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激光选区烧结成形涡轮叶片铸造用陶瓷铸型材料及浸渗强化工艺
1
作者 周士翔 孙冬 +3 位作者 陈双 陈安南 闫春泽 史玉升 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期82-90,共9页
目的针对传统成形方法制备铝基陶瓷铸型加工周期长、难以加工复杂结构等问题,开发新的技术,以一体化制备复杂结构陶瓷铸型。方法采用激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)增材制造技术,一体化成形铝基型芯/型壳铸型。结果采用... 目的针对传统成形方法制备铝基陶瓷铸型加工周期长、难以加工复杂结构等问题,开发新的技术,以一体化制备复杂结构陶瓷铸型。方法采用激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)增材制造技术,一体化成形铝基型芯/型壳铸型。结果采用球形氧化铝粉体颗粒级配并添加少量气相氧化硅助流剂的方法,不仅提高了粉体的松装密度和流动性,还显著提升了陶瓷生坯的烧结性能。此外,将硅溶胶和氧化铝亚微米陶瓷粉体配制成浸渗溶液,依次对铝基陶瓷素坯和脱脂后陶瓷生坯浸渗,可大幅提升其力学性能。SLS成形铝基铸形烧结后x/y轴方向收缩率仅为1.5%,z轴收缩率约为2.0%,室温和1550℃高温抗弯强度达(29.84±6.06)MPa和(18.10±1.25)MPa,蠕变为0.01%。结论利用该铝基陶瓷铸型成功铸造出单晶/柱晶涡轮叶片。结果表明,经原料和工艺优化,可实现高性能复杂结构陶瓷铸型的一体化制备。 展开更多
关键词 燃气轮机 叶片 铸造 铝基陶瓷铸型 选区激光烧结
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微量供油下的线接触副润滑增效分析
2
作者 李书义 郭峰 +2 位作者 黄柏林 金薇 梁鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1205-1211,共7页
实验发现亲/疏油交替供油的功能润湿表面能提高微量供油下有效润滑的成膜性能。基于此,建立了有限长滚子副润滑模型,分析了交替供油的亲/疏油带宽及工作参数对润滑性能的增强规律。研究发现,微量供油条件下可利用交替供油方式达到线接... 实验发现亲/疏油交替供油的功能润湿表面能提高微量供油下有效润滑的成膜性能。基于此,建立了有限长滚子副润滑模型,分析了交替供油的亲/疏油带宽及工作参数对润滑性能的增强规律。研究发现,微量供油条件下可利用交替供油方式达到线接触副润滑增效的目的,但供油交替变换使接触区润滑性能不稳定,且润滑增效作用会受功能表面亲/疏油带宽和卷吸速度的影响。 展开更多
关键词 线接触副 微量润滑 功能表面 供油
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梯度润湿性图案化表面的制备及其输运性能研究 被引量：2
3
作者 刘前凯 张杰 +8 位作者 孙鹏程 王建平 赵威 杨吟飞 赵国龙 陈妮 李亮 何宁 郝秀清 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期295-303,共9页
目的针对液体输运距离短、速度慢等问题,提出一种基于梯度疏水基底的箭形图案化表面,该表面能有效改善液滴的输运性能。方法对铝合金表面依次进行预处理、激光加工基底、低表面能改性处理和激光加工箭形亲水图案,得到具有良好输运性能... 目的针对液体输运距离短、速度慢等问题,提出一种基于梯度疏水基底的箭形图案化表面,该表面能有效改善液滴的输运性能。方法对铝合金表面依次进行预处理、激光加工基底、低表面能改性处理和激光加工箭形亲水图案,得到具有良好输运性能的图案化表面。深入研究激光扫描速度对铝合金表面形貌和润湿性的影响。结果随着激光扫描速度的提高,表面微结构由“微纳分层结构”逐渐变为“亚微米结构”,铝合金表面的粗糙度逐渐变小,导致表面静态接触角由150°左右降至107°左右,动态接触状态由滚动状态变为钉扎状态。