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Cu含量对激光选区熔化CoCrMoCu合金微观组织及表面摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 126-135页

作者：岳术俊史文玲解凤宝潘超闫星辰北京市春立正达医疗器械股份有限公司北京100021 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%... 详细信息

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%、4%、6%的CoCrMo/Cu混合粉末,并通过SLM技术制备相应的试样。对不同Cu含量的SLM CoCrMoCu的相组成、微观结构、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能进行检测和分析。结果Cu含量对SLM CoCrMoCu的相组成和微观组织没有明显影响,在不同Cu含量的试样中,试样的微观组织均主要为胞状等轴晶。在力学性能方面,随着Cu含量的升高,试样的硬度先提升后降低,在含2%Cu的情况下达到最大值(429.2HV0.2),在含6%Cu的情况下达到最小值(367.7HV0.2)。CoCrMoCu的摩擦因数和磨损率随着Cu含量的升高而降低,在4%时摩擦因数和磨损率达到最低(2.7×10^(-5)mm^(3)/(N·m)),摩擦磨损性能最好。随着Cu质量分数进一步增加到6%,由于硬度降低,磨损性能下降,试样表面出现沟壑,影响Cu自润滑层的附着,磨损机制由黏着磨损向磨粒磨损转变,导致摩擦因数和磨损率增加。在腐蚀性能方面,腐蚀电位随着Cu含量的升高而升高,而腐蚀电流随着Cu含量的升高呈现先下降后上升的趋势,在4%时达到最佳的腐蚀性能。结论Cu的引入在一定范围内(2%~4%)可以有效提高CoCrMoCu合金的硬度和腐蚀性能。结合Cu的自润滑效应和类钝化效应,实现CoCrMo合金耐磨性能和腐蚀性能的协同提升。

关键词：激光选区熔化 CoCrMoCu 摩擦磨损性能微观组织自润滑医用金属

基于NS-DSMC耦合方法与Langmuir探针诊断的射频等离子体氧化过程中等离子体分布

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 988-993页

作者：刘万锁王志宝王庆蔺增东北大学机械工程及自动化学院辽宁沈阳110819 NeuMat(泰安)表面技术有限公司山东泰安250111 泰安真空表面工程工业技术研究院山东泰安250111

采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体... 详细信息

采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体密度和流速呈正相关,与在大气压下的实验结果一致,说明提高流体均匀性可以提高等离子体的氧化均匀性。

关键词：等离子体氧化等离子体诊断 NS-DSMC方法 Langmuir探针等离子体均匀性

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NiRe层对NiAl涂层抗氧化性能的影响

中国表面工程 2024年

作者：贺文燮李伟姜肃猛宫骏孙超贵阳航发精密铸造有限公司特种加工中心中国科学院金属研究所材料表面工程研究部

在β-NiAl涂层中添加改性元素仍是目前的研究热点，但关于活性元素（Re）改性β-NiAl的研究较少。为了探究NiRe层对铝化物涂层抗氧化性能的影响，对比评价Al扩散涂层和1Re-NiAl涂层在1 100 ℃时的恒温氧化行为。利用扫描电镜和X射线衍... 详细信息

在β-NiAl涂层中添加改性元素仍是目前的研究热点，但关于活性元素（Re）改性β-NiAl的研究较少。为了探究NiRe层对铝化物涂层抗氧化性能的影响，对比评价Al扩散涂层和1Re-NiAl涂层在1 100 ℃时的恒温氧化行为。利用扫描电镜和X射线衍射对涂层的截面和表面形貌以及组织演变过程进行分析。研究结果表明，Al扩散涂层的Zone 1和Zone 2、1Re-NiAl涂层的Zone 2基本都由β-NiAl相和白色的α-W析出相构成，1Re-NiAl涂层外层的Zone 1则由β-NiAl相和白色的γ-Re析出相构成；恒温氧化300 h后，1Re-NiAl涂层的氧化总增重值为0.62 mg / cm2，低于Al扩散涂层的氧化总增重(2.77 mg / cm2)；Al扩散涂层发生严重的内氧化和氧化膜剥落，1Re-NiAl涂层仅发生轻微的氧化膜剥落；涂层中添加电镀NiRe层后显著提高涂层的抗氧化性能。通过电镀和电弧离子镀相结合的工艺成功引入Re，并研究NiRe层对涂层的抗氧化性能的影响，可为后续深入研究Re及其他元素改性的β-NiAl涂层提供新思路。

