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表面毛化铝箔集流体的力学性能 被引量:4
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作者 王之桐 王艳飞 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1250-1256,共7页
针对铝箔集流体表面改性的要求,基于激光毛化技术轧制13μm厚的1070铝箔,研究表面毛化参数对铝箔的力学性能和作为锂离子电池正极集流体的加工性能的影响。表面毛化铝箔的表面粗糙度Ra达到0.71.0μm,为常规铝箔的7.49.7倍,表面毛化坑诱... 针对铝箔集流体表面改性的要求,基于激光毛化技术轧制13μm厚的1070铝箔,研究表面毛化参数对铝箔的力学性能和作为锂离子电池正极集流体的加工性能的影响。表面毛化铝箔的表面粗糙度Ra达到0.71.0μm,为常规铝箔的7.49.7倍,表面毛化坑诱导的应力集中效应使铝箔的屈服强度和拉伸强度降低4%10%,而表面毛化坑造成的铝箔局部减薄和板型变化对伸长率的影响更加显著。采用相互分离的低密度毛化坑(分布参数140μm×140μm)时,表面毛化铝箔的伸长率仅降低约10%。而采用相切的高密度毛化坑(分布参数70μm×70μm)时,表面毛化铝箔的伸长率降低约50%。两种表面毛化铝箔制成的正极极片的LiCoO2涂层剥离强度均达到常规铝箔极片的1.6倍,分散性仅为常规铝箔极片的16%32%。毛化铝箔的表面粗糙度Ra值在0.7μm附近存在临界点,继续增大不能有效地提高涂层对铝箔集流体的剥离强度,反而损失其力学性能。模拟锂离子电池正极极片的辊压和烘干工艺后,表面毛化铝箔(分布参数140μm×140μm)的力学性能与常规铝箔的相当,但铝箔表面毛化坑诱导的应力集中现象能够促进铝箔均匀变形,抵抗局部损伤能力强,提高电池卷芯对整形压力的宽容度,有助于避免最内层极片的局部断裂现象。 展开更多
关键词 激光表面毛化 铝箔集流体 力学性能 剥离强度
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热障涂层皱曲现象的数值模拟研究 被引量:2
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作者 何伶荣 张坤 陈光南 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期46-49,共4页
对装机使用后的热障涂层叶片进行观察,发现电子束物理气相沉积涂层和等离子喷涂涂层表面均出现皱曲,不同于通常意义上的陶瓷层/粘接层界面皱曲。为了解释这种皱曲伴生的涂层断裂以及与皱曲特征参数的关系,利用ANSYS进行了数值模拟,表明... 对装机使用后的热障涂层叶片进行观察,发现电子束物理气相沉积涂层和等离子喷涂涂层表面均出现皱曲,不同于通常意义上的陶瓷层/粘接层界面皱曲。为了解释这种皱曲伴生的涂层断裂以及与皱曲特征参数的关系,利用ANSYS进行了数值模拟,表明皱曲波长对涂层断裂位置产生影响。短波长时面层凹陷处等效应力更大,属危险点。长波长时面层凸起处应力更大,在面层/底层界面处属危险点。 展开更多
关键词 热障涂层 皱曲 数值模拟
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铝合金激光-MIG复合焊中两种焊接方向对焊缝的影响 被引量:2
3
作者 张世欣 苗海宾 +5 位作者 何秀丽 甘政涛 王高飞 李文 武秀媛 虞钢 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第3期80-82,86,共4页
以高铁用6N01铝合金为试验材料,采用激光-MIG复合焊接方法,进行了焊接工艺试验,对两种不同的焊接方向进行了对比研究。对比分析了不同焊接方向下,焊缝形貌的变化、焊缝硬度和组织的改变;对两种条件下的焊缝进行了拉伸强度测试;经过X射... 以高铁用6N01铝合金为试验材料,采用激光-MIG复合焊接方法,进行了焊接工艺试验,对两种不同的焊接方向进行了对比研究。对比分析了不同焊接方向下,焊缝形貌的变化、焊缝硬度和组织的改变;对两种条件下的焊缝进行了拉伸强度测试;经过X射线探伤,讨论了不同的焊接方向对气孔数量和分布的影响。结果表明:不同焊接方向下焊缝的成形、熔合区的晶粒生长取向、气孔分布不同,而硬度和拉伸强度差别不大。 展开更多
关键词 6N01铝合金 激光-MIG复合焊 焊接方向
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激光对7N01铝合金复合焊焊接接头组织性能的影响 被引量:1
4
作者 张世欣 苗海宾 +6 位作者 张振亚 王高飞 孟立春 何秀丽 张占岭 李世涛 虞钢 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第21期43-46,共4页
