检索结果-南通市图书馆

北京科技大学学报 2008年第11期30卷 1260-1265页

作者：蒋日鹏李晓谦张立华胡仕成刘荣光中南大学机电工程学院长沙410083

在工业纯铝的凝固过程中引入超声场,探讨了超声细化晶粒的机理,并具体研究了超声功率、导入声波的熔体温度区间对铸锭凝固组织的影响规律.实验结果表明:铝熔体经超声处理后,凝固组织均得到显著细化,这主要取决于超声的空化效应和声流效... 详细信息

在工业纯铝的凝固过程中引入超声场,探讨了超声细化晶粒的机理,并具体研究了超声功率、导入声波的熔体温度区间对铸锭凝固组织的影响规律.实验结果表明:铝熔体经超声处理后,凝固组织均得到显著细化,这主要取决于超声的空化效应和声流效应;超声功率增大时,组织细化程度提高,功率达到170W时细化效果最好,继续增大功率则细化作用减弱;施振温度区间对凝固组织的影响也有相似的规律,在合理的温度导入声波,晶粒能细化到最佳程度.

关键词：工业纯铝熔体温度凝固组织空化效应声流效应晶粒尺寸超声功率

高频声场作用下Pb-Sb过共晶合金凝固过程研究

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科学通报 2006年第21期51卷 2476-2480页

作者：翟薇洪振宇解文军魏炳波西北工业大学应用物理系西安710072

研究了15kHz高频声场作用下Pb-16%Sb过共晶合金的凝固过程,发现高频声场促进晶体形核从而减小了合金熔体的过冷度.理论分析表明,超声空化效应和熔体受迫振动是降低合金过冷能力的主要因素.对比不同声强下的凝固组织发现,随着声强的升高... 详细信息

研究了15kHz高频声场作用下Pb-16%Sb过共晶合金的凝固过程,发现高频声场促进晶体形核从而减小了合金熔体的过冷度.理论分析表明,超声空化效应和熔体受迫振动是降低合金过冷能力的主要因素.对比不同声强下的凝固组织发现,随着声强的升高,初生(Sb)相的宏观偏析逐渐被抑制,并且其生长方式从小平面相生长转变为类似粗糙界面的分枝生长,同时Pb-Sb二元共晶组织明显粗化,当声强超过1.6W/cm2时,共晶生长形态由层片共晶转变为不规则共晶.高频声场还改变了凝固界面前沿的溶质分布规律,使得初生(Sb)相中的Pb含量随声强的升高而逐渐减小.

关键词：空化效应声流效应受迫振动共晶生长

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用高能超声制备金属基复合材料的现状与发展

铸造 1997年第12期46卷 40-42页

作者：王俊周尧和舒光冀张力宁上海交通大学东南大学

介绍了高能超声处理工艺的原理、研究现状和存在的问题。高能超声处理可实现增强体与基体的良好结合，并能同时完成除气、除渣的任务，实为一种工艺简便、成本抵廉的ＭＭＣ铸造制备方法。

关键词：金属基复合材料超声波声空化效应声流效应

凝固时超声振动处理对工业纯铝显微组织的影响

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机械工程材料 2008年第10期32卷 14-17,21页

作者：蒋日鹏李晓谦胡仕成张立华刘荣光中南大学机电工程学院湖南长沙410083

对工业纯铝熔体进行超声振动处理,分别研究了稳态连续超声处理时不同的超声功率、施振熔体温度、施振深度对凝固后显微组织的影响;并分析了动态间歇施振对凝固组织的影响。结果表明:超声振动下获得的铸锭组织均得到不同程度的细化;超声... 详细信息

对工业纯铝熔体进行超声振动处理,分别研究了稳态连续超声处理时不同的超声功率、施振熔体温度、施振深度对凝固后显微组织的影响;并分析了动态间歇施振对凝固组织的影响。结果表明:超声振动下获得的铸锭组织均得到不同程度的细化;超声细晶机理主要是由于空化效应和声流效应提高了形核速率,并抑制了晶粒的长大;运用合理的超声功率与施振温度处理铝熔体,晶粒能得到最有效的细化;此外,施振深度不宜过大,否则将减弱细化效果;不同方式的动态间歇施振后晶粒细化程度与所选参数密切相关。

