固体激光器,对天然乳胶材料进行了激光辐照效应实验,研究了激光和载荷共同作用下材料的烧蚀性能,结果得到：材料主要发生热解、烧蚀穿孔和断裂破坏;在同等功率密度光斑辐照条件下,材料破坏时间随载荷增加先增加后减小;在同等加载条件下,材料破坏时间随辐照功率密度增加而减小。     

能量耦合模型的飞秒激光烧蚀面齿轮形貌研究北大核心CSCD

飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是去除材料的先进制造方法。本文依据烧蚀凹坑的深度与宽度和激光能量密度的关系得到材料的烧蚀阈值和影响重叠率的因素。考虑齿轮材料成分间互温感应效应与多脉冲激光累积效应,建立材料的能量复耦合模型。通过改变激光能量密度和脉冲数,研究飞秒激光烧蚀凹坑及齿面形貌表面的变化规律,得出脉冲数对烧蚀效果影响小,激光能量密度为1.730 J/cm2激光功率为1.9 W脉冲数N=3000进行烧蚀效果最好可得到最优的实际烧蚀面深度为17.604μm。     

电弧作用下触头烧蚀特性的仿真研究

开断电弧对断路器触头的烧蚀会影响其使用寿命和可靠性。针对空气电弧作用下的断路器触头烧蚀行为进行了仿真研究。将电弧等效为正态分布的热源,基于传热学和流体学,分析了触头材料的温度变化过程和相变过程;此外,研究了熔池受力对熔池流动及温度的影响;最后,考虑触头材料的蒸发,模拟了触头表面的形貌及温度变化。仿真结果表明：触头温度由表面向内以半圆弧的形式扩散,熔池会先逐渐增大,在电弧作用消失一段时间后才逐渐减小;表面张力对熔池区域内的流动起主导作用,电磁力和浮力依次;考虑触头材料的蒸发时,触头表面会形成烧蚀凹坑,凹坑处的温度最高,凹坑随燃弧时间持续增大。     

基于DCNN和数据增强的固体发动机烧蚀预示方法

针对固体发动机烧蚀率的预示,现有传统建模方法存在复杂度高、计算需求大、试验数据少、样本不平衡等问题,提出了一种基于深度卷积神经网络和数据增强的固体发动机烧蚀率预示方法。将传感器数据处理为长度相同、特征相近的序列数据,并使用自适应高斯噪声和随机漂移这2种数据增强方法扩充数据样本,再将扩充后的试验样本和伪样本作为深度卷积神经网络的输入进行训练,将训练得到的模型与传统方法计算得到的烧蚀率预示值进行对比。结果表明,该方法下烧蚀率预示值误差低至0.013 5 m/s,预示精度可达95%。     

FLTD气体开关绝缘结构优化设计北大核心CSCD

FLTD气体开关结构紧凑,绝缘子的内表面沿面闪络以及放电后的电极溅射都会导致其绝缘劣化,严重影响开关的使用寿命。为防止绝缘子闪络,通过刻槽来增大沿面距离,同时增设绝缘屏挡防止电极溅射,提高开关的绝缘防护能力。通过COMSOL建立开关电场仿真模型,分析沿面距离、刻槽深度和刻槽宽度等参数对绝缘表面场强的影响规律,研究结果表明增大沿面距离,增大刻槽深度及宽度都可以有效改善沿面电场分布;仿真分析对比绝缘屏挡与金属屏挡对开关电场的影响,可知绝缘屏挡对开关主间隙间的电场无影响,而且提高了沿面距离,具有更好的防闪络和防溅射效果。根据仿真结果对开关绝缘结构进行优化设计,从而延长开关绝缘子的使用寿命。     

皮秒激光烧蚀7075铝合金数值模拟与实验研究北大核心CSCD

为了解超快激光与材料相互作用的机理,优化激光金属烧蚀能力,以达到理想的烧蚀效果,本文在二维轴对称模型中引入了适用于超快激光烧蚀的双温模型,模拟了皮秒激光对于以7075铝合金为代表的低熔点合金的烧蚀行为。通过更改皮秒激光的功率密度和冲击次数,确定皮秒激光各参数对于7075铝合金的影响并与实验结果相对照。结果表明,激光烧蚀的深度小于通过双温模型计算出的金属熔化温度层,同时激光的烧蚀深度与激光密度线性相关,当烧蚀深度大于一定数值时,激光烧蚀深度几乎不随着烧蚀次数的增加而增大。     

美国空间探测器热防护材料发展现状及趋势

综述了美国空间探测器热防护材料的发展及现状,介绍了几类具有代表性的防热材料:高密度酚醛玻璃钢、DC-325、Avcoat、SLA-561、PICA(Phenolic impregnated carbon ablator)和碳酚醛等,及其所应用的探测器、气动加热环境和防热结构成型工艺,着重阐述了美国在研的猎户座载人登月飞船防热材料的研制情况,并介绍了两类热点的烧蚀防热材料在以往研制过程中出现的异常情况以及选材的变化及进展,总结了猎户座的研制经验,同时指出了后续空间探测器防热结构及材料的发展方向。     

聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC复合材料及其性能

本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm~(-3)的C/C-ZrC复合材料其弯曲强度为89.70MPa,呈脆性断裂。经氢-氧焰烧蚀150s后其线烧蚀率为-2.2×10~(-3)mm·s~(-1),质量烧蚀率为-1.0×10-3g·s~(-1),远低于密度为1.86g·cm~(-3)的C/C复合材料(线烧蚀率:4.4×10~(-3) mm·s~(-1),质量烧蚀率:7.5×10~(-4)g·s~(-1));在烧蚀的过程中,ZrC表现出优先氧化,同时生成的ZrO_2阻挡层能有效阻挡热量的传递和氧气的渗透,提高了材料的抗烧蚀性能。