绿色增材再制造技术 被引量：18

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作者 朱胜 周超极 周克兵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期2590-2593,2614,共5页

绿色增材再制造技术在中国已进入了新的发展阶段。探讨了绿色增材再制造技术的内涵与特征,分析了发展绿色增材再制造技术面临的机遇与挑战,提出了绿色增材再制造技术未来的主攻方向。推行绿色增材再制造技术,构建绿色增材再制造技术体系... 绿色增材再制造技术在中国已进入了新的发展阶段。探讨了绿色增材再制造技术的内涵与特征,分析了发展绿色增材再制造技术面临的机遇与挑战,提出了绿色增材再制造技术未来的主攻方向。推行绿色增材再制造技术,构建绿色增材再制造技术体系,不仅有利于实现资源环境的可持续发展,也契合《中国制造2025》提出的全面推进绿色制造的战略重点。 展开更多

关键词 增材再制造 绿色制造 智能制造 中国制造2025

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激光辅助冷喷涂技术的研究与应用现状

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作者 陶莉晴 郭伟玲 +3 位作者 王慧鹏 赵运才 马国政 王海斗 《材料导报》 北大核心 2025年第16期198-211,共14页

冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进... 冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进行加热软化的作用,增强喷涂颗粒的塑性变形能力,从而改善颗粒的沉积效率,提高涂层的结合强度,提升涂层的综合性能。本文对激光辅助冷喷涂技术的研究进展进行回顾和总结,归纳了单一冷喷涂技术与“冷喷涂+”技术的原理与分类;重点介绍了激光辅助冷喷涂复合技术的研究进展;分析了激光辅助冷喷涂技术的工艺影响参数;总结了激光辅助冷喷涂技术的实际应用领域,期望能为激光辅助冷喷涂技术的研究和应用提供参考。 展开更多

关键词 冷喷涂 激光 复合技术 沉积原理 工艺参数

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表面强化技术对金属材料疲劳性能影响研究综述

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作者 李雪伍 李征奇 +3 位作者 董丽虹 刘彬 王海斗 张宇鹏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第4期15-26,共12页

合金钢作为广泛应用于工业领域的结构材料,其疲劳性能一直是关注的焦点。为提高合金钢疲劳性能,表面强化技术得到深入研究和应用,不同形式的表面强化技术为材料性能提供了多样化的改进途径,以热处理为主的相变强化是通过调控材料组织结... 合金钢作为广泛应用于工业领域的结构材料,其疲劳性能一直是关注的焦点。为提高合金钢疲劳性能,表面强化技术得到深入研究和应用,不同形式的表面强化技术为材料性能提供了多样化的改进途径,以热处理为主的相变强化是通过调控材料组织结构和相变行为来提高疲劳寿命和抗裂纹扩展能力;而以喷丸强化为主的塑变强化,则通过引入塑性变形并改善材料表面质量来增强疲劳性能。通过对热处理和喷丸强化机理进行系统地综述,并以提高材料疲劳性能为切入点,论述了不同形式的单一及复合强化技术对合金钢疲劳性能的影响。最后,对表面强化技术在合金钢强化领域亟待解决的问题及未来发展方向进行展望,为提高材料疲劳性能提供参考。 展开更多

关键词 相变强化 塑变强化 疲劳性能 延缓裂纹 复合强化

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激光增材再制造工艺规划及性能提升研究进展 被引量：1

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作者 陈放 王文宇 +3 位作者 杨冠军 王晓明 任智强 常青 《热加工工艺》 北大核心 2022年第21期1-5,11,共6页

激光增材再制造技术因具有修复速度快、修复质量高等优势而在修复领域得到广泛应用,而如何得到理想的使役性能是再制造的核心问题。本文首先阐述了激光增材再制造的概念及工艺流程,然后综述了修复区几何形状、修复区尺寸和粉末沉积路径... 激光增材再制造技术因具有修复速度快、修复质量高等优势而在修复领域得到广泛应用,而如何得到理想的使役性能是再制造的核心问题。本文首先阐述了激光增材再制造的概念及工艺流程,然后综述了修复区几何形状、修复区尺寸和粉末沉积路径这三个因素对再制造质量的影响,总结了提升修复区性能的方法,最后对激光增材再制造进行了展望。 展开更多

关键词 激光增材再制造 工艺规划 性能提升

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装备再制造全寿命周期费用研究 被引量：1

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作者 桑凡 袁钲淇 +2 位作者 郑汉东 李恩重 史佩京 《绿色科技》 2017年第8期242-244,248,共4页

