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航空发动机用双陶瓷热障涂层的残余应力仿真研究

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表面技术 2024年

作者：王敏赵伟文刘星宇余宗键袁建辉上海电子信息职业技术学院上海工程技术大学

目的对YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷热障涂层不同预热温度和厚度条件下的残余应力进行仿真研究，指导双陶瓷热障涂层的优化设计。方法用Abaqus有限元软件模拟双陶瓷涂层样件制备以及冷却过程中的径向、轴向和剪切残余应力。通过在25℃～27... 详细信息

目的对YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷热障涂层不同预热温度和厚度条件下的残余应力进行仿真研究，指导双陶瓷热障涂层的优化设计。方法用Abaqus有限元软件模拟双陶瓷涂层样件制备以及冷却过程中的径向、轴向和剪切残余应力。通过在25℃～275℃之间每隔50℃选取一个温度点作为样件的预热温度进行仿真，评价不同预热温度下粘结层与双陶瓷层的残余应力值，根据残余应力值确定优化的预热温度为：75℃～125℃。选取100℃预热温度，保持YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷层的总厚度为300μm，以50μm为一个区间调整双陶瓷层的厚度比值，研究YSZ和LaMgAl11O19的厚度变化对粘结层和双陶瓷层界面残余应力的影响，确定YSZ和LaMgAl11O19的厚度均为150μm时，获得的残余应力最小。对优化后的陶瓷顶面和不同材料分界面的残余应力进行分析。结果预热温度以及YSZ和LaMgAl11O19的厚度对涂层残余应力有显著影响，预热温度取75℃和125℃之间时，残余应力值普遍较小，其最大值仅为8.2MPa。预热温度取100℃，YSZ和LaMgAl11O19的厚度均为150μm时的残余应力值普遍较小，其最大值仅为55.2MPa，出现在粘结层和基体材料的界面上。结论预热温度对样件边缘位置的残余应力具有明显的影响，最大残余应力出现在优化的双陶瓷热障涂层基体和粘结层的界面处，从而降低了陶瓷层剥落的风险。

关键词：双陶瓷层热障涂层 YSZ LaMgAl O 残余应力仿真

纳米Cr_(2)O_(3)对铝合金微弧氧化膜组织和性能的影响

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兵器材料科学与工程 2024年第4期47卷 77-84页

作者：方琴陈庚曾舟李京筱白莹莹苗景国王正云四川工程职业技术学院材料工程系四川德阳618000 上海电子信息职业技术学院中德工程学院上海300222 西华大学材料科学与工程学院四川成都610039

在恒流模式下对7050铝合金开展微弧氧化试验。用SEM、EDS、XRD、膜层测厚仪、维氏硬度计、电化学工作站和磨损试验机等研究了不同纳米Cr_(2)O_(3)含量对7050铝合金微弧氧化陶瓷膜组织和性能的影响。结果表明:添加纳米Cr_(2)O_(3)能减小... 详细信息

在恒流模式下对7050铝合金开展微弧氧化试验。用SEM、EDS、XRD、膜层测厚仪、维氏硬度计、电化学工作站和磨损试验机等研究了不同纳米Cr_(2)O_(3)含量对7050铝合金微弧氧化陶瓷膜组织和性能的影响。结果表明:添加纳米Cr_(2)O_(3)能减小陶瓷膜孔径,提升致密度,优化陶瓷膜结构;当纳米Cr_(2)O_(3)由1 g/L增至5 g/L时,陶瓷膜的厚度、硬度均先增后减;与未添加相比,添加纳米Cr_(2)O_(3)的陶瓷膜的耐蚀性和耐磨性均明显提升;陶瓷膜主要由γ-Al_(2)O_(3)相和少量的α-Al_(2)O_(3)相、莫来石相、Cr_(2)O_(3)相构成;总体来看,当纳米Cr_(2)O_(3)为3 g/L时,陶瓷膜的性能最优,厚度、显微硬度、自腐蚀电流和磨耗比分别为30.98μm、1273HV0.1、5.162×10^(-8)A/cm^(2)、0.0913%。

关键词：微弧氧化 7050铝合金陶瓷膜 Cr_(2)O_(3)