采用激光-MIG复合焊的方法,对高铁用7N01铝合金进行了焊接工艺试验,对复合焊过程中激光的作用进行了研究。给出了激光对焊缝成形的改善效果,测定并分析了接头的硬度分布,讨论了激光的加入对接头微观组织的影响。试验表明:激光的加入能... 采用激光-MIG复合焊的方法,对高铁用7N01铝合金进行了焊接工艺试验,对复合焊过程中激光的作用进行了研究。给出了激光对焊缝成形的改善效果,测定并分析了接头的硬度分布,讨论了激光的加入对接头微观组织的影响。试验表明:激光的加入能够抑制驼峰,可以增大熔深,并且在文中所给参数下,不会对热影响区造成显著影响。本文最后探讨了激光-MIG复合焊过程中,激光作用的机理。 展开更多
关键词 7N01铝合金 复合焊 激光作用
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激光熔覆Fe-W合金涂层的组织及性能
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作者 武扬 虞钢 +1 位作者 何秀丽 宁伟健 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期37-40,44,共5页
以纯钨粉末为熔覆材料,采用同轴送粉激光熔覆技术,在Q235A钢表面制备了Fe-W合金耐磨涂层.利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)对熔覆层的显微组织进行了分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度和耐磨... 以纯钨粉末为熔覆材料,采用同轴送粉激光熔覆技术,在Q235A钢表面制备了Fe-W合金耐磨涂层.利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)对熔覆层的显微组织进行了分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度和耐磨性进行了测试.结果表明,熔覆层与基底冶金结合,无明显裂纹或气孔,涂层内部由致密的粗大树枝状和短棒状Fe7W6增强相以及弥散分布的细小颗粒状Fe2W相组成,其均匀分布在α-Fe固溶体中.熔覆层平均硬度700 HV,为基材Q235A钢的3.5倍,同时耐磨性能也得到了显著提高. 展开更多
关键词 激光熔覆 同轴送粉 Fe-W合金涂层 显微硬度 耐磨性
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车轮表面宏观形貌取向对高速轮轨水润滑黏着系数的影响 被引量:2
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作者 蒋华臻 王保安 +3 位作者 李正阳 蔡宝春 杨兵 任志远 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期157-166,共10页
轮胎和沥青都属于低弹性模量材料,即使运动速度较低,流体动压导致的水膜也足以产生润滑作用.对于列车轮轨这类高弹性模量材料,只有当运行速度达到200 km/h以上,水的润滑作用才体现出来,使轮轨黏着系数大幅降低,给高速列车运行带来重大... 轮胎和沥青都属于低弹性模量材料,即使运动速度较低,流体动压导致的水膜也足以产生润滑作用.对于列车轮轨这类高弹性模量材料,只有当运行速度达到200 km/h以上,水的润滑作用才体现出来,使轮轨黏着系数大幅降低,给高速列车运行带来重大安全隐患.增大表面粗糙度一般能够提高轮轨黏着系数,然而研究表明,在表面粗糙度基本相同的条件下,表面形貌取向对混合润滑状态下的黏着系数有显著影响.文中用统一雷诺方程模型,计算了在水润滑状态下,具有纵纹、横纹、菱形等特定形貌取向的车轮在高速运动时(最高500 km/h)对黏着系数的影响,并将计算结果与平均流量模型计算的结果和已有的实验结果进行了比较.结果表明:各种形貌下,轮轨黏着系数都随速度的增大而减小,其中菱形的黏着系数大于横纹的,而横纹的黏着系数又大于纵纹的,影响黏着系数的主要因素是固体接触压力与总压力之比.在轮轨点接触椭圆率k<1时,接触区的侧流效应不可忽略,用平均流量模型计算会导致谬误. 展开更多
关键词 弹流润滑 表面形貌 黏着系数 轮/轨
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32Cr3Mo1V钢表面激光离散Cr合金化的热疲劳性能 被引量:2
7
作者 李文 王之桐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期110-116,共7页