关键词：超声振动工业纯铝空化效应声流效应

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高能超声半固态制浆技术的研究

高能超声半固态制浆技术的研究

作者：陈启华华中科技大学

学位级别：硕士

半固态成形技术是一种非常有前景的材料加工技术之一。它集合了材料液态成形和固态成形的一些优势,又具有它自身的特点。铝合金半固态技术由于其在航空航天、电子、通信、汽车等方面具有广阔的应用前景,得到了学术界、制造业等领域广泛... 详细信息

半固态成形技术是一种非常有前景的材料加工技术之一。它集合了材料液态成形和固态成形的一些优势,又具有它自身的特点。铝合金半固态技术由于其在航空航天、电子、通信、汽车等方面具有广阔的应用前景,得到了学术界、制造业等领域广泛的关注和研究。半固态成形技术中,最关键的一步就是如何制备性能优异的半固态浆料或坯料,而制备半固态浆料的前提是具有半固态制浆设备或装置。本文对高能超声半固态制浆装备及制浆工艺参数进行了研究。本文在分析了当前各种半固态制浆设备的优缺点和应用状况的基础上,设计和制造了一种新型的半固态制浆设备,即高能超声半固态制浆机。该制浆机主要由超声波单元、运动机构、控制电路、保温电炉等部分组成。经过实验检验,该设备运行良好、操作方便、生产成本低、效率高,并能制备出性能和组织优异的铝合金半固态浆料。利用高能超声半固态制浆机研究了高能超声对5052铝合金半固态浆料组织的影响。研究发现,在5052铝合金液相线附近对其给予超声波振动,可以促进α-Al从枝晶生长方式向长条形、圆粒状转变。从675℃到650℃,振动时间为1.2min时为最佳。对于相同的入振温度,振动时间越长,超声细化α-Al的效果越好。研究了高能超声对高硅铝合金(含20%Si)半固态浆料组织的影响,进而提出了高能超声对高硅铝合金中初生Si影响的机理,即由于超声波的声空化效应、声流效应所引起的对流,促进初生Si圆整,并均匀弥散于基体中,同时α-Al以非枝晶方式生长。随着振动时间的延长,初生Si逐渐长大的趋势趋于平缓。

关键词：铝合金半固态声空化声流效应制浆装置

颗粒增强铝基复合材料超声钎焊焊缝组织细化工艺及机理

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颗粒增强铝基复合材料超声钎焊焊缝组织细化工艺及机理

作者：朱超沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

超声复合钎焊利用超声空化及声流效应改善陶瓷颗粒与钎料间的润湿性,实现在大气环境下无钎剂钎焊SiC/Al-MMCs。超声空化效应可破碎焊缝中枝晶,提高接头力学性能,但其力学性能受限于钎料性能,常难以应用于强度要求高的结构中。为了突破... 详细信息

超声复合钎焊利用超声空化及声流效应改善陶瓷颗粒与钎料间的润湿性,实现在大气环境下无钎剂钎焊SiC/Al-MMCs。超声空化效应可破碎焊缝中枝晶,提高接头力学性能,但其力学性能受限于钎料性能,常难以应用于强度要求高的结构中。为了突破传统超声复合钎焊连接SiC/Al-MMCs的局限性,本文对50 vol.%SiC/6061Al的超声复合钎焊,提出了在液态钎料凝固过程中施加二次超声的方法。利用超声空化及声流效应在不同钎料固液相比下作用效果的不同,来探究窄间隙内超声激励对半固态下晶粒细化的作用机制,以达到细化焊缝晶粒,提高接头力学性能的目的。选用Zn-Al钎料时,发现在钎料冷却至半固态时施加二次超声可实现α-Al相的进一步细化,使焊缝中SiC颗粒与α-Al相分布均匀,大幅提高接头的力学性能,接头剪切强度最高可达245.17 MPa,较未施加二次超声时提高了65%。选用Sn-Zn钎料时,超声的空化效应将焊缝中产生的富Zn相打碎细化,声流效应促进了母材中铝元素向焊缝中的溶解扩散。随着超声作用时间的增长,富Zn相的数量、尺寸都逐渐降低,焊缝中有更多的α-Al相析出,剪切强度最大为74.17 MPa,较未施加二次超声时提高60%。但过长的二次超声作用会造成钎料的雾化,致使焊缝中钎料未填满,严重影响接头力学性能。本研究结合焊缝的显微组织、断口形貌、力学性能的分析,揭示了二次超声作用对窄间隙内钎料微观组织结构作用机制,实现了对焊缝中显微组织的控制,提高钎焊接头力学性能。