针对装备再制造的展开缺少费用依据的问题,将利用工程估算法对装备再制造的费用进行了估算并分析数据。首先,对估算目标和研究边界进行明确,根据边界内费用的实际情况选择较适用的估算方法,建立费用分解结构并构建费用估算模型。然后,... 针对装备再制造的展开缺少费用依据的问题,将利用工程估算法对装备再制造的费用进行了估算并分析数据。首先,对估算目标和研究边界进行明确,根据边界内费用的实际情况选择较适用的估算方法,建立费用分解结构并构建费用估算模型。然后,收集相关数据信息并甄别。最后,通过一个具体的案例验证模型,对在再制造、大修、新品下的费用进行对比分析,确定三种的经济寿命,同时也验证了该模型的可行性和有效性。 展开更多

关键词 装备再制造费用 发动机 估算 经济寿命

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冷喷涂铜基复合涂层及后处理技术的研究现状 被引量：3

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作者 郭伟玲 邢志国 +2 位作者 李鹏 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期192-204,共13页

冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。... 冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。文中从铜基金属复合涂层与铜基陶瓷复合涂层两方面综述了冷喷涂铜基复合涂层形成的机理,归纳了冷喷涂铜基金属复合涂层的四大结合机理和铜基陶瓷复合涂层的三个结合假设;分析冷喷涂过程参数对复合涂层微观结构及综合性能的影响,重点探讨了喷嘴结构与材质、载气类型与温度、喷涂颗粒结构与粒径、基体硬度与粗糙度等对复合涂层综合性能的影响;总结了多种后处理技术对复合涂层微观结构及综合性能的影响,以期为冷喷涂铜基复合涂层的研究与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 冷喷涂 铜基复合涂层 后处理技术 微观组织 力学性能

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高温固相原位激光冲击技术在再制造领域的研究进展

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作者 李召旭 胡效东 董世运 《表面技术》 2025年第19期1-13,共13页

高温固相原位激光冲击是一种作用于高温凝固金属的脉冲激光处理技术,通过脉冲激光与增材热源的同步移动,使得冲击波作用于材料熔池后的高温固相区域,在制造/修复过程中完成材料的表面改性和应力调控。针对高温固相原位激光冲击的国内外... 高温固相原位激光冲击是一种作用于高温凝固金属的脉冲激光处理技术,通过脉冲激光与增材热源的同步移动,使得冲击波作用于材料熔池后的高温固相区域,在制造/修复过程中完成材料的表面改性和应力调控。针对高温固相原位激光冲击的国内外近期研究成果进行综述,首先基于固有应变理论和经典杆块模型,分析高温固相原位激光冲击的作用原理与优势。同时,借助高温激光冲击强化的研究成果,讨论高温条件下激光冲击对材料微观组织的演变,并系统对比约束层的缺失对激光能量和压缩残余应力的影响,在此基础上说明高温固相原位激光冲击相较于类似流程的层间处理在成型效率上的优势。针对不同的应用场景,分类阐述高温固相原位激光冲击在激光增材和电弧焊接中的应用情况,对工艺流程发展、工艺参数设置、微观机理及仿真计算进行归纳。最后,对高温固相原位激光冲击在再制造中的研究进展进行总结,并对下一阶段的发展方向进行展望。 展开更多

关键词 再制造 脉冲激光冲击 残余应力 微观组织 成形缺陷

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AlCoCrFeNi系高熵合金涂层的耐磨性能强化现状

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作者 韩冰源 孙一麟 +3 位作者 韩国峰 崔方方 赵泳林 朱胜 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期99-114,共16页