为了研究增强32Cr3Mo1V铸轧辊套材料的热疲劳性能的方法,使用连续Nd:YAG激光制备表面离散Cr合金化试样。使用激光扫描加热模拟实际辊套的表面温度和分布,测试试样的热疲劳性能。通过对试样的准原位观察,发现疲劳裂纹在氧化膜点蚀处萌生... 为了研究增强32Cr3Mo1V铸轧辊套材料的热疲劳性能的方法,使用连续Nd:YAG激光制备表面离散Cr合金化试样。使用激光扫描加热模拟实际辊套的表面温度和分布,测试试样的热疲劳性能。通过对试样的准原位观察,发现疲劳裂纹在氧化膜点蚀处萌生并扩展。通过SEM观察和EDAX分析,发现在热循环300周次时,基体中的Cr元素已经耗尽,形成疲劳裂纹,而合金化区和热影响区的组织保持完整。合金化区中Cr含量达到10.41%,含氧量仅为基体的2.8%;热影响区的Cr元素含量为3.41%,含氧量为基体的7.2%。结合金属高温氧化理论和材料疲劳理论分析,认为高Cr含量在试样表面形成薄且致密的氧化膜,抑制氧化膜的点蚀现象,避免裂纹的萌生;而热影响区中显微组织的高Cr含量和残余压应力结合阻滞疲劳裂纹的扩展,使裂纹扩展速率降低近一个量级。 展开更多
关键词 激光 热疲劳 铸轧辊套 表面离散 Cr合金化
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低功率激光辐照对弯曲成形件表面残余应力的影响 被引量:2
8
作者 高欢 李正阳 +1 位作者 彭青 闫世兴 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期198-205,共8页
目的针对航空铝合金构件维修加工后存在残余拉应力,进而影响部件使用寿命的难题,研究一种基于低能量输入激光辐照消减构件表面残余应力的方法。方法采用激光辐照材料残余应力集中区域,通过激光热作用诱导弹性内能转化为塑性功,从而降低... 目的针对航空铝合金构件维修加工后存在残余拉应力,进而影响部件使用寿命的难题,研究一种基于低能量输入激光辐照消减构件表面残余应力的方法。方法采用激光辐照材料残余应力集中区域,通过激光热作用诱导弹性内能转化为塑性功,从而降低残余应力。为了验证该方法的可行性,对2A12铝合金试样进行四点弯曲加载,通过不均匀塑性变形产生残余应力,再通过激光扫描应力集中区域诱导表面残余应力局部释放。结果采用X射线衍射法测量表面残余应力的结果表明,激光扫描后,试样表面的残余拉应力完全消除,当激光功率增大到95 W时,残余应力可以消除77%左右。通过理论分析和微观形貌对比,发现材料在激光辐照前后并没有相变。通过分析材料Al(311)晶面X射线衍射峰半高宽的变化,发现激光辐照使材料表面位错密度下降,随着激光功率增大,位错密度下降幅度增大,这也是残余应力降低的原因之一。结论在不改变材料微观组织的前提下,采用低功率激光辐照可以显著降低材料表面残余应力分布。 展开更多
关键词 激光辐照 残余应力 X射线衍射法 微观组织 位错密度
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铸铁表面激光熔覆哈氏合金C276组织及性能 被引量:7
9
作者 张凯奕 韩宏升 +3 位作者 杨川 崔鹏飞 李正阳 杨海丽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期109-115,共7页
目的提高铸铁表面耐磨、耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术在铸铁表面制备哈氏合金C276涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究其显微组织、化学成分、相组成。通过摩擦磨损试验机和电化学试验站,对基体和熔覆层的... 目的提高铸铁表面耐磨、耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术在铸铁表面制备哈氏合金C276涂层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究其显微组织、化学成分、相组成。通过摩擦磨损试验机和电化学试验站,对基体和熔覆层的摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行测试。结果熔覆层中有析出性气孔,未见裂纹。在激光高温热源的作用下,熔覆层中的合金元素扩散到了铸铁基体中,且过渡平稳,形成了良好的冶金结合,在界面处形成了马氏体和莱氏体。熔覆层主相为γ-Ni及Ni_6Mo_(6C)、M_(6C)(Ni_(3)Mo_(3C)、Ni_(2)W_4C)等碳化物。熔覆层从底部到顶部依次形成了平面晶、胞状晶、柱状树枝晶、发达树枝晶、胞状树枝晶和少量等轴树枝晶。熔覆层的平均硬度为370HV_(0.2),平均摩擦系数为0.28,1 h的磨损量为0.081 g,自腐蚀电位E_(corr)为-0.32 V,自腐蚀电流密度J_(corr)为8.51×10^(-7) A/cm^(2)。基体的耐磨性较差,腐蚀倾向较大,平均硬度为180HV_(0.2),平均摩擦系数为0.34,1 h的磨损量为0.318 g,自腐蚀电位E_(corr)为-0.79 V,自腐蚀电流密度J_(corr)为3.31×10^(-6)A/cm^(2)。结论在铸铁表面采用激光熔覆技术制备C276哈氏合金涂层,成形效果良好,耐磨性能和耐腐蚀性能显著提高。 展开更多
关键词 激光熔覆 哈氏合金C276 铸铁 显微组织 耐磨性 耐腐蚀性
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