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Effect of whisker alignment on microstructure,mechanical and thermal properties of Mg-SiC_(w)/Cu composite fabricated by a combination of casting and severe plastic deformation(SPD)

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Journal of Magnesium and Alloys 2023年第3期11卷 966-980页

作者： Yinwei Wang Moslem Tayyebi Morteza Tayebi Mahdireza Yarigarravesh shoufa liu Hongwei Zhang School of Mechanical Engineering Xijing UniversityXi’anShaanxi 710123China Department of Materials Science and Engineering Shiraz University of TechnologyShirazIran Young Researchers and Elites Club Science and Research BranchIslamic Azad UniversityTehranIran Department of Civil Engineering Adjunct facultySharif University of TechnologyTehranIran

In this research,microstructure evaluation,mechanical properties and thermal conductivity of the Mg-SiC_(w)/Cu composite with laminar structure were *** this purpose,SiC whiskers were added to magnesium alloy by using stir-casting,then the Mg-SiC_(w)composite was bonded to copper layers by warm accumulative roll bonding(ARB).Based on the results of optical microscopy(OM)and scanning electron microscopy(SEM),SiC whiskers were well distributed in the magnesium matrix and they were aligned parallelly when the composites were plastically deformed at higher rolling ***,all layers remained continuous with localized necking ***,no intermetallic compounds and phases were detected by XRD and EDS *** from the significant effect of severe plastic deformation on mechanical properties,the findings of mechanical tests point to the usefulness of reinforcements in improving up to 60%microhardness,Young’s modulus,yield,and up to 41%tensile ***,thermal conductivities of composites increased by adding reinforcement and above all by increasing the number of rolling *** growth is attributed to the higher thermal diffusivity of copper and whiskers as well as the increased number of conductive layers within composite.

关键词： SiC whisker Warm accumulative roll bonding Stir-casting Thermal conductivity

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基于FSP制备GNSs/6061铝基复合材料

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兵器材料科学与工程 2017年第4期40卷 60-63页

作者：刘守法董锋西京学院机械工程学院陕西西安710123 西安热工研究院陕西西安710032

采用搅拌摩擦加工方法(FSP),分别将多层石墨烯(GNSs)和无电镀铜Si C颗粒/石墨烯添加进6061-T651铝合金,制备出两种铝基复合材料。通过光学显微镜、纳米压痕仪对比分析母材和两种铝基复合材料的硬度和弹性模量,利用扫描电镜(SEM)和能量... 详细信息

采用搅拌摩擦加工方法(FSP),分别将多层石墨烯(GNSs)和无电镀铜Si C颗粒/石墨烯添加进6061-T651铝合金,制备出两种铝基复合材料。通过光学显微镜、纳米压痕仪对比分析母材和两种铝基复合材料的硬度和弹性模量,利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)研究增强相与母材的融合情况。研究表明:多层石墨烯增强材料的硬度达到母材的121.3%,但存在增强相分布不均匀现象;无电镀铜石墨烯增强材料对母材的增强效果较明显,硬度达母材的136.1%;无电镀铜石墨烯颗粒搅拌进入铝母材后,铜镀层扩散到Si C颗粒周围,使增强相与母材牢固联接。

关键词：铝基复合材料搅拌摩擦加工多层石墨烯无电镀铜Si C颗粒

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快速超塑性镁合金制备新方法

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稀有金属 2015年第10期39卷 948-954页

作者：刘守法王晋鹏吴松林西京学院机械学院陕西西安710123 西北工业大学机电学院陕西西安710072

将SiO2颗粒填入AZ61镁合金基体上预先开出的沟槽中,利用搅拌摩擦工艺(FSP)成功地将颗粒均匀地搅拌进镁合金中。利用扫描电镜(SEM)观察了试样搅拌区颗粒分布情况,分别对高温退火和高温拉伸试样的晶粒长大情况进行了观察,测量了试样搅拌... 详细信息

将SiO2颗粒填入AZ61镁合金基体上预先开出的沟槽中,利用搅拌摩擦工艺(FSP)成功地将颗粒均匀地搅拌进镁合金中。利用扫描电镜(SEM)观察了试样搅拌区颗粒分布情况,分别对高温退火和高温拉伸试样的晶粒长大情况进行了观察,测量了试样搅拌区及其附近区域的硬度,利用扫描电镜进行了断口形貌分析并对试样高温变形机制进行了分析。结果表明:大部分SiO2颗粒被均匀地搅拌进镁合金中,仅有少量的颗粒以聚集块形式存在;未掺入SiO2颗粒的搅拌摩擦试样搅拌区平均硬度为HV78,而掺入SiO2颗粒的试样搅拌区平均硬度为HV110,提高了HV30左右;合金中的SiO2颗粒有效地抑制了静态退火、高温拉伸和搅拌摩擦过程中的晶粒长大,使其保持在3μm以内;试样在400℃下以3×10-1s-1的应变速率拉伸得到的伸长率最大,达到了453%,实现了材料高应变速率下的超塑性。