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硫系非晶态半导体人工神经突触的可塑性

半导体光电 2024年第1期45卷 90-95页

作者：陈直曾敏范晓燕原甜甜上海电子信息职业技术学院通信与信息工程学院上海201411

模拟大脑中的神经突触是实现下一代计算机--类脑神经形态计算的关键一步。为了利用光子模拟神经突触的可塑性进而发展全光人工神经突触器件,文章开展了基于可控光诱导抑制效应的硫系非晶态半导体人工神经突触的实验研究。分析了材料化... 详细信息

模拟大脑中的神经突触是实现下一代计算机--类脑神经形态计算的关键一步。为了利用光子模拟神经突触的可塑性进而发展全光人工神经突触器件,文章开展了基于可控光诱导抑制效应的硫系非晶态半导体人工神经突触的实验研究。分析了材料化学组分和抽运光功率对该人工神经突触的调控作用,描述了该人工神经突触的可塑性。结果表明掺入不同杂质的硫系非晶态半导体平面波导具有不同的可控光诱导抑制过程,且抑制深度受控于抽运光功率的变化。基于这些特性,该人工神经突触展现出了配对脉冲易化功能、短程抑制功能、长程抑制功能,具有良好的可塑性。

关键词：人工神经突触可塑性硫系非晶态半导体可控光诱导抑制效应

自动化快速接头体PA66成型CAE分析及带螺纹机构注射模设计

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塑料 2024年第4期53卷 151-157页

作者：李奎刘红艳李星睿吉林电子信息职业技术学院吉林吉林132021 一汽吉林汽车有限公司吉林吉林264200 吉林大学汽车工程学院吉林吉林130022

介绍了自动化设备中采用的快速接头接头体塑件的注塑模具结构设计案例。模具设计中,利用计算机辅助分析得到塑件注塑成型工艺,材料采用30%玻璃纤维改性聚酰胺纤维PA66,模腔单腔采用冷流道侧浇口进行浇注,工艺参数为模具温度85.56℃、熔... 详细信息

介绍了自动化设备中采用的快速接头接头体塑件的注塑模具结构设计案例。模具设计中,利用计算机辅助分析得到塑件注塑成型工艺,材料采用30%玻璃纤维改性聚酰胺纤维PA66,模腔单腔采用冷流道侧浇口进行浇注,工艺参数为模具温度85.56℃、熔体温度296.1℃、压力33.77 MPa、保压27 MPa-6 s、成型总周期为27.405 s。模具结构为1模4腔布局两板式模具,模具中设计了一种内壁脱模复合机构,解决了塑件内壁ϕ14 mm空心管道的抽芯脱模及内螺纹的旋转脱模问题,复合机构由液压马达驱动,同步驱动螺纹套管及内螺纹套管型芯2个并列成型零件进行转动,使二者在螺纹导环的导向驱动下,同步完成塑件内壁内螺纹特征的旋转抽芯及内壁ϕ14 mm空心管道上2个型芯的移动抽芯动作。生产塑件关键尺寸的总变形量满足MT4级要求。

关键词：自动化设备快速接头 PA66 CAE分析注塑模具结构设计成型工艺

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含Cl反应力场ReaxFF的评估

火炸药学报 2024年第1期47卷 81-90页

作者：肖卓君肖斌何祺王晴晴刘馥刘艳洁王宁李伟刘轶上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学理学院物理系上海200444 上海电子信息职业技术学院机械与能源工程学院上海201411 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

为考察反应分子力场ReaxFF对高氯酸铵(AP)推进剂材料模拟的适应性,从文献中选取了两种含C/H/O/N/Cl有机反应力场,对AP系统中含Cl的典型小分子进行结构和能量扫描计算,并对AP高温裂解过程进行了反应分子动力学模拟。通过对比反应力场与... 详细信息

