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3D打印镍基高温合金研究进展

精密成形工程 2024年第7期16卷 76-95页

作者：曹祎凡王瑞孙宝德李思彤谭庆彪贺戬孔德成祝国梁无上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,... 详细信息

金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,并在大温度梯度、极快冷等条件下会进行非平衡凝固,这些特殊的过程决定了3D打印镍基高温合金有着不均匀的微观组织与各向异性的力学性能。现阶段,对增材镍基高温合金微观结构-性能-使役行为的理解比较欠缺,严重限制了其在工业领域的广泛应用。本文讨论了3D打印镍基高温合金的特点;归纳了不同制粉方式、粒径比、粉末成分、缺陷、流动性等粉末原材料特性对3D打印镍基高温合金冶金质量的影响;梳理了3D打印激光能量、扫描速度、扫描间距等工艺参数对镍基高温合金晶粒、析出相及偏析等微观组织的影响;讨论了影响3D打印镍基高温合金拉伸、蠕变及疲劳性能的因素。最后,总结了3D打印镍基高温合金发展过程中面临的问题及可能的对策,提出了一些值得探索的方向。

关键词：高温合金 3D打印粉末制备组织性能

选区激光熔化γ'相强化镍基高温合金裂纹形成机理与抗裂纹设计研究进展

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金属学报 2023年第1期59卷 16-30页

作者：祝国梁孔德成周文哲贺戬董安平疏达孙宝德上海交通大学材料科学与工程学院上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

传统牌号高强镍基高温合金具有较宽的凝固温度区间、较高比例的低熔点共晶相,在增材制造快速非平衡凝固过程中易产生裂纹等缺陷;同时,热处理过程中残余应力释放和γ’相快速析出导致应变时效裂纹的形成,严重限制了其在激光增材制造领域... 详细信息

传统牌号高强镍基高温合金具有较宽的凝固温度区间、较高比例的低熔点共晶相,在增材制造快速非平衡凝固过程中易产生裂纹等缺陷;同时,热处理过程中残余应力释放和γ’相快速析出导致应变时效裂纹的形成,严重限制了其在激光增材制造领域的应用与推广。基于此,本文综述了近年来国内外研究组及作者团队在选区激光熔化高强镍基高温合金裂纹形成机理与抗裂纹设计(成形工艺参数优化、热处理制度调控以及合金成分设计)领域相关的研究进展,并对激光增材制造γ’相强化镍基高温合金裂纹调控的研究进行了展望。

关键词：选区激光熔化高强镍基高温合金裂纹抗裂纹设计

航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

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精密成形工程 2023年第1期15卷 156-169页

作者：陈娇罗桦贺戬谭庆彪祝国梁上海航天信息研究所上海201109 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240

新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值... 详细信息

新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值,极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类,然后以研究最多的IN 718和IN 625合金为例,总结了镍基高温合金增材制造的研究现状:归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法,表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法;指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点,讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律,表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象,导致常规热处理工艺不再是最优工艺;并通过5个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上,针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题,展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。

关键词：镍基高温合金增材制造微观组织热处理航天

基于便携式地物高光谱仪的文物材料分析研究进展

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1218-1226页

作者：王聪 Mara Camaiti 刘呆运铁付德曹颐戬中国-中亚人类与环境“一带一路”联合实验室(西北大学) 陕西西安710127 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室(西北大学) 陕西西安710127 CNR-Institute of Geosciences and Earth Resources Florence 50121Italy 陕西省考古研究院陕西西安710043 考古探测与文物保护技术教育部重点实验室(西北工业大学) 陕西西安710072 西北工业大学文化遗产研究院陕西西安710072