另外,随着扫描速度的增加,基底表面O的质量分数从11.2%降至7.7%,F的质量分数从17.6%降至10.6%,表明表面氧化物减少,导致表面对含F有机物的吸附能力减弱,进而导致表面疏水性降低。液滴在基于梯度疏水基底的箭形图案化表面上的输运距离可达到61 mm,相较于均匀疏水基底,提高了34%。结论采用梯度激光扫描速度和低表面能处理可简单、快速地获得梯度疏水基底,相较于基于均匀疏水基底的图案化表面,液滴在基于梯度疏水基底的图案化表面上的输运性能得到显著提高,液滴自发、定向和高性能的输运在水收集装置、传热设备等方面具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 纳秒激光 梯度疏水基底 箭形亲水图案 输运距离 润湿性 定向输运
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22MnB5硼钢裸板热成形中的高温摩擦 被引量：5
4
作者 高凯翔 王武荣 +1 位作者 韦习成 孟华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1136-1142,共7页
采用自制高温摩擦试验机模拟实际热冲压工艺条件下22MnB5裸板的高温摩擦过程,分析初始摩擦温度、滑动速度和法向载荷对其摩擦行为的影响.结果表明:转移过程中试样表面形成氧化层,摩擦时氧化层起到保护和润滑作用,初始摩擦温度对裸板摩... 采用自制高温摩擦试验机模拟实际热冲压工艺条件下22MnB5裸板的高温摩擦过程,分析初始摩擦温度、滑动速度和法向载荷对其摩擦行为的影响.结果表明:转移过程中试样表面形成氧化层,摩擦时氧化层起到保护和润滑作用,初始摩擦温度对裸板摩擦系数的影响不大;在较低的摩擦速度下,试样表面的氧化物形成厚度不均匀的小堆积块,试样表面凹凸不平并且无法良好支撑摩擦界面,摩擦系数增大;法向载荷较大时,试样表面氧化物被大量剥落,金属基体暴露,摩擦系数增大. 展开更多
关键词 热冲压 22MnB5裸板 额外冷却 氧化物
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高熵合金辐照性能的计算机模拟进展 被引量：5
5
作者 徐彪 付上朝 +1 位作者 赵仕俊 贺新福 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期17031-17040,共10页
核电在现有能源体系中扮演着十分重要的角色,是当今世界急需的清洁能源中的重要组成部分。在核电系统中,核能结构材料是保证其可靠性和安全性最重要的因素之一。在未来的第四代裂变和聚变反应堆中,核心结构材料需处在高温、强化学腐蚀... 核电在现有能源体系中扮演着十分重要的角色,是当今世界急需的清洁能源中的重要组成部分。在核电系统中,核能结构材料是保证其可靠性和安全性最重要的因素之一。在未来的第四代裂变和聚变反应堆中,核心结构材料需处在高温、强化学腐蚀以及强中子辐照等恶劣环境中。这样极端恶劣的应用环境对新一代反应堆的结构材料提出了十分苛刻的要求。由核裂变或核聚变产生的高能中子会引起材料中显著的原子位移并产生点缺陷或缺陷团簇,从而使材料性能发生退化,因此深入研究材料在辐照条件下的损伤机制对开发新型抗辐照结构材料及先进反应堆的实施至关重要。近年来,一类新型的合金材料——高熵合金在抗辐照、耐腐蚀方面展现出一定的潜力,成为新一代反应堆结构材料的重要候选材料之一。在研究其辐照损伤机制时,由于物理实验常常受设备、成本等的限制,计算模拟成为理解其抗辐照机理的一种重要手段。当前,高熵合金的辐照性能模拟还存在诸多问题。其中,由于元素随机排布导致的无序状态是重要的限制因素之一,对计算模拟方法提出了很大的挑战。例如,由于元素的随机排列,各组成元素的化学势定义比较困难,导致高熵合金中缺陷能量的计算可能出现不同的结果。另外,由于组成元素较多,高熵合金体系的经验作用势较难获得,导致分子动力学模拟等手段难以开展;而不依赖原子间作用势的第一性原理计算模拟方法则受计算能力的限制,只能模拟较小的原子体系,对缺陷团簇性质和缺陷长时间的扩散研究基本无能为力。