为考察反应分子力场ReaxFF对高氯酸铵(AP)推进剂材料模拟的适应性,从文献中选取了两种含C/H/O/N/Cl有机反应力场,对AP系统中含Cl的典型小分子进行结构和能量扫描计算,并对AP高温裂解过程进行了反应分子动力学模拟。通过对比反应力场与量子力学计算结果发现,现有的含Cl有机反应力场在计算HCl以及部分含H、Cl元素的小分子能量时表现较好,但无法合理描述含高价Cl小分子以及含N、O元素小分子的化学键形成和断裂行为。根据力场分子动力学模拟结果的物种分析,现有的反应力场模拟获得了H_(2)O、O_(2)、NH_(3)、HCl等产物小分子,但未能复现ClO_(2)、HClO 4等高价Cl产物以及NO_(2)、N_(2)O的生成,与实验观测有显著差距。

关键词：量子力学含Cl反应力场ReaxFF 反应分子动力学高氯酸铵 AP 固体推进剂

激光功率对PLC控制的SLM成形SiC增强铝基复合材料组织与性能的影响

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精密成形工程 2024年第6期16卷 92-99页

作者：张大俊宋黎明李恒邢峰郑州电子信息职业技术学院郑州451450 郑州大学郑州450001

目的提升激光选区熔化成形(SLM)SiC增强铝基复合材料的力学性能。方法以球形纳米SiC和类球形AlSi10Mg粉末为原料,采用球磨工艺和基于PLC控制的SLM技术制备了SiC增强铝基复合材料(SiC/AlSi10Mg),考察了激光功率对复合材料物相、显微组织... 详细信息

目的提升激光选区熔化成形(SLM)SiC增强铝基复合材料的力学性能。方法以球形纳米SiC和类球形AlSi10Mg粉末为原料,采用球磨工艺和基于PLC控制的SLM技术制备了SiC增强铝基复合材料(SiC/AlSi10Mg),考察了激光功率对复合材料物相、显微组织和力学性能的影响。结果复合粉末和激光功率为120~240 W的复合材料都主要含Al相和Si相;随着激光功率的增大,Al相择优结晶取向由(111)晶面转变到(200)晶面,在较高激光功率下,SLM成形试样中SiC熔化并与基体材料发生反应形成了Al4SiC4、Al4C3碳化物。在不同激光功率的SLM成形复合材料中都可见暗黑色α-Al基体和灰白色Al-Si共晶;随着激光功率增至210 W,Al-Si共晶组织逐渐碎片化并演变为网状,平均晶粒尺寸和小角度晶界体积分数逐渐增大。当激光功率从150 W增至240 W时,复合材料的纳米硬度和弹性模量先增后减,压缩强度逐渐减小,抗拉强度逐渐增大、断后伸长率先减后增而后又减小。结论当激光功率为210 W时,SiC增强铝基复合材料具有良好的综合力学性能,这主要与组织均匀化、晶粒细化以及碳化物/基体界面结合改善等有关。

关键词：球形纳米SiC AlSi10Mg 激光选区熔化成形显微组织力学性能

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纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用

包装工程 2024年第5期45卷 18-27页

作者：王丹丹沈庆绪天津职业大学天津300410 天津电子信息职业技术学院天津300350

目的探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法通过总结国内外文献,从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果在油墨制备及使用中,简化制备工艺... 详细信息

目的探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法通过总结国内外文献,从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果在油墨制备及使用中,简化制备工艺、降低生产成本、实现绿色环保、低温烧结,同时提高油墨的基材适应性是未来纳米银导电油墨的改进重点。直写技术具有精度高、速度快等优势,正逐渐替代丝网印刷技术成为主流。烧结工艺的研究重点在于实现低温烧结,其中化学烧结工艺简单,但提高导电性是研究重点。其他烧结方式则设备昂贵,环境要求高。结论作为功能性电子材料,纳米银导电油墨因出色的电性能和印刷适性,正在被广泛应用于柔性印刷电子中。近年来通过对纳米银及其导电油墨的深入研究及技术改进,在纳米银颗粒的制备、低温烧结技术、节能环保加工工艺等方面获得了一定的进展。与此同时,将其作为功能材料应用于制备柔性传感器中,RFID标签天线、柔性电极、超级电容器、太阳能电池等正受到广泛研究与应用。