AlCoCrFeNi系高熵合金具有BCC结构,因其优异的高温力学性能、高强度和低成本的特点而受到越来越多的关注与运用。本文从涂层耐磨性的角度,综述了三种典型方法制备AlCoCrFeNi系高熵合金涂层耐磨性研究的发展现状、两种通过改性提高涂层... AlCoCrFeNi系高熵合金具有BCC结构,因其优异的高温力学性能、高强度和低成本的特点而受到越来越多的关注与运用。本文从涂层耐磨性的角度,综述了三种典型方法制备AlCoCrFeNi系高熵合金涂层耐磨性研究的发展现状、两种通过改性提高涂层耐磨性能的方式和三种强化涂层耐磨性能的后处理方法。在制备技术方面,AlCoCrFeNi系高熵合金涂层的典型制备方法主要有等离子喷涂、超音速火焰喷涂、激光熔覆等工艺,制备的涂层在高温下均展现出较好的热稳定性和耐磨性能;在成分改性方面,涂层的耐磨性能会受到主要元素成分与元素摩尔占比的影响,因此可以通过引入碳化物强化相和添加其他元素对高熵合金涂层的成分和组织结构进行调控,以进一步增强涂层的耐磨性能;在后处理方面,激光重熔、退火和感应重熔三种后处理方法可以有效减少高熵合金涂层的缺陷,提高涂层的耐磨性能。最后,根据AlCoCrFeNi系高熵合金涂层性能特点,提出了工艺参数优化、引入强化相与其他元素和涂层后处理三种方法,对涂层性能提升的发展方向进行了探讨。 展开更多

关键词 高熵合金涂层 耐磨性 表面工程 涂层改性 涂层后处理

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拉伸应力激励时铁磁性材料表面三维金属磁记忆信号变化规律

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作者 王慧鹏 李海航 +3 位作者 石家龙 董丽虹 王海斗 刘惠中 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期198-207,共10页

目前金属磁记忆损伤检测主要采用一维及二维磁记忆信号检测损伤,但磁场是三维向量,仅用一维及二维信号无法准确表达损伤信息。为丰富金属磁记忆的检测机理与检测依据,采用试验分析与理论研究的方法,对单应力激励下母材试样与对接焊试样... 目前金属磁记忆损伤检测主要采用一维及二维磁记忆信号检测损伤,但磁场是三维向量,仅用一维及二维信号无法准确表达损伤信息。为丰富金属磁记忆的检测机理与检测依据,采用试验分析与理论研究的方法,对单应力激励下母材试样与对接焊试样表面三维金属磁记忆信号的变化规律进行探究。主要结论如下:施加轴向应力后,母材试样表面B_(x)和B_(y)信号为平直线,B_(z)信号为斜直线,B_(x)和B_(y)信号的均值以及B_(z)信号的斜率值随应力增加而增大,并在塑性变形后快速下降,三者均能用于表征应力大小;对接焊试样在焊缝区域B_(x)和B_(z)信号具有明显的异变信号,能够指示焊缝位置,B_(x)信号的均值和峰值以及B_(z)信号的斜率值可用于表征试样受到轴向应力的大小。获取了准确、全面的三维金属磁记忆信号幅值及特征变化规律,基于磁荷理论和磁导率模型建立了金属磁记忆信号的物理模型,可对应力损伤进行定位与定量。 展开更多

关键词 标准试样 拉伸试验 金属磁记忆检测 三维金属磁记忆信号 特征提取

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铁基非晶涂层的研究现状及应用

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作者 胡明超 赵运才 +5 位作者 王慧鹏 黄艳斐 邢志国 朱合法 郭伟玲 王海斗 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期179-197,共19页

铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能,被广大研究者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用,而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还保持... 铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能,被广大研究者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用,而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还保持了其高硬度、高耐磨耐腐蚀性能的特点,使其能出色地应用于零件的表面防护,因此针对铁基非晶涂层的研究现状进行系统地总结。主要从铁基非晶涂层材料、涂层制备技术、涂层耐磨耐腐蚀性能以及实际应用四方面综述了近年来铁基非晶涂层的研究进展。结果表明:铁基非晶涂层材料中“Fe-ETM-LTM-M”型的铁基非晶合金粉末的玻璃形成能力最高,雾化法制备出的铁基非晶合金粉末最适用于非晶涂层制备;热喷涂技术制备出的涂层成分均匀,结构致密;激光熔覆技术制备出的涂层能与基体形成冶金结合,结合强度高。因此热喷涂技术和激光熔覆技术成为制备铁基非晶涂层最常用的两种技术,并且都可通过相应的技术调整或添加辅助场手段使制备出的铁基非晶涂层性能更佳;在制备涂层过程中,调配元素组成、增强相的加入和预/后处理都可以为铁基非晶涂层的耐磨耐腐蚀性能的改善做出贡献,扩大了其在复杂工况中的应用前景;铁基非晶涂层通过科研技术人员的性能调控,已在军事、核工业、电力材料防护等方面发挥关键作用。从上述四个不同的角度阐述了铁基非晶涂层的性能提升以及实际应用现状,以期为广大铁基非晶涂层开发的科研技术人员提供参考。 展开更多

