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Cr3C2含量对Ni3Al基合金激光熔覆层组织与性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第10期53卷 2852-2859页

作者：阚成玲彭云龚侠李长海赵琳田志凌钢铁研究总院有限公司焊接研究所查尔姆斯理工大学

本工作借助激光熔覆技术，在45钢上开展不同Cr3C2添加量的Ni3Al+Cr3C2混合粉末制备Ni3Al基合金激光熔覆层试验研究，利用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜及摩擦磨损试验机等设备，统计不同Cr3C2添加量下原位自生碳化物的含量及尺寸，... 详细信息

本工作借助激光熔覆技术，在45钢上开展不同Cr3C2添加量的Ni3Al+Cr3C2混合粉末制备Ni3Al基合金激光熔覆层试验研究，利用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜及摩擦磨损试验机等设备，统计不同Cr3C2添加量下原位自生碳化物的含量及尺寸，分析碳化物对Ni3Al基合金熔覆层显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明：Ni3Al基合金激光熔覆层组织主要为Ni3Al基相和原位自生的Cr7C3碳化物。随着Cr3C2含量的增加，熔覆层原位自生碳化物含量由6.8%增加至32.3%，平均尺寸由0.10μm增长至0.78μm，熔覆层显微硬度（HV）由4615.8 MPa提高至5968.2 MPa。当Cr3C2含量为35%时，碳化物呈小颗粒弥散分布，摩擦磨损过程中产生均匀磨损，使熔覆层磨损量低至0.19 mg，此时对磨盘的磨损量相对最低，约为1.23 mg；而当Cr3C2含量为45%时，碳化物含量虽然达到32.3%，但多以大尺寸颗粒为主，在摩擦磨损过程中大颗粒碳化物发生断裂剥落，加速了对磨盘的磨损。

关键词： Ni3Al基合金激光熔覆原位自生碳化物显微组织耐磨性能

液压机械臂驱动关节的非线性摩擦力自适应补偿控制

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液压与气动 2024年第1期48卷 20-30页

作者：夏杨修吕立彤陈正赫连勃勃浙江大学海洋学院浙江舟山316021 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 浙江大学流体传动与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 卡尔斯鲁厄理工学院移动机械研究所德国卡尔斯鲁厄376131

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节... 详细信息

液压机械臂在重载任务中至关重要,但在精细化作业中却普遍存在“力量够大、精细不足”的问题。无论采用全自主还是半自主的作业方式,精密运动控制都是实现精细作业的首要基础。液压机械臂多采用液压缸直动推动关节转动的非线性驱动关节构型,摩擦分别来自液压缸和转动轴,但现研究大多忽略直动摩擦而仅考虑转动摩擦,因而运动控制中的摩擦补偿不到位。建立了面向模型补偿控制的液压机械臂非线性驱动关节动力学模型,全面考虑液压缸和转动轴的摩擦特性,进而提出摩擦补偿控制方法。结合基于最小二乘的在线参数自适应律,设计了直接/间接自适应鲁棒控制器。最后开展多组仿真对比,验证所提控制方法对液压机械臂驱动关节控制精度的提升效果。

关键词：液压机械臂运动控制自适应控制摩擦补偿

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电网的下一场挑战

环球科学 2024年第15期 68-74页

作者：本亚明·舍费尔马克·蒂默郭众(翻译) 德国卡尔斯鲁厄理工学院德国德累斯顿工业大学不详

为了将德国南部的风电送到北部,德国现有的电网必须得到扩充。大部分新增线路都能改善电网,但并非所有线路都是这样。在某些情况下,它们甚至会带来危害。这篇来自《科学美国人》德文版的文章,为我们讲述了德国电网面临的困境,以及他们... 详细信息

为了将德国南部的风电送到北部,德国现有的电网必须得到扩充。大部分新增线路都能改善电网,但并非所有线路都是这样。在某些情况下,它们甚至会带来危害。这篇来自《科学美国人》德文版的文章,为我们讲述了德国电网面临的困境,以及他们的应对策略。

关键词：德国电网应对策略德国南部德文版线路面临的困境

二维MXenes材料在柔性光电探测器中的应用展望

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无机材料学报 2024年第2期39卷 186-194页

作者：李腊沈国震北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 北京理工大学柔性电子器件与智造研究所北京102488

