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石墨烯调控3D打印功能钛的组织和性能

材料研究学报 2023年第10期37卷 791-800页

作者：王春锦陈文革亢宁宁杨涛西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

用选区激光熔化(SLM)技术制备多孔石墨烯/钛复合材料,研究了石墨烯(Gr)作为增强相对其微观结构、力学性能以及抗腐蚀性能的影响。结果表明:用SLM制备的多孔钛由较小的等轴晶组成,石墨烯加入使其晶粒尺寸进一步减小,石墨烯没有在Ti基体... 详细信息

用选区激光熔化(SLM)技术制备多孔石墨烯/钛复合材料,研究了石墨烯(Gr)作为增强相对其微观结构、力学性能以及抗腐蚀性能的影响。结果表明:用SLM制备的多孔钛由较小的等轴晶组成,石墨烯加入使其晶粒尺寸进一步减小,石墨烯没有在Ti基体中团聚,部分石墨烯与Ti原位生成的TiC产生了弥散强化。多孔Gr/Ti复合材料的压缩曲线由弹性变形阶段、应力平台阶段和致密化阶段组成,其硬度、抗压强度和压缩率分别为503HV、317.38 MPa和42%;其抗腐蚀性能高于纯钛,腐蚀电位为-0.325 V,腐蚀电流密度为3.28×10^(-7)A·cm^(-2)。

关键词：金属材料多孔钛石墨烯激光选区熔化组织与性能

石墨烯调控3D打印高强高孔隙率功能钛的研究

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石墨烯调控3D打印高强高孔隙率功能钛的研究

作者：亢宁宁西安理工大学

学位级别：硕士

多孔钛材料具有导电、导热、塑性、焊接等特性,同时由于孔猓结构的存在,具有相对轻、高强度、高比刚度、大比表面积、隔声、减震、保温、透气性好等优点,被广泛应用于生物医疗、航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、... 详细信息

多孔钛材料具有导电、导热、塑性、焊接等特性,同时由于孔猓结构的存在,具有相对轻、高强度、高比刚度、大比表面积、隔声、减震、保温、透气性好等优点,被广泛应用于生物医疗、航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程等领域。但当前的多孔钛主要是Ti-Al-V钛合金,影响因素较多,特别是一些含有对人体有害的钒、铝元素:再者,多孔钛的制备通常采用粉末冶金、浆料发泡等方法,难以精确控制多孔材料的结构与形状。为此,本文采用增材制造3D打印技术制备多孔钛,解决多孔钛的骨架与孔型分布等结构问题,同时针对纯钛强度偏低的窘境,希望通过石墨烯加以调控。具体是首先把石墨烯纳米片与球形钛粉经球磨混合后通过选区激光熔化技术获得孔形状、结构不同的高孔隙率多孔钛,然后系统研究其物理力学性能,井就石墨烯与钛的作用机制进行剖析,得到的主要成果有:1、将价格低廉的20%异型钛粉与平均粒径75μm球形钛粉球磨后,以激光扫描速度55mm/s、扫描间距60 μm、光斑直径45μm、铺粉层厚25μm、能量密度121J/mm3来打印的块体纯钛材料致密度为98.7%。添加1%石墨烯纳米片与平均粒径30μm球形钛粉球磨后,在激光扫描速度600mm//s、扫描间距60μm,光斑直径45μm、铺粉层厚25μm,能量密度78J/mm3工艺条件下得到的石墨烯增强块体钛,其致密度为99.38%,抗压屈服强度是955MPa;相同激光工艺下,平均粒径30μm球形钛粉成型的纯钛块体材料致密度为98.62%,抗压屈服强度为597MPa,2、把预设孔隙率为81.2%的蜂窝状多孔钛模型运用选区激光熔化技术分别打印出添加石墨烯前后的多孔钛,呈现为α-Ti。未添加石墨烯的多孔钛,其孔隙率为57.87%,显微维氏硬度为236HV,弹性模量为34.317GPa,抗压强度为277.58MPa。添加1%石墨烯的多孔钛,其孔隙率为58.9%,显微维氏硬度为503 HV,弹性模量为36.151GPa.抗压强度为316.38MPa。添加1%石墨烯的多孔钛腐蚀电位由-0.412V提升到-0.325V,腐蚀速率由4.32× 10-7A/cm2降低到3.28 × 10.-7/cm2,耐腐蚀性能优于未添加石墨烯的多孔钛。3、将含1%石墨的多孔钛加热到500℃保温0.5h热处理后,与未热处理的相比,其显微维氏硬度为430HV,降低了14.5%,弹性模量为34.457GPa,降低了 4.7%,抗压强度为345MPa,提高了 9.2%。多孔钛的耐腐蚀性能降低,腐蚀电位降低到-0.392V,腐蚀速率升高到3.87 × 10-7A/cm2。热处理后多孔体的硬度降低但强度提高,这是由于热处理过程中发生回复再结晶,同时消除了多孔基体中的残余应力,避免了多孔体的骨架在压缩过程中因残余应力引起的微裂纹而造成的破坏。4、在选区激光熔化过程中,石墨烯部分与钛在界面处发生扩散反应,形成碳化钛,生成的碳化钛弥散分布于多孔钛的基体中。而热处理后,由于热处理温度较低,且选区激光熔化过程中石墨烯片层周围已包袱有碳化钛层,石墨烯与钛未进一步发生反应,多孔钛基体中仍存在片状的石墨烯。