关键词 铁基非晶涂层 热喷涂 激光熔覆 耐磨性能 耐腐蚀性能

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脉冲磁场强化金属材料微观组织演变规律研究进展

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作者 王慧鹏 江聪 +4 位作者 黄艳斐 郭伟玲 董丽虹 邢志国 王海斗 《材料工程》 北大核心 2025年第3期20-34,共15页

脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲... 脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲磁场作为一种高场强、周期性磁场,对金属材料的固态相变和液态相变过程均具有明显的强化作用:在固态相变中,脉冲磁场能够改变金属材料的织构和磁畴,促使位错增殖扩散,加快第二相析出,调控析出物析出次序;在液态相变中,脉冲磁场为形核提供能量,破碎粗大枝晶,抑制树状枝晶生长,促进溶质均匀分布,多种作用耦合下提高金属材料性能。数值模拟方法能够再现脉冲磁场强化过程中磁场分布、材料受力和内部结构等方面变化,为研究脉冲磁场强化机理提供重要依据;脉冲磁场强化效果主要取决于磁场的磁场强度、脉冲占空比和作用时间,通过数值模拟技术获得强化效果最优的脉冲磁场参数是脉冲磁场强化金属材料的研究重点之一。目前,脉冲磁场强化技术已应用于金属刀具、涂层制备和金属铸造等领域。为了实现脉冲磁场强化技术的广泛应用,未来还需要在强化机理、脉冲磁场参数设计、脉冲磁场装置小型化等方面开展进一步的研究工作。 展开更多

关键词 脉冲磁场处理 金属材料 强化机理 数值模拟 固态相变 液态相变

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大气等离子喷涂过程特性研究进展

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作者 白凯文 黄艳斐 +4 位作者 刘明 张志强 王海斗 高瑞 张寒冰 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期132-149,共18页

大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流... 大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流、飞行粒子和涂层沉积,并结合试验监测与数值模拟,探讨了各阶段特征特性及其演变规律的相关研究。研究结果表明,在不同阶段中,不同影响参数决定了各阶段的关键特性:射流阶段的温度、速度和稳定性主要受喷枪内电弧能量和等离子体电离能量的影响;飞行粒子阶段的温度、速度和熔融程度取决于射流的加热加速作用、粒子与射流的相互作用时间以及粒子自身的物理性质;沉积阶段的熔滴铺展情况则主要由熔滴撞击时的状态及其与基体和下层熔滴的接触情况决定。对各阶段特性变化规律和机理的研究总结,为实现更可控的喷涂过程和更高的涂层质量提供了理论支持,并为喷涂工艺调整、程序优化和技术改进提供了重要参考。但当前研究仍存在一些挑战,如射流波动的消除以及多粒子堆叠与搭接的深入研究,仍需进一步探索。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 喷涂过程 等离子射流 飞行粒子 涂层沉积

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不同填充粉末下铜丝激光焊接组织性能研究

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作者 于文谦 苏波泳 +3 位作者 谭林伟 王帅 张津超 杨勇飞 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第9期59-67,共9页

为了解决铜丝导体激光焊接时因高反射率和高热导率易导致焊接缺陷的问题,通过引入填充材料避免焊接缺陷,提高抗拉强度,并通过对比无填充自熔焊、纯Ni粉填充和CuCrZr粉填充3种工艺的抗拉强度,发现纯Ni粉填充接头的抗拉强度最高为282MPa,... 为了解决铜丝导体激光焊接时因高反射率和高热导率易导致焊接缺陷的问题,通过引入填充材料避免焊接缺陷,提高抗拉强度,并通过对比无填充自熔焊、纯Ni粉填充和CuCrZr粉填充3种工艺的抗拉强度,发现纯Ni粉填充接头的抗拉强度最高为282MPa,较CuCrZr粉填充的242.5MPa和自熔焊的252.5MPa分别提升16.3%和11.7%。为探究抗拉强度差异的原因,进一步开展了显微结构表征和显微硬度测试。研究结果表明,相较于使用CuCrZr粉作为填充材料和未添加填充材料的激光焊接,纯Ni粉作填充材料的焊接接头缺陷更少,且在焊接界面处形成了利于提高强度的Cu_(3.8)Ni和Cu_(0.81)Ni_(0.19)相。纯Ni粉作填充材料与自熔焊的焊核区/热影响区界面处的平均晶粒尺寸均在29μm左右,二者相差不大,远低于CuCrZr粉作填充材料的46.84μm,且纯Ni粉作填充材料的织构分布更为均匀,大角度晶界的比例最高,有利于提高界面处的强度。纯Ni粉作填充材料焊接接头的显微硬度平均值高达209HV,远高于CuCrZr粉作填充材料51.8HV和自熔焊的56.1HV。 展开更多