关键词：搅拌摩擦工艺 SiO2颗粒晶粒长大高应变速率超塑性

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基于镀铜SiC-Cu颗粒制备石墨烯片/SiC-Cu和碳纳米管/SiC-Cu增强体

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复合材料学报 2017年第11期34卷 2544-2549页

作者：刘守法王晋鹏吴松林董锋西京学院机械工程学院西安710123 西北工业大学机电学院西安710072 西安热工研究院西安710032

利用化学气相沉积法(CVD),分别在光沉积镀铜SiC-Cu颗粒和无电镀铜SiC-Cu颗粒表面制备石墨烯片(GNSs)/SiC-Cu和碳纳米管(CNTs)/SiC-Cu增强体。利用拉曼光谱和SEM研究制备温度和保温时间对生成的石墨烯片和碳纳米管的层数和质量的影响。... 详细信息

利用化学气相沉积法(CVD),分别在光沉积镀铜SiC-Cu颗粒和无电镀铜SiC-Cu颗粒表面制备石墨烯片(GNSs)/SiC-Cu和碳纳米管(CNTs)/SiC-Cu增强体。利用拉曼光谱和SEM研究制备温度和保温时间对生成的石墨烯片和碳纳米管的层数和质量的影响。结果表明:利用CVD法,在无电镀铜SiC-Cu颗粒和光沉积镀铜SiCCu颗粒表面均可生成多层GNSs和CNTs;以无电镀铜SiC-Cu颗粒为基体,在1 000℃下保持20 min生成的GNSs质量较好,已经接近单层;利用SEM观察最佳参数下的生成物,可观察到10~45nm直径的CNTs交错分布在圆形铜颗粒之间。

关键词：化学气相沉积法光沉积镀铜无电镀铜 SiC颗粒石墨烯片碳纳米管

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Si添加对粉末冶金AZ80合金组织及高温力学性能的影响

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金属热处理 2019年第11期44卷 30-34页

作者：刘守法周兆锋刘丹成西京学院机械工程学院陕西西安710123 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 西安航天发动机有限公司陕西西安710100

采用熔铸法分别制备AZ80合金及AZ80-Si合金,随后依次采用双气流雾化、热压和反向挤压工艺对两种合金进行加工,利用光学显微镜、SEM、XRD及拉伸机,研究Si添加对AZ80合金组织及高温力学性能的影响。研究表明:与双气流雾化AZ80合金颗粒相比... 详细信息

采用熔铸法分别制备AZ80合金及AZ80-Si合金,随后依次采用双气流雾化、热压和反向挤压工艺对两种合金进行加工,利用光学显微镜、SEM、XRD及拉伸机,研究Si添加对AZ80合金组织及高温力学性能的影响。研究表明:与双气流雾化AZ80合金颗粒相比,AZ80-Si合金颗粒内网格状分布的Mg17Al12相减少而多边形颗粒状分布的Mg2Si相增多。反向挤压过程中两种热压合金组织均发生连续动态再结晶,反向挤压AZ80-Si合金晶粒细化较好,内部Mg2Si颗粒与基体相冶金接合良好,拉伸过程中起到了钉扎作用,使其屈服强度和抗拉强度均提升较大,但伸长率较小;AZ80断口组织呈现解理台阶状,而AZ80-Si由于高温强化相Mg2Si的作用,断口组织为较大且深的韧窝。

关键词： AZ80合金熔铸法粉末冶金双气流雾化反向挤压力学性能

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轧制总压缩率及退火工艺对5083铝合金低温超塑性的影响

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金属热处理 2014年第5期39卷 82-84页

作者：刘守法蔡云吴松林西京学院机电工程系陕西西安710123 永城职业学院机电工程系河南永城476600

利用多种轧制与退火的组合工艺方案分别对同一批次铝合金板料进行加工,并进行了试样拉伸试验,分析了轧制总压缩率及退火工艺对试样伸长率的影响。研究发现:较大的轧制总压缩率有利于提高材料的超塑性,总压缩率为96.67%的TM3试样在250℃... 详细信息

利用多种轧制与退火的组合工艺方案分别对同一批次铝合金板料进行加工,并进行了试样拉伸试验,分析了轧制总压缩率及退火工艺对试样伸长率的影响。研究发现:较大的轧制总压缩率有利于提高材料的超塑性,总压缩率为96.67%的TM3试样在250℃下以2×10-3s-1的应变速率进行拉伸,得到了443%的伸长率,微观组织分析发现,试样中等轴细小晶粒所占比率越大试样超塑性越好;在最佳工艺方案基础上,通过缩短前期退火时间,提高了效率,且低温超塑性性能并没有受到太大的影响,250℃下试样的伸长率仍达到了350%。