文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型... 详细信息

文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型无损分析技术是文物保护利用的重要研究方向。近年来,源于遥感领域的便携式地物高光谱仪在文物材料分析中展现出强大应用潜力,并且已在石质古建筑、绘画等文物修复中成功应用。作为一种无需采样的非侵入式光谱技术,便携式地物高光谱仪可在极短时间获取一个涵盖可见光-近红外-短波红外波段(350~2500 nm)的全波段、高分辨率反射光谱。同时,其便携程度很高,对工作环境、光源等无特殊要求,可在野外文物或遗址现场原位使用。此外,在采集光谱数据的同时还可通过遥感技术实现数据的远程传输和分析。上述技术特点使其在文物材料分析中具有独特的应用优势。以光谱技术的基本原理为基础,首先介绍了目前文物材料分析中常用便携式地物高光谱仪的设备型号及其性能指标;其次细致梳理了近十年来其在有机质/无机质文物材料定性和定量分析、文物保护材料分析,以及文物修复原位、实时监测等方面的应用现状;之后深入探讨了谱图预处理的规范和建立标准波谱库等两个影响该技术应用效果的关键问题;最后展望了该技术的发展趋势,预期在脆弱有机质文物分析、多种分析技术联合应用和定量分析研究方面前景广阔。

关键词：地物高光谱仪文物材料分析无损分析

Transformer与CNN并行引导的水下图像增强

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计算机工程与应用 2024年第4期60卷 280-288页

作者：常戬陈洪福王冰冰辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

为克服水下图像对比度低和色偏的问题,提出了基于Transformer与CNN并行引导的水下图像增强算法。利用3D位置嵌入模型为Transformer提供相对位置信息、色偏信息和特征图的全局特征,利用CNN编码器提取图像局部特征,将Transformer提取的全... 详细信息

为克服水下图像对比度低和色偏的问题,提出了基于Transformer与CNN并行引导的水下图像增强算法。利用3D位置嵌入模型为Transformer提供相对位置信息、色偏信息和特征图的全局特征,利用CNN编码器提取图像局部特征,将Transformer提取的全局特征和CNN提取的局部特征通过特征调制矩阵整合在一起,通过CNN解码器提高图像的分辨率,将解码器输出的特征图输入到特征加强网络中,由特征加强网络输出最终结果。采用现有的EUVP配对数据集进行训练,为验证该算法的优越性,选取具有不同程度色偏的水下图像进行定性比较和定量实验,结果显示,该算法增强后的水下图像峰值信噪比指标(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和结构相似性指标(structural similarity index measure,SSIM)均高于其他对比算法,主观质量也得到显著提高,能够产生颜色丰富且清晰度较高的增强图像。

关键词：水下图像增强 Transformer 卷积神经网络(CNN) 3D位置嵌入模型特征调制矩阵

航空发动机带缘板阻尼涡轮叶片减振特性试验设计方法

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航空动力学报 2024年

作者：周渝航邹励戬漆文凯孙景国中国船舶集团有限公司第七〇三研究所南京航空航天大学能源与动力学院

发动机涡轮转子叶片故障的主要原因之一是叶片共振引发的高周疲劳，通过合理设计干摩擦阻尼结构能够有效的抑制涡轮叶片振动。为了深入了解叶片-盘系统的振动特性、检验已有阻尼装置减振效果是否满足技术指标，有必要设计开展带干摩擦... 详细信息

发动机涡轮转子叶片故障的主要原因之一是叶片共振引发的高周疲劳，通过合理设计干摩擦阻尼结构能够有效的抑制涡轮叶片振动。为了深入了解叶片-盘系统的振动特性、检验已有阻尼装置减振效果是否满足技术指标，有必要设计开展带干摩擦阻尼真实叶片减振特性试验。真实叶片振动特性试验相较模拟叶片试验而言，在设计过程中会遇到更多挑战，本文以定型带缘板阻尼涡轮叶片为例，设计了真实涡轮叶片组减振特性试验方案，通过开展涡轮叶片组减振特性试验，得到不同正压力下受激叶片的频响函数曲线。试验数据表明：缘板阻尼装置在设计频率范围内对叶片组振动有明显的抑制效果，最佳减振效果能使受激叶片共振幅值减小60%以上。