关键词 激光焊接 CUCRZR NI 显微结构 力学性能

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替代电镀铬的碳化硅类复合电镀技术研究进展 被引量：7

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作者 黄嘉乐 王启伟 +4 位作者 阳颍飞 王晓明 赵阳 朱胜 李卫 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期130-137,共8页

针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述... 针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述,介绍了Ni-SiC、Cu-SiC、Zn-SiC、Ni-P-SiC、Ni-SiC-GO镀层的主要应用,及电解液组分中添加石墨烯和氧化石墨烯以提高复合镀层腐蚀性能的作用和机理。介绍了电解液pH值、温度、浓度对镀层性能的影响,不同的电解液体系中,当p H值、温度、浓度达到最优值时,镀层性能可达到最佳。介绍了SiC颗粒尺寸以及分散方式对镀层性能的影响,颗粒尺寸过小,易发生团聚,颗粒尺寸过大,沉积量降低,通过添加剂和物理搅拌,可以有效解决颗粒团聚的问题,提高颗粒沉积量,从而改善镀层性能。介绍了电源参数对复合镀层性能的影响,复合镀工艺中应当优化电流密度、电模式(脉冲和直流)和占空比等参数。最后,总结了碳化硅类材料复合镀技术的发展趋势,即工艺设计向绿色环保化、镀液体系向多元复合化、工艺控制向智能化方向发展。 展开更多

关键词 电镀铬 SIC 石墨烯 复合电镀 工艺参数

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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状 被引量：1

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作者 朱合法 邢志国 +4 位作者 郭伟玲 董丽虹 王海斗 董瀚 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期89-102,共14页

钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 掺杂 电学性能

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航空航天铝合金腐蚀疲劳失效与寿命预测研究进展 被引量：3

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作者 张宇鹏 王海斗 +4 位作者 董丽虹 金国 底月兰 郭伟玲 黄艳斐 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1893-1913,共21页

铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役... 铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役条件。本文综述了航空航天铝合金的应用现状,从腐蚀疲劳的失效机理角度,详细总结了腐蚀疲劳裂纹萌生机理、扩展机理以及裂纹的萌生位置和裂纹扩展行为,并对典型航空航天铝合金的腐蚀疲劳性能进行了概述,介绍了近年来在预腐蚀疲劳条件和腐蚀-疲劳交替条件下航空航天铝合金寿命预测的方法。从宏观与微观角度对航空航天铝合金腐蚀-疲劳交替过程进行研究,以及建立更加精准的腐蚀疲劳寿命预测模型是未来研究的重点。 展开更多

关键词 航空航天 腐蚀疲劳 裂纹萌生 裂纹扩展 寿命预测

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冷喷涂粒子沉积的数值模拟研究现状

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作者 王慧鹏 胡泽凌 +5 位作者 郭伟玲 黄艳斐 朱合法 周龙龙 邢志国 王海斗 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期158-176,共19页

机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷... 机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷喷涂过程中的机理性问题。因此,通常采用数值模拟建立模型的方式来探讨喷涂过程中粒子的沉积机理。基于数值模拟从金属、陶瓷和金属-陶瓷复合三方面,系统分析模型的差异及适用场景,阐述粒子速度、粒子入射角度和粒子尺寸对冷喷涂沉积行为的影响,概括冷喷涂实际应用场景。结果表明,二维模型与三维模型存在边界条件设置和热传导问题,但在特定的情况下,二维模型与三维模型并无差别,且二维模型是一个简化模型,相比较于准确的三维模型更节约时间成本;单粒子与多粒子在喷涂过程中存在热传导问题,并且单粒子模型适用于沉积形式和结合机理的分析,而多粒子模型适用于沉积形貌和实际验证的分析;三个影响因素对沉积行为都有着不可忽视的影响,优化影响因素可大大提高沉积效率,提升涂层质量;虽然对冷喷涂的研究以及制备涂层已经进入大发展阶段,但在实际应用方面却极少,未来对冷喷涂的发展应广泛的应用到实际工作中。从数值模拟模型上分析三种材料的模拟结果,并且对影响因素进行总结,从而对冷喷涂技术的微观过程进行研究,可为冷喷涂沉积机理的研究提供理论认识。 展开更多