关键词：石墨烯多孔钛激光选区熔化增材制造功能材料

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基于3D打印技术的钛及钛合金精密铸造工艺

有色金属加工 2022年第5期51卷 34-36,50页

作者：叶文辉廖强宋阳亢宁宁西部金属材料股份有限公司联合技术中心陕西西安710201

采用3D打印增材制造技术与传统的精密铸造技术相结合,首先建立零件的三维模型,通过3D打印无需模具即可快速制造出零件的“蜡模”,再采用钛熔模铸造工艺,最后得到钛精密铸件;并对制模和制壳过程中遇到的模型组树困难、表面质量差、浆料... 详细信息

采用3D打印增材制造技术与传统的精密铸造技术相结合,首先建立零件的三维模型,通过3D打印无需模具即可快速制造出零件的“蜡模”,再采用钛熔模铸造工艺,最后得到钛精密铸件;并对制模和制壳过程中遇到的模型组树困难、表面质量差、浆料涂挂困难,焙烧过程中型壳易胀裂和铸件表面污染层厚等问题等进行了深入探讨,提出了解决方法,促进了3D打印技术在钛及钛合金精密铸造行业的应用。

关键词： 3D打印快速成型技术钛及钛合金精密铸造钛熔模铸造

微波烧结与传统烧结对纯钛组织与性能的影响?

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粉末冶金技术 2019年第1期37卷 50-56页

作者：亢宁宁陈文革侯蕊赵千西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

和熔炼铸造法相比,采用粉末冶金法制备钛材,可以避免引入杂质,提高原料利用率。本文探讨微波烧结与传统烧结对纯钛组织及性能的影响,结果表明,在1200℃保温2h传统烧结得到等轴α–Ti组织,密度为4.33g·cm^(-3),相对密度为96.06%,硬度为H... 详细信息

和熔炼铸造法相比,采用粉末冶金法制备钛材,可以避免引入杂质,提高原料利用率。本文探讨微波烧结与传统烧结对纯钛组织及性能的影响,结果表明,在1200℃保温2h传统烧结得到等轴α–Ti组织,密度为4.33g·cm^(-3),相对密度为96.06%,硬度为HV 260,抗压强度为1309MPa,断面膨胀率为10.63%,呈典型的解理状脆性断裂;在1200℃保温15min微波烧结得到等轴的α–Ti与条状β–Ti组织,密度为4.30 g·cm^(-3),相对密度为95.45%,硬度为HV 311,抗压强度为1175 MPa,断面膨胀率为18.89%,展现出一定的塑性,呈准解理状脆性断裂。

关键词：粉末冶金纯钛微波烧结组织性能脆性断裂

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生产中海绵钛对钛铸锭质量的影响

轻金属 2018年第6期 43-46页

作者：亢宁宁陈文革温亚辉西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 西部金属材料股份有限公司陕西西安710201

海绵钛是真空自耗电极电弧法熔炼钛铸锭的重要原料,海绵钛的质量直接影响了钛合金铸锭的质量,杂质含量是海绵钛质量判定的重要依据。文章综述了镁还原法生产海绵钛过程中,杂质元素的来源,以及控制杂质含量的方法,并说明了海绵钛质量对... 详细信息

海绵钛是真空自耗电极电弧法熔炼钛铸锭的重要原料,海绵钛的质量直接影响了钛合金铸锭的质量,杂质含量是海绵钛质量判定的重要依据。文章综述了镁还原法生产海绵钛过程中,杂质元素的来源,以及控制杂质含量的方法,并说明了海绵钛质量对钛铸锭外观、组织和加工性能的影响。

关键词：海绵钛钛铸锭杂质元素组织结构外观

SLM成形多孔结构石墨烯/钛基复合材料的微观结构、力学与腐蚀性能研究

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Journal of Central South University 2021年第8期28卷 2257-2268页

作者：杨鑫张兆洋王犇马文君王婉琳陈文革亢宁宁刘世锋 College of Materials Science and Engineering Xi’an University of TechnologyXi’an 710048China School of Metallurgical Engineering Xi’an University of Architecture and TechnologyXi’an 710055China

本研究采用激光选区熔化技术(SLM)制备了具有蜂窝多孔结构的纳米石墨烯增强钛基复合材料(GNPs/Ti),系统研究了石墨烯对SLM GNPs/Ti微观结构、力学与腐蚀性能的影响。结果表明:1)与SLM Ti相比,SLM GNPs/Ti的密度有所提高;2)在SLM GNPs/T... 详细信息