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

关键词： MXene 柔性电子透明电子光电探测器带隙调控专题评述

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湍流状态下垂直降膜波动特性影响因素研究

高校化学工程学报 2024年第1期38卷 79-89页

作者：黄悬悬王亦飞曾杰李婷婷王亮王辰汪欣于广锁王辅臣华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237

针对液膜的稳定性和均匀性会直接影响气液两相和气液固三相传热的问题,对影响液膜流动的因素进行研究。从液膜厚度、液膜速度和湍流强度3个参数定量分析槽宽(2~5 mm)、管径(73~113 mm)、气液接触角(0°~90°)、摩擦系数(0.1~0.9)和气速(... 详细信息

针对液膜的稳定性和均匀性会直接影响气液两相和气液固三相传热的问题,对影响液膜流动的因素进行研究。从液膜厚度、液膜速度和湍流强度3个参数定量分析槽宽(2~5 mm)、管径(73~113 mm)、气液接触角(0°~90°)、摩擦系数(0.1~0.9)和气速(2~10 m·s^(-1))对高雷诺数下垂直降膜波动特性的影响机理。结果表明,当槽缝宽度大于3.5 mm时,液膜厚度基本不变,湍流强度变化相对稳定。液膜的厚度、速度和湍流强度随管径的增大而显著变化。随着气液接触角的增大,液膜厚度和速度变化不大,但液膜的湍流强度在出口处略微降低。液膜厚度随着摩擦系数的增加略有增加。随着气体速度加快,液膜厚度先急剧减小,然后缓慢增加。气体速度对入口区域的液膜速度具有抑制作用。

关键词：垂直降膜液膜厚度湍流强度气液两相流数值模拟

高雷诺数下洗涤冷却管内垂直环状降膜流动传热

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 394-403页

作者：王亮王亦飞黄悬悬李婷婷曾杰于广锁华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237

为了研究高雷诺数(R_(e)=1.81×10^(4)~4.23×10^(4))下洗涤冷却管内降液膜的传热特性与机理,对管内液膜厚度分布与传热过程进行模拟计算。研究结果表明,槽缝宽度与液膜Re越大,液膜越厚;液相出口温度随壁面温度而上升,最大传热系数约为... 详细信息

为了研究高雷诺数(R_(e)=1.81×10^(4)~4.23×10^(4))下洗涤冷却管内降液膜的传热特性与机理,对管内液膜厚度分布与传热过程进行模拟计算。研究结果表明,槽缝宽度与液膜Re越大,液膜越厚;液相出口温度随壁面温度而上升,最大传热系数约为3.7×10^(3)W·(m^(2)·K)^(-1);传热系数随进口温度上升而下降,最大传热系数约为8.3×10^(3)·W(m^(2)·K)^(-1);液膜Re的增加使传热系数上升,最大传热系数约为9.4×10^(3)W·(m^(2)·K)^(-1);表征传热系数h+与液膜Re近似于正比例关系;通过研究气液两相传热发现,传热过程在液膜入口段0~0.1 m处最剧烈;传热系数随气相温度上升而先升高后降低,最大传热系数约为899 W×(m^(2)·K)^(-1);计算数据与试验关联式的最小误差约在10%之内。

关键词：垂直降膜高雷诺数液膜分布对流传热气液相变

Z2CND18.12N奥氏体不锈钢低周疲劳损伤的EBSD分析

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材料工程 2024年第6期52卷 177-183页

作者：车枫孟亦圆林莉罗忠兵大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116024

针对核电管道用Z2CND18.12N奥氏体不锈钢的低周疲劳损伤,研究电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)采集与后处理参数对局域取向差(local misorientation,ML)的影响,基于优选参数探讨特征取向晶粒的损伤规律。结果表... 详细信息