关键词：纳米银导电油墨柔性印刷电子

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分布式多光谱高温计光学系统设计

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 230-233页

作者：张南楠陈茜雅常馨方邢键郭佳博崔双龙刘奕彤刘志军东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学(威海)新能源学院山东威海264209 贵州电子信息职业技术学院贵州凯里556000

多光谱辐射测温技术具有不干扰被测场、测量无上限以及响应速度快等优点,是高温测量领域的最有力工具之一。目前,多光谱高温计以点温测量为主,光路通过物镜、光阑、棱镜等光路通道将待测点辐射分光后进入探测器阵列,实现单点的多光谱信... 详细信息

多光谱辐射测温技术具有不干扰被测场、测量无上限以及响应速度快等优点,是高温测量领域的最有力工具之一。目前,多光谱高温计以点温测量为主,光路通过物镜、光阑、棱镜等光路通道将待测点辐射分光后进入探测器阵列,实现单点的多光谱信息采集。随着工业智能化程度的不断提高,更加需要实时获得大量的温度分布信息,如特种金属材料的冶炼过程、高温合金激光自动焊接过程、半导体晶体生长过程、火箭发动机尾喷焰温度诊断等领域都需要实时获得某条线乃至整个二维表面的温度,从而提高产品性能和质量,因此通过多光谱辐射测温技术测量待测表面某条线的温度分布十分重要。但是,简单将光阑变为狭缝,实现待测线表面的辐射经透镜、棱镜等传统光路分光后,由于光学系统球差的作用,会使得分光后的狭缝光谱由于离轴传输而呈现严重的弯曲现象,不利于矩形光电探测器阵列的完全接收。为此,提出基于正交柱状透镜组的多光谱线温光路系统,利用正交柱状透镜在不同位置成像可以实现由圆到椭圆再到直线的特殊作用,较好地解决了传统多光谱辐射高温计光路所存在的球差问题。利用ZEMAX光学设计软件,基于S4111-16Q的光电探测器阵列实际大小进行反向光学系统设计,确定了狭缝、物镜、棱镜、正交柱状透镜等光学器件关键的参数,基于这些参数所实际加工的光学器件,搭建了多光谱线温高温计光学系统,并进行了无正交柱状透镜和有正交柱状透镜成像情况下的对比实验,结果表明,在没有柱状透镜的情况下,狭缝成像明显弯曲,在加入正交柱状透镜的情况下,狭缝成像弯曲现象消失,经狭缝分光后的线光谱明显呈直线状态,这为整条线的光谱辐射信息完整进入各探测器阵列提供了技术支撑,从而为后续线温测量提供了有力的光谱辐射数据信息。

关键词：多光谱辐射测温光学系统线温测量

焊丝成分对超高强装甲钢焊接接头组织与性能的影响

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材料导报 2024年第10期38卷 136-142页

作者：郑道友徐宇欣王苏煜王文权浙江工贸职业技术学院光电制造学院浙江温州325002 吉林大学材料科学与工程学院长春130022

利用气体保护电弧焊工艺完成了4.5 mm和9.0 mm超高强装甲钢的焊接,研究了焊丝(MG70S-6和ER307Si焊丝)成分对接头组织与性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征方法对焊接接头各区域... 详细信息

利用气体保护电弧焊工艺完成了4.5 mm和9.0 mm超高强装甲钢的焊接,研究了焊丝(MG70S-6和ER307Si焊丝)成分对接头组织与性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等表征方法对焊接接头各区域进行微观组织和物相结构的分析,并测试了接头的硬度分布、拉伸性能和冲击韧性。结果表明,焊接接头成形质量良好,无明显未熔合、气孔、裂纹等缺陷,焊缝区组织为片状马氏体、针状铁素体和少量粒状贝氏体,完全淬火区组织为马氏体和贝氏体,不完全淬火区组织为马氏体和铁素体,回火区析出网状渗碳体。焊接接头的热影响区软化现象较为明显,接头难以达到与母材等强,断裂主要发生在焊缝区,呈现出脆性断裂特征。采用ER307Si焊丝焊接的9.0 mm装甲钢接头的焊缝室温冲击功达到94 J,完全满足使用要求。

关键词：超高强装甲钢气体保护电弧焊微观组织力学性能