关键词：超声复合钎焊凝固过程超声空化声流效应二次超声

水中声流数值研究及驻波声流中悬浮颗粒运动分析

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水中声流数值研究及驻波声流中悬浮颗粒运动分析

作者：刘继伟华中科技大学

学位级别：硕士

随着微机电系统的高速发展,微流体驱动技术在生物芯片、燃料输运、集成电路中被广泛应用,利用超声波的非线性效应的微流体驱动方式,具有构造简单、高效的优点而有很好的发展前景。本文采用计算气动声学的计算方法,求解了二维非定常、粘... 详细信息

随着微机电系统的高速发展,微流体驱动技术在生物芯片、燃料输运、集成电路中被广泛应用,利用超声波的非线性效应的微流体驱动方式,具有构造简单、高效的优点而有很好的发展前景。本文采用计算气动声学的计算方法,求解了二维非定常、粘性弱可压缩方程组,一步法求解声波运动及非定常流动,直接分析声波声流效应。主要开展了以下的研究:1、验证数值方法的准确性。通过对圆柱绕流问题的模拟,证明了本文采用的方法可以用来求解水中的粘性问题与固壁效应问题;对声波的衍射和干涉现象进行模拟,证明本文采用的数值方法可以模拟声波的传播特性;2、研究了声波水平通过壁面时,固壁附近的声流运动。由于流体介质在声场中往返振动,这种运动与固壁摩擦形成声流,特别是在靠近壁面附近出现了反向的声流,同时分析了雷诺数对壁面效应的影响;3、设计了一种多级声源驱动流体的结构,并进行了数值研究。对比分析了这种多级声源驱动结构的声波波长、声波强度、级数与驱动效率的关系,还分析了管道中三角形钝体形状对声流效率的影响;4、采用两步法对驻波声流场中的悬浮颗粒的运动情况进行数值分析,首先对驻波声流场进行验证研究,证明采用的计算模型可以成功的模拟二维驻波声流场。通过理论计算得到声辐射力与粘滞力相等时的颗粒临界半径,最后在不同颗粒半径条件下计算出悬浮颗粒的轨迹。本文的研究对超声波驱动微流体有一定的理论价值,通过本文的研究,发现多级声源驱动方式具有很好的流体驱动效率及可行性,后续研究可以在此基础上开展相关的实验验证,为接下来研究高效微流体驱动器件具有指导意义。

关键词：声流效应计算气动声学时空守恒元解元悬浮颗粒

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基于人工微结构的精密声操控技术研究

基于人工微结构的精密声操控技术研究

作者：赵康东南京航空航天大学

学位级别：硕士

伴随空间生命科学研究的不断深入,以生物活细胞等微纳颗粒为研究对象的精密微操控技术在面向未来的载人航天基础研究以及空间环境下的生物医学研究中发挥着日益重要的作用,是研制空间生命科学仪器装置必须突破的关键核心技术之一。本研... 详细信息