关键词： NiRe复合镀电弧离子镀 β-NiAl涂层恒温氧化

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热/冷喷涂典型抗空蚀涂层结构与性能研究

中国材料进展 2024年第4期43卷 281-289,300页

作者：刘伟杰武三栓何春艳褚欣刘敏张楠楠谢迎春沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651 中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002

冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜... 详细信息

冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜/扫描电镜、显微硬度计、超声波空蚀试验机、三维轮廓仪等设备,表征了涂层的微观结构、力学性能及抗空蚀性能,分析了涂层的空蚀破坏形貌及机理,并与超音速火焰(high-velocity oxygen-fuel,HVOF)喷涂制备的WC类典型抗空蚀涂层(WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni)进行了对比。结果表明,冷喷涂CuAl9Fe1涂层的平均孔隙率为1.4%,平均显微硬度为3126 MPa,平均结合强度为32.3 MPa,空蚀6 h的空蚀深度为4.988μm;与之相比,HVOF喷涂的WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni涂层的平均孔隙率分别为0.7%和1.6%,平均显微硬度分别为10 065和10 094 MPa,平均结合强度分别为84.2和73.5 MPa,空蚀6 h的空蚀深度分别为11.901和10.645μm。冷喷涂CuAl9Fe1涂层虽硬度较低,但塑韧性较好,可有效抑制空蚀过程中颗粒结合界面的裂纹萌生、扩展导致的颗粒脱落,因此相比HVOF制备的WC类涂层具有更高的抗空蚀性能。

关键词：冷喷涂铝青铜涂层超音速火焰喷涂 WC基涂层抗空蚀性能

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引线框架用CuCrSnZnSi铜合金组织与性能

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锻压技术 2024年第08期 205-213页

作者：刘晓彬张延松王若兰冯宏伟邓立勋武峥龚留奎黄伟中国兵器科学研究院宁波分院宁波表面工程研究院有限公司

采用SEM、EBSD、XRD、TEM及力学、电学性能检测手段，研究了Cu-0.2Cr-0.252Sn-0.166Zn-0.014Si合金的微观组织结构与强化机制。结果表明，铸态Cu-0.2Cr-0.252Sn-0.166Zn-0.014Si合金经热轧+水冷、冷轧、时效、冷轧、退火处理后的抗拉强... 详细信息

采用SEM、EBSD、XRD、TEM及力学、电学性能检测手段，研究了Cu-0.2Cr-0.252Sn-0.166Zn-0.014Si合金的微观组织结构与强化机制。结果表明，铸态Cu-0.2Cr-0.252Sn-0.166Zn-0.014Si合金经热轧+水冷、冷轧、时效、冷轧、退火处理后的抗拉强度、屈服强度、显微硬度、断后伸长率、导电率分别为483 MPa、452 MPa、178.0 HV0.2、9%和69.6%IACS。退火处理后合金平均晶粒尺寸约为1.20μm,局部应变较高，晶粒错位角为17.15°,具有较强的择优取向，以Goss织构（{110}）和Copper织构（{112}）为主。Sn、Zn元素以固溶的形式弥散分布于基体中，Cr元素则以纳米相的形式分布于基体中，晶界强化是退火态Cu-0.2Cr-0.252Sn-0.166Zn-0.014Si合金的主要强化机制，Cr元素纳米析出强化与Sn、Zn元素固溶强化、位错强化相对较弱。