本研究采用激光选区熔化技术(SLM)制备了具有蜂窝多孔结构的纳米石墨烯增强钛基复合材料(GNPs/Ti),系统研究了石墨烯对SLM GNPs/Ti微观结构、力学与腐蚀性能的影响。结果表明:1)与SLM Ti相比,SLM GNPs/Ti的密度有所提高;2)在SLM GNPs/Ti中形成了明显的Ti C颗粒。钛基体中弥散分布的TiC和细小的GNPs颗粒使得SLM GNPs/Ti的硬度和抗压强度相比SLMTi分别提高了90%(从HV 236增加到HV 503)和14%(从277 MPa增加至316 MPa)。电化学腐蚀测试结果表明,SLM GNPs/Ti的腐蚀电流密度仅为0.328μA/cm^(2),相比SLMTi降低了约25%。研究工作表明,添加纳米石墨烯是一种强化SLM Ti材料的潜在方法。

关键词：多孔石墨烯/钛复合材料激光选区熔化技术微观组织力学性能腐蚀性能

山羊支原体山羊肺炎亚种和多杀性巴氏杆菌双重PCR检测方法的建立

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动物医学进展 2014年第12期35卷 10-13页

作者：亢宁宁刀筱芳冯旭飞虎啸马晓楠杨发龙西南民族大学生命科学与技术学院四川成都610041

为建立一种能够同时检测山羊支原体山羊肺炎亚种和多杀性巴氏杆菌的双重PCR方法,本研究采用2对特异性引物,对退火温度和引物浓度比进行了优化,成功建立了一种能同时检测上述两种病原的双重PCR方法。结果显示,该方法具有很好的特异性,仅... 详细信息

为建立一种能够同时检测山羊支原体山羊肺炎亚种和多杀性巴氏杆菌的双重PCR方法,本研究采用2对特异性引物,对退火温度和引物浓度比进行了优化,成功建立了一种能同时检测上述两种病原的双重PCR方法。结果显示,该方法具有很好的特异性,仅对山羊支原体山羊肺炎亚种和多杀性巴氏杆菌有扩增,而对其他常见的羊呼吸道病原无扩增;该方法对两种病原的检测限分别为32pg和50pg,与单独PCR相同;26份临床样品中山羊支原体山羊肺炎亚种的检出率为23.1%,多杀性巴氏杆菌的检出率为26.9%。所建立的双重PCR具有特异性好、灵敏度高的特点,为临床上这两种病原感染的快速诊断和流行病学调查等提供了更为有用的手段。

关键词：山羊支原体山羊肺炎亚种多杀性巴氏杆菌双重PCR

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选区激光熔化制备蜂窝状多孔钛及表征

金属功能材料 2020年第4期27卷 47-54页

作者：亢宁宁陈文革杨鑫西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

把球形粉与异形粉按一定的质量比混合作为原料,采用选区激光熔化技术以不同的构建方向制备出蜂窝状多孔纯钛,运用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、万能拉压试验机等手段系统研究多孔钛的形貌和性能。结果表明,当平均粒径为75μm的... 详细信息

把球形粉与异形粉按一定的质量比混合作为原料,采用选区激光熔化技术以不同的构建方向制备出蜂窝状多孔纯钛,运用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、万能拉压试验机等手段系统研究多孔钛的形貌和性能。结果表明,当平均粒径为75μm的球形粉与平均粒径为25μm的异形粉按照8∶2的质量比混合后,以121 J/mm^3的激光能量制备预设孔隙率为55%的蜂窝状多孔纯钛,实际孔隙率为63.93%,其晶体结构为α-Ti与α′-Ti,孔形状具有典型的六边形形状,孔大小为900μm,孔壁呈典型的冶金结合,缺陷较少,抗压强度为70 MPa,弹性模量为4.419 GPa。

关键词：选区激光熔化多孔钛粉体形状孔形状

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一种基于迁移学习的多任务制导算法

兵工学报 2024年第6期45卷 1787-1798页

作者：罗皓文何绍溟亢有为北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学无人机自主控制技术北京市重点实验室北京100081 上海机电工程研究所上海201109

针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制... 详细信息

针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制导模型需要大量的弹道数据和巨额的时间成本。为解决上述问题,基于迁移学习的思想引入域对抗神经网络,提出基于迁移学习的多任务制导算法。以1个含有大量标签数据的源域任务辅助2个含有极少量标签数据的目标域任务进行迁移学习,从而克服预训练与在线控制之间的环境差异。使用特征提取器和域判别器提取出对任务环境不敏感的关键特征,使神经网络学习到各个任务所共享的底层信息;为提高预测精度,分别设计针对不同任务的偏置加速度预测器。数值仿真结果表明:基于迁移学习的多任务制导算法实现了导弹在不同任务中的加速度指令预测。

关键词：多约束制导计算制导深度学习迁移学习偏置比例导引