关键词 冷喷涂 数值模拟 沉积机理 沉积行为

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玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料在水润滑下的摩擦学性能 被引量：20

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作者 李恩重 徐滨士 +1 位作者 王海斗 郭伟玲 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期77-82,89,共7页

利用球盘式摩擦磨损试验机考察了玻璃纤维(GF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,并探讨了其磨损机理。结果表明:在干摩擦和水润滑条件下,PEEK和GF/PEEK的摩擦因数和磨损率均随载荷和对磨时间的增加逐渐... 利用球盘式摩擦磨损试验机考察了玻璃纤维(GF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,并探讨了其磨损机理。结果表明:在干摩擦和水润滑条件下,PEEK和GF/PEEK的摩擦因数和磨损率均随载荷和对磨时间的增加逐渐增大并趋于稳定,GF的加入可以显著降低GF/PEEK复合材料的摩擦因数和磨损率;在水润滑条件下,PEEK和GF/PEEK的摩擦因数和磨损率比干摩擦下显著降低。干摩擦下,PEEK以黏着磨损和磨粒磨损的混合磨损形式为主,水润滑条件下,磨损方式主要是以轻微的黏着磨损为主;干摩擦下,GF/PEEK磨损表面有大量的微观断裂裂纹和破碎,以磨粒磨损和疲劳磨损为主,水润滑条件下,磨损表面仅有微观切削的痕迹,磨损方式以轻微磨粒磨损为主。由于水的冷却和润滑作用,使得复合材料向对偶钢球的黏着转移明显减弱,同时阻止了对偶钢球上的Fe向复合材料磨损表面转移,从而减轻摩擦、降低摩擦表面温升,显著改善复合材料的摩擦磨损性能。 展开更多

关键词 聚醚醚酮 玻璃纤维 水润滑 摩擦学性能

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发动机喷嘴表面化学改性抗结焦积碳 被引量：10

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作者 李范 朱岳麟 +1 位作者 黄艳斐 刘亚杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期564-568,共5页

针对航空发动机喷嘴产生大量结焦积碳并影响其技术性能和使用寿命的问题,采用化学强氧化-阴极还原法,在航空发动机喷嘴材料表面制备了稳定的富铬氧化层.利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角测量仪对样品表面表征,开展静态结焦质量评定... 针对航空发动机喷嘴产生大量结焦积碳并影响其技术性能和使用寿命的问题,采用化学强氧化-阴极还原法,在航空发动机喷嘴材料表面制备了稳定的富铬氧化层.利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角测量仪对样品表面表征,开展静态结焦质量评定和动态航空发动机台架燃烧实验,探讨化学改性抑制结焦积碳的机制.结果表明,材料表面平整,氧化膜颗粒排列堆积紧密;喷嘴材料的抗结焦性能与其表面成分和界面张力密切相关;静态抑制结焦率最大约12.5%,动态燃烧实验效果更显著. 展开更多

关键词 航空发动机 喷嘴 结焦积碳 化学改性 界面张力

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纳米多层结构实现硬质薄膜韧化的方法、机理与应用 被引量：8

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作者 杜军 朱晓莹 王红美 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期102-114,共13页

硬质薄膜的韧化正成为气相沉积硬质薄膜研究和应用的重点。纳米多层结构设计是实现硬质薄膜强韧化的有效方法。本文介绍了纳米多层薄膜组元和韧化机理,讨论了周期、调制周期比、微观结构等子层因素对强韧化的影响,以及耐磨损、耐冲蚀场... 硬质薄膜的韧化正成为气相沉积硬质薄膜研究和应用的重点。纳米多层结构设计是实现硬质薄膜强韧化的有效方法。本文介绍了纳米多层薄膜组元和韧化机理,讨论了周期、调制周期比、微观结构等子层因素对强韧化的影响,以及耐磨损、耐冲蚀场合的应用现状、问题以及原因。微裂纹在多层界面间偏折是纳米多层结构韧化的主要机理,但纳米多层结构界面越多,其裂纹萌生源越多,如果界面韧性较差,纳米多层结构会很快发生层-层剥离而失效。因此,纳米多层薄膜的韧化效果决定于界面的质量,而不是数量。必须获得高质量的层间界面,从断裂力学角度考虑抑制微裂纹的扩展,才能发挥纳米多层结构薄膜的优势。 展开更多

关键词 硬质薄膜 纳米多层 韧化 界面韧性 冲蚀

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