这些限制因素是高熵合金辐照性能模拟的难点。尽管如此,近年来,学者们在高熵合金的辐照性能模拟研究上也取得了较大的进步。例如,对化学无序状态的分析,很好地解释了高熵合金中抗辐照性能与其结构之间的关联;通过分析初始移位损伤及其移位阈能的变化,很好地揭示了其辐照条件下的缺陷产生机制;在分析缺陷的形成能和迁移能变化中,发现了缺陷的缓慢扩散特性以及缺陷的优先扩散效应;还对缺陷复合以及缺陷之间的相互作用进行了研究,展现了不同类型缺陷间的复合以及相互作用机制。本文主要综述了近几年关于高熵合金辐照性能的计算机模拟的相关研究。首先,对高熵合金的基本性质,及其辐照损伤研究和计算模拟方法进行了介绍,然后对辐照条件下高熵合金中缺陷产生的机制、缺陷能量特性、缺陷扩散现象、缺陷之间的复合以及不同缺陷之间的相互作用等五个方面进行了讨论。最后,对当前面临的挑战和未来可能的发展方向提出了一些看法。 展开更多
关键词 高熵合金 辐照模拟 分子动力学 第一性原理计算 缺陷演化
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基于梳齿沟槽阵列的集油表面润滑特性 被引量：14
6
作者 刘成龙 郭峰 +2 位作者 黄柏林 周易 栗心明 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期40-46,共7页
对限量供油条件下梳齿沟槽阵列表面的润滑特性及其集油性能进行了研究。利用飞秒激光在摩擦表面制备了梳齿状沟槽阵列,形成了条状亲油区。采用摩擦力及膜厚测量仪的往复运动模块对该条状自亲油区在限量供油条件下的润滑成膜特性和减摩... 对限量供油条件下梳齿沟槽阵列表面的润滑特性及其集油性能进行了研究。利用飞秒激光在摩擦表面制备了梳齿状沟槽阵列,形成了条状亲油区。采用摩擦力及膜厚测量仪的往复运动模块对该条状自亲油区在限量供油条件下的润滑成膜特性和减摩降磨特性进行了研究。同时,采用高速摄像机对梳齿沟槽阵列表面油滴的输运特性进行了观察。结果表明,以梳齿状沟槽阵列为边界的润滑轨道对置于其上的润滑油有明显约束作用,限制其向润滑轨道之外的铺展。在有限供油条件下,该类条状自集油表面具有较好的润滑能力、较小的摩擦因数和磨损。相对于普通润滑表面,集油表面摩擦因数减小了30%左右,而往复运动行程中心位置最小膜厚增大了20 nm。油滴在梳齿沟槽阵列表面的输运产生明显差异,朝向润滑轨道的输运距离为远离润滑轨道输运距离的1.5倍。 展开更多
关键词 梳齿沟槽 条状亲油区 限量供油 摩擦因数 油膜厚度
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永磁耦合调速器节能性能试验 被引量：3
7
作者 王煜伟 刘圣冠 +4 位作者 赵启明 刘丰宁 贺婷 杨沛豪 李志鹏 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第4期125-130,共6页
永磁耦合调速作为一种先进电动机调速节能技术,因其优良的可靠性已在火电厂电动机节能领域得到广泛应用。为提高绕组式永磁耦合调速器节能效果,本文在分析其调速及节能原理基础上,采用数学模型表达能量反馈系统;针对传统耦合调速器无法... 永磁耦合调速作为一种先进电动机调速节能技术,因其优良的可靠性已在火电厂电动机节能领域得到广泛应用。为提高绕组式永磁耦合调速器节能效果,本文在分析其调速及节能原理基础上,采用数学模型表达能量反馈系统;针对传统耦合调速器无法应对因负载转矩突变引起的调速误差问题,在调速系统中应用不确定干扰估计器(UDE)进行控制。采用MATLAB/Simulink软件对本文方法进行仿真分析,并通过电厂永磁耦合调速节能改造后一次风机用电量数据验证。结果表明:转矩突变时负载电动机启动到稳定时间约为0.17 s,且超调量极小;绕组式永磁耦合调速器可有效减少用电量,电厂永磁耦合调速节能改造后一次风机节电率为47.45%,一次风机每年可节约用电约98.5万k W·h。 展开更多
关键词 电动机 永磁耦合调速器 调速误差 不确定干扰估计器 耗电量 节能
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