关键词：航空发动机叶片减振干摩擦阻尼缘板阻尼器试验技术

选区激光熔化成形FeCrNi中熵合金点阵结构及其力学性能

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材料工程 2024年第1期52卷 211-219页

作者：孙驰汪健贺贺秦冬阳曹远奎付遨刘彬中南大学粉末冶金研究院长沙410083 西北工业大学航空学院西安710072

金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有... 详细信息

金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有BCC,BCCZ,FCC,FCCZ四种仿晶格结构的FeCrNi中熵合金点阵结构材料,对其显微组织、力学性能及变形行为进行了系统研究。结果表明,采用SLM技术制备的FeCrNi中熵合金点阵结构节点搭接质量高,熔池交错堆叠致密,晶粒均匀细小。在相对密度相近时,BCC,FCC,BCCZ,FCCZ点阵结构的比强度和比能量吸收值依次升高。具有FCCZ点阵结构的FeCrNi中熵合金材料的比能量吸收值达到49.8 J·g^(-1),显著高于Ti6Al4V及316L不锈钢点阵材料。有限元模拟分析表明,Z型支柱的存在增加了点阵材料的表观强度和刚度,并导致变形行为由结点弯曲主导向拉轴向压缩主导转变,是FCCZ点阵结构强度提升的主要原因。

关键词：选区激光熔化中熵合金点阵结构力学性能

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超大规模天线阵列下的多用户快速波束训练

中兴通讯技术 2024年第1期30卷 68-73页

作者：司源禹宏康陈艺戬中兴通讯股份有限公司中国深圳518057 移动网络和移动多媒体国家重点实验室中国深圳518055

天线阵列孔径增加提升了波束赋形增益,但更窄的波束使得传统的波束训练方法开销成倍增加,制约了系统支持的用户数目。研究了基于哈希函数的快速、低复杂度新型波束训练方案,可以用较低的训练开销在支持更多用户的同时进行波束训练,在此... 详细信息

天线阵列孔径增加提升了波束赋形增益,但更窄的波束使得传统的波束训练方法开销成倍增加,制约了系统支持的用户数目。研究了基于哈希函数的快速、低复杂度新型波束训练方案,可以用较低的训练开销在支持更多用户的同时进行波束训练,在此基础上提出了随机及固定两种码本设计方法,并对波束对齐成功概率进行理论分析。由于推导得到的波束对齐成功概率是一个复杂函数,无法用于指导码本设计,为此,研究提出一个简单的启发式指标用于评估码本生成参数对性能的影响。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明所提波束训练方案能够以低训练开销快速实现多用户波束对齐,同时具有高准确性。

关键词：波束训练多用户哈希函数码本设计性能分析

中国式乡村文明“包容性治理”:农民精神生活共同富裕的破题之道

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湖北经济学院学报（人文社会科学版） 2024年第7期21卷 41-46页

作者：苏弘戬福建师范大学马克思主义学院福建福州350117

新时代人民对于美好生活的追求更加立体,开辟出更宽阔而直接的需要场域,物质文明的满足呼唤着精神文明进程的跟随。相较于生产要素流转较快的城镇而言,处于现代化建设末端的乡村精神生活建设问题中个体倾向明显,行政化、科层化的治理方... 详细信息

新时代人民对于美好生活的追求更加立体,开辟出更宽阔而直接的需要场域,物质文明的满足呼唤着精神文明进程的跟随。相较于生产要素流转较快的城镇而言,处于现代化建设末端的乡村精神生活建设问题中个体倾向明显,行政化、科层化的治理方式亟待解放以增强精神生活建设工作开展的有效性。包容性治理通过与农民精神生活中传统伦理厚植要素的互嵌共融,允许“多元”要素的存在,引入多龄段多领域的主体“共治”,实现全过程成果信息“共享”,因地制宜解决、实现并发展好精神文明与物质文明的适配,从而对乡村共同富裕的实现提供柔性之力。

关键词：乡村治理包容性治理共同富裕农民精神生活

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