针对核电管道用Z2CND18.12N奥氏体不锈钢的低周疲劳损伤,研究电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)采集与后处理参数对局域取向差(local misorientation,ML)的影响,基于优选参数探讨特征取向晶粒的损伤规律。结果表明:测试步长、取向差平均范围(filter)及像素合并参数(binning)均影响ML测试结果,综合考虑晶粒尺寸、测试精度和效率等因素,优选确定binning 2×2,filter 11×11,测试步长为2μm或5μm。选取损伤程度不同的两个区域,〈111〉取向晶粒ΔM_(L)的峰值和平均值变化均高于〈101〉和〈001〉取向,〈101〉取向ΔM_(L)数值最小;同时,ML在小晶粒特别是晶界及交汇处数值较大。结合晶粒尺寸、晶界对变形分布的不均匀性进行了讨论。结果证实ML可以有效评价Z2CND18.12N钢的变形损伤,为发展基于多物理参量的材料以及结构损伤评价技术提供了参考和借鉴。

关键词：奥氏体不锈钢疲劳电子背散射衍射晶体取向局域取向差

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正十六烷引燃甲烷预混合气可视化实验研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 284-290页

作者：崔泽川张晓磊银硕郁晓健田江平隆武强大连理工大学内燃机研究所辽宁大连116024

为探究环境温度、甲烷预混时间以及引燃燃料喷射压力对正十六烷引燃甲烷预混合气着火及火焰传播特性的影响,本文利用高速摄影技术及阴影拍摄方法,基于定容光学测试系统进行了可视化实验。研究结果表明:提高环境温度,引燃燃料滞燃期缩短... 详细信息

为探究环境温度、甲烷预混时间以及引燃燃料喷射压力对正十六烷引燃甲烷预混合气着火及火焰传播特性的影响,本文利用高速摄影技术及阴影拍摄方法,基于定容光学测试系统进行了可视化实验。研究结果表明:提高环境温度,引燃燃料滞燃期缩短,火焰发展速率增加并出现主燃区外预混合气局部着火;预混时间较短时,燃烧产生的碳烟较多,火焰发展速率随混合时间的增加而减小,当预混时间较长时,火焰发展速率趋于稳定;提高引燃燃料喷射压力,引燃燃料喷雾贯穿距离增大,滞燃期缩短,起始着火点位置发生变化,火焰发展速率增加。

关键词：双燃料甲烷引燃喷射预混燃烧燃烧特性阴影法可视化定容弹

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辐射废锅内辐射屏水冷管热变形数值模拟研究

煤炭学报 2024年第6期49卷 2896-2904页

作者：张国钰许建良龚岩郭庆华于广锁华东理工大学洁净煤技术研究所上海200237

煤气化技术是煤炭清洁高效利用的有效途径,其中带辐射废锅的气流床气化工艺能够有效回收高温合成气显热,提高能源利用率。辐射废锅内部增设辐射屏水冷管,可在保持辐射废锅水冷壁整体结构紧凑的同时提高传热面积。为研究气化炉操作条件... 详细信息

煤气化技术是煤炭清洁高效利用的有效途径,其中带辐射废锅的气流床气化工艺能够有效回收高温合成气显热,提高能源利用率。辐射废锅内部增设辐射屏水冷管,可在保持辐射废锅水冷壁整体结构紧凑的同时提高传热面积。为研究气化炉操作条件下辐射废锅内辐射屏水冷管的热变形,利用流体−结构耦合原理建立三维辐射屏模型进行模拟分析。模拟结果表明:在正常操作工况下,水冷管整体在距顶部5.30 m处温度达到最大值。在周向方向上,最靠近炉膛中心的1号水冷管表面温度成抛物线形分布,向火侧中间位置温度最高,向火侧和背侧最大温差达到60 K;在相邻水冷管的冷却作用下,2~5号水冷管表面温度成双峰状分布。水冷管的空间布置直接影响水冷管表面的温度分布。未加固定的辐射屏水冷管中最靠近炉膛中心的1号水冷管局部变形量最大为5.20 cm,π方向的最大偏移量为4.58 cm,超过相邻水冷管的间距,水冷管之间易发生碰撞。水冷管间增加固定后,水冷管发生整体变形,最大热变形量为3.28 cm,较未加固定的减小36.9%,π方向的相对偏移基本消失,水冷管之间的局部变形远小于管间距。增加固定可有效避免水冷管之间的碰撞。进口合成气温度和表面沉积的变化不同程度影响水冷管表面温度梯度和变形量,偏移方向均为水冷管的π/2侧。

关键词：辐射废锅水冷管热变形数值模拟