脉冲喷射电沉积纳米镍涂层的组织与耐腐蚀性能

采用脉冲喷射电沉积方法在45钢基体表面制备了纳米镍涂层,用扫描电镜和X射线衍射仪研究了平均电流密度对镍涂层表面形貌、微观组织结构及平均晶粒尺寸的影响,并进行了耐腐蚀性试验.结果表明:用该方法制备的纳米镍涂层表面比较平整、晶粒细小并且结合较致密,但晶粒间仍存在一定的孔隙;随着平均电流密度的增大,平均晶粒尺寸先变小再变大,当平均电流密度为39.8 A·dm-2时涂层最致密,平均晶粒尺寸最小(13.7 nm);纳米镍涂层试样的耐腐蚀性能有较大的提高,但经过一段时间后腐蚀速率有所上升,这可能与腐蚀介质的渗入有很大关系.     

进电方式对太阳能级硅体电阻影响的基础研究

电火花加工太阳能级硅,硅的体电阻是影响加工效率的决定因素,而不同的进电方式会使硅有不同的体电阻.基于欧姆定律的均匀柱形导体电阻公式和电导公式,推导出硅点、线、面等不同进电方式下的体电阻计算公式,发现点接触形式下体电阻与点附近的材料性质、接触形式密切相关,增加线的长度可减小线接触体电阻,而减小材料尺寸是减小面接触体电阻的有效方法.最后用27 V恒压电源伏安法测量硅的通电电流,电阻的计算结果与点-点接触之间的体电阻计算值相符.     

叠层模板电沉积直接制造金属零件的研究

如何从现有的快速成型(RP)工艺直接得到金属零件以及如何开发新的适合于金属直接成型的工艺是当前RP研究的一个热点问题.本文提出了一种基于离散/堆积快速成型原理和金属电沉积原理的新的金属零件直接成型工艺--叠层模板电沉积直接制造金属零件.具体介绍其成型设备的结构及工艺原理,并结合加工实例(铜的电沉积)对加工过程中影响成型质量、效率的主要因素进行了分析,提出了解决方案.     

绞合电极丝电火花线切割加工极间流场研究

为了解决电火花线切割加工在高效切割中极间工作介质补充不足的问题,研究开发了一种新型的电火花线切割加工用绞合电极丝。利用Fl uent流体力学软件,计算了绞合电极丝和常规电极丝在切缝中的流场体积流率和速度场。结果表明:绞合电极丝的极间流场体积流率比常规电极丝高约46%,绞合电极丝极间工作液的周向速度分量能促进加工区的工作液补充和蚀除产物排出,所设计的实验也在一定程度上验证了上述结论。     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层的组织结构与抗冲蚀性能

采用等离子喷涂方法分别制备了常规和纳米Al2O3-13%TiO2陶瓷涂层,用扫描电子显微镜分析了涂层的显微结构,并对涂层进行了抗冲蚀试验。结果表明:常规陶瓷涂层具有典型的片层状结构,但纳米陶瓷涂层片层状结构并不十分明显,且涂层裂纹数量明显减少;纳米陶瓷涂层中的显微结构的变化改善了涂层的韧性和结合性能;在冲蚀过程中,常规陶瓷涂层表面剥落严重,而纳米陶瓷涂层的冲蚀质量损失较小,抗冲蚀性能比常规陶瓷涂层提高了30%左右。     

扫描喷射电沉积纳米晶铜的试验研究

对扫描喷射电沉积纳米晶铜的工艺特点和沉积层微观结构进行了研究。结果表明，扫描喷射电沉积的电流密度和沉积速度随电压的增大呈线性增大，可用电流密度和沉积速度远高于传统电沉积。电流密度、喷射流量和扫描速度都对沉积层的表面生长形态有较大的影响，使用低电流密度、高喷射流量和快扫描速度有利于获得平整、致密的沉积层，在较大的电流密度范围内可获得晶粒尺寸小于40nm的铜沉积层。电流密度由100A／dm^2增至300A／dm^2时，择优取向晶面由(220)晶面逐渐转变为(111)晶面。     

太阳能硅片切割技术的研究

简述了太阳能硅片常用的切割方法及特点,指出电火花线切割由于其适合大厚度、超薄切割等特点,将成为太阳能硅片切割的一个研究热点.但因半导体特殊的电特性,目前常规电火花线切割工艺还不能胜任太阳能硅的切割.研究了太阳能硅材料的放电加工模型,提出了电火花线切割太阳能硅片的思路和工艺方法,并采用改进的脉冲电源首次对电阻率为2.1 Ω*cm的P型太阳能硅进行了切割试验,切割效率大于100 mm2/min.     

基于Brook理论的激光熔覆过程中纳米Al_2O_3+13%TiO_2陶瓷颗粒生长研究

为了研究激光高能量密度下纳米颗粒的生长情况,从而为优化工艺参数提供参考,在Brook晶粒生长经典理论基础上,结合有限元软件Ansys数值模拟的激光熔覆温度场,计算了激光熔覆等离子体喷涂预置纳米Al2O3+13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层过程中纳米颗粒尺寸变化,并讨论了纳米颗粒初始尺寸及不同熔覆区域对其生长的影响。同时,对等离子体喷涂纳米涂层进行了激光熔覆试验。结果表明,纳米颗粒在激光熔覆试验中生长情况的总体趋势与理论计算结果基本一致,说明基于Brook理论的晶粒生长理论对了解纳米颗粒在激光熔覆过程中的生长有一定的理论指导意义。     

TiAl合金表面激光重熔复合陶瓷涂层温度场数值模拟及组织分析

为了研究激光重熔工艺参数对等离子体喷涂复合陶瓷涂层组织结构的影响,根据激光重熔的特点,采用ANSYS有限元软件的参数化设计语言,建立了TiAl合金表面激光重熔等离子体喷涂Al2O3-13%TiO2(质量分数)复合陶瓷涂层连续移动三维温度场有限元模型,对激光重熔温度场进行了分析.分析结果表明,当陶瓷涂层厚度较大时,受到陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现完全重熔,根据重熔时作用区温度场分布,可将整个涂层分为重熔区、烧结区和残余等离子体喷涂区;在优化的工艺参数下,采用相对较低的激光重熔功率和较低的扫描速度能够获得厚度较大的重熔区和烧结区.实验结果表明,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小且致密的等轴晶重熔区、烧结区和片层状残余等离子体喷涂区,并且重熔区和烧结区厚度的计算值和实验值吻合较好.     

激光多层熔覆纳米陶瓷层工艺参数优化

为了深入了解激光多层熔覆工艺与涂层性能之间的关系,采用压片预置式激光多层熔覆工艺制备了纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷层;通过3因素3水平正交试验分析了激光熔覆熔池闭环控制温度、超声振动频率及保温箱预热温度对涂层结合强度的影响,并对激光熔覆工艺参数进行了优化;通过扫描电镜(SEM)和结合强度测试研究了最优工艺下所得涂层的形貌和性能。结果表明:影响涂层结合强度的因素主次顺序依次为熔池闭环控制温度、保温箱预热温度、超声振动频率;激光多层熔覆纳米Al2O3-13%TiO2涂层最佳工艺参数为熔池闭环控制温度2 500℃,超声振动频率50 kHz,保温箱预热温度400℃;优化工艺熔覆的涂层各层之间无明显界面,涂层内部致密、连续,基本无孔隙及贯穿性大裂纹,涂层结合强度明显提高,达66.3 MPa。