关键词：铝合金低温超塑性轧制总压缩率伸长率

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氢燃料电池氢气管道吹扫系统冷启动策略研究

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太阳能学报 2022年第6期43卷 486-492页

作者：赵金国肖传军乔勋刘守法西京学院机械工程学院西安710123

针对现有车载燃料电池管道在吹扫过程中氢气侧管道由于低温结冰易受阻,从而导致冷启动困难的问题,提出氢气管道两级吹扫方案,以实现对燃料电池堆氢管中剩余水、蒸汽含量的独立控制,降低冷启动时的加热能耗,避免冷启动失效。通过三维仿真... 详细信息

针对现有车载燃料电池管道在吹扫过程中氢气侧管道由于低温结冰易受阻,从而导致冷启动困难的问题,提出氢气管道两级吹扫方案,以实现对燃料电池堆氢管中剩余水、蒸汽含量的独立控制,降低冷启动时的加热能耗,避免冷启动失效。通过三维仿真对4种不同工况下阴极中段在不同时间的温度、阴极中段在不同时间的冰体积分数、电池纵向截面表面不同时间的温度进行分析,结果表明该方案可实现在-20℃温度下20 s内的平稳冷启动,既解决了低温冷启动困难问题,又保证了冷启动后的电堆输出性能。

关键词：氢燃料电池仿真建模扫气管道电堆启动

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一种新型矿用减速器试验台测控系统设计

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机床与液压 2011年第22期39卷 93-95页

作者：刘守法关守强西京学院陕西西安710123 天津望圆环保科技有限公司天津300385

为方便对矿用减速器进行空载试验、负载试验、温升试验、油压测量试验和振动实验,设计了减速器性能测试试验台,主要进行了数据采集系统和驱动电机变频调速系统的设计。该实验台控制精度高、性能稳定、安全可靠、操作方便,在矿山机械、... 详细信息

为方便对矿用减速器进行空载试验、负载试验、温升试验、油压测量试验和振动实验,设计了减速器性能测试试验台,主要进行了数据采集系统和驱动电机变频调速系统的设计。该实验台控制精度高、性能稳定、安全可靠、操作方便,在矿山机械、煤矿机械、水泥机械等相关行业中有重要的使用价值。

关键词：矿用减速器变频调速试验台性能测试

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液压缸直通式迷宫密封泄漏量数值模拟

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机床与液压 2013年第21期41卷 126-128页

作者：刘守法王引卫西京学院机电工程系陕西西安710123

为解决移动式液压缸直通式迷宫密封泄漏量分析困难的问题,提出一种数值模拟研究方法,基于PHOENICS软件对采用k-ε湍流模型的不可压缩流体的迷宫密封流场进行了计算,分析了缝隙中液压油为层流时迷宫密封的凹槽数目、凹槽深度、凹槽宽度... 详细信息

为解决移动式液压缸直通式迷宫密封泄漏量分析困难的问题,提出一种数值模拟研究方法,基于PHOENICS软件对采用k-ε湍流模型的不可压缩流体的迷宫密封流场进行了计算,分析了缝隙中液压油为层流时迷宫密封的凹槽数目、凹槽深度、凹槽宽度及边界相对运动速度对泄漏量的影响。研究发现:缝隙中液压油在层流状态下,迷宫式密封结构并没有起到防漏效果,反而带来负面影响。与其他方法相比,该数值模拟方法比较经济实用,可供液压密封设计研发人员参考。

关键词：直通式迷宫密封泄漏量数值模拟

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FSP对AZ31合金型材加工硬化率及力学性能的影响

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特种铸造及有色合金 2017年第8期37卷 911-913页

作者：杨晓敏董锋刘守法永城职业学院机电工程系西安热工研究院西京学院机械工程学院

对AZ31镁合金挤压型材实施了搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing·FSP),利用光学显微镜和拉伸试验机研究了搅拌摩擦加工对试样加工硬化率及力学性能的影响。结果表明,AZ31镁合金经搅拌摩擦加工后,晶粒得到细化,均匀伸长率和总伸长... 详细信息

对AZ31镁合金挤压型材实施了搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing·FSP),利用光学显微镜和拉伸试验机研究了搅拌摩擦加工对试样加工硬化率及力学性能的影响。结果表明,AZ31镁合金经搅拌摩擦加工后,晶粒得到细化,均匀伸长率和总伸长率相近,室温伸长率达22%;拉伸应变超过0.03时,搅拌区材料的加工硬化率超过母材,此时搅拌区和母材的显微组织中均出现变形孪晶,不同的是搅拌区材料的变形孪晶整体呈带状分布,且加工硬化率也较高。

关键词：搅拌摩擦加工加工硬化率力学性能

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