伴随空间生命科学研究的不断深入,以生物活细胞等微纳颗粒为研究对象的精密微操控技术在面向未来的载人航天基础研究以及空间环境下的生物医学研究中发挥着日益重要的作用,是研制空间生命科学仪器装置必须突破的关键核心技术之一。本研究的主要内容如下:归纳现有的微纳操控技术,总结声操控技术的发展历程、取得的最新进展和存在的关键技术问题,阐述了本研究的重要性及必要性。对现有声操控平台的结构特点进行综合比较,提出基于人工微结构的精密声操控平台的设计方法。详细分析石英基板振型与微结构振动形式之间的关系,并基于摄动理论在Comsol有限元仿真软件中建立超声振动下人工微结构周围声流场的计算模型。设计并制造圆形、直线形和V形三种人工微结构,验证声流场分布与振动形式之间的关系,利用圆形人工微结构和V形人工微结构开展不同运动模式的微颗粒操控实验。基于直线形人工微结构,开发一套利用多种交互方式的开环声操控系统,引入机器视觉作为反馈信号,采用闭环控制的方式实时修正操控效果,将微颗粒运输至指定目标位置,探讨智能化可编程技术用于微纳颗粒精密声操控的可行性。

关键词：人工微结构压电作动声流效应微纳颗粒人机交互闭环控制

光活性微纳米马达在液液界面和流体环境中的运动研究

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光活性微纳米马达在液液界面和流体环境中的运动研究

作者：杨舟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

微纳米马达是一种能够将外界能量转化为自身的动能的活性胶体材料,在环境监测、污染处理、药物运输、生物传感等方面均具有潜在应用价值。而光能经过合理设计其既可以直接有效地供给马达运动所需的能量,又能够通过改变光强、波长和照射... 详细信息

微纳米马达是一种能够将外界能量转化为自身的动能的活性胶体材料,在环境监测、污染处理、药物运输、生物传感等方面均具有潜在应用价值。而光能经过合理设计其既可以直接有效地供给马达运动所需的能量,又能够通过改变光强、波长和照射方向等方式给马达传递信息,进而更简单易行的控制马达的诸如运动/停止、转向、加速、震荡等。因此光驱动微纳米马达近年来的发展迅速,应用前景十分广阔。另一方面,目前的很多研究只是着眼于马达在无限大底板上的运动行为,而与现实环境联系更密切的液液界面和流体环境的研究则较少,因此本课题将二者结合,重点研究光驱微纳米马达在液液界面和流体环境下的运动行为特征。本课题首先利用包裹法在商业购买的Si O微球表面均匀包裹上Ti O,并利用真空电子束蒸镀的方法制备了形貌和尺寸均较好的Ti O-Pt Janus马达。同时利用文献中报道的方法,凭借不同亲疏水处理的玻璃片对于水油两相的亲和力不同的特点,制备了较为平整的液液界面实验装置。以及利用声流效应制作了微米尺度上的旋转运动微流体场。最后将前述制备的Ti O-Pt Janus马达分别置于这两种环境中,通过对比其与普通无限大玻璃底板附近的运动行为,探究了液液界面环境和运动流体环境对于光驱动微纳米马达的运动产生的影响,并结合理论对这些影响进行了解释。实验发现,当Ti O-Pt Janus马达在液液界面上时,由于界面的弯曲变形会使微球与微球之间存在一个相互吸引的毛细作用力,这会导致微球在液液界面上照射紫外光后团簇散开的面积变小。而在紫外光照射下,由于光催化分解溶液中的燃料,微纳米马达两侧产生局部物质浓度梯度进而发生自电泳运动。但是当马达位于液液界面环境中时,其运动速度明显小于在普通无限大玻璃底板附近运动时的速度。对于这种现象,本文尝试从多种可能的原因中寻找答案,最终认为马达在不同环境下运动倾角不同是造成这种结果最可能的原因。而在超声波声流所产生的旋转流场中,马达受流体作用公转的同时还会存在自转,这会使得马达自身速度和流体速度存在相互耦合,在某些位置速度相互叠加,某些位置速度相互抵消,使马达在不同的位置速度不同。通过本课题的研究,探究了光驱微纳米马达在液液界面和运动流体两种环境下的运动行为特征,发现马达在液液界面上运动明显减慢,同时在运动流场中,马达自身速度和流场速度存在耦合的情况,这对于理解微纳米马达与周围环境之间的相互作用以及微纳米马达在未来的实际应用均提供了较好的指导意义。

关键词：光驱微纳米马达液液界面旋转流体场声流效应 Janus颗粒