关键词： CuCrSnZnSi铜合金抗拉强度导电率微观组织强化机制

温度转换对厌氧消化系统连续运行及微生物群落的影响

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4303-4313页

作者：唐山青谢彦培刘智峰张媛媛张贤胜耿学海王蜜儿潘园黄馨怡汤琳湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙410082 长沙中联重科环境产业有限公司湖南长沙410006

通过210d的连续厌氧消化试验,实现了以餐厨垃圾为发酵底物的同一厌氧消化系统内发酵温度从中温到高温的转换.试验结果显示,中温阶段,最高有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率658L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属包括Methanos... 详细信息

通过210d的连续厌氧消化试验,实现了以餐厨垃圾为发酵底物的同一厌氧消化系统内发酵温度从中温到高温的转换.试验结果显示,中温阶段,最高有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率658L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属包括Methanosaeta(57.0%)、Methanospirillum(10.0%)、Methanomethylovorans(9.2%)和Methanobacterium(19.7%),其与水解酸化类细菌、同型产乙酸菌等形成互营关系,实现高效产甲烷过程.经35d升温过程后,中温发酵系统平稳转换为高温发酵系统.高温系统稳定运行时OLR为5.0kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率480L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属主要为Methanoculleus(96.2%),其与互养产氢类细菌和互营乙酸氧化细菌等形成互营关系,共同推动H_(2)利用和产甲烷过程.但高温系统在试验后期呈现明显酸化趋势,产气效率大幅下降,推断是因为该阶段产甲烷菌活性受到抑制,而水解产酸菌大量富集,使得有机酸生成与利用过程失衡,最终导致系统崩溃.综上说明厌氧发酵系统在线温度转换具有技术可行性,但高温系统的运行性能和稳定性较中温系统偏低.

关键词：餐厨垃圾厌氧消化发酵温度转换运行性能微生物群落

基于移相控制统一模型的双有源桥DC-DC变换器基波环流优化控制策略

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 74-81页

作者：曾进辉张长威曹斌余雪萍兰征邹彬王婷曹洋湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司湖南长沙410118 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司湖南株洲412007

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电... 详细信息

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电感电流的统一模型。该统一模型降低了多控制变量下变换器多模态分析的复杂性,适用于不同移相控制的所有工作模式,具有普适性。基于频域分析法和功率因数角,构建变换器传输功率及无功功率的统一数学模型。在此基础上,提出考虑无功基波分量的环流优化控制策略,并对传导损耗进行建模与分析。该策略简单有效,能够很好地减小变换器无功功率和改善系统效率,更有利于工程实际的应用。搭建了实验平台,对比了所提基波环流优化控制策略与传统移相控制方式下变换器的功率因数及变换效率,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的可行性。

关键词：双有源桥 DC-DC变换器统一模型基波优化功率因数传输效率

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串珠状溶洞数量影响灌注桩顶部水平受拉特性试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 67-78页

作者：周德泉海军刘宏利高祁刘海龙桂海麒孙卫勇谢瑞庭朱沁周毅长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410076 中交四航局第六工程有限公司广东珠海519000 中国路桥工程有限责任公司北京100011

采用室内模型试验,对比研究串珠状溶洞数量对灌注桩顶部水平受拉特性的影响,为岩溶强发育区嵌岩桩的水平承载力设计提供试验依据.结果表明:1)桩顶水平荷载相同时,上部土层段桩身水平位移、桩身弯矩(峰值)、桩侧土抗力随溶洞数量的增多... 详细信息

采用室内模型试验,对比研究串珠状溶洞数量对灌注桩顶部水平受拉特性的影响,为岩溶强发育区嵌岩桩的水平承载力设计提供试验依据.结果表明:1)桩顶水平荷载相同时,上部土层段桩身水平位移、桩身弯矩(峰值)、桩侧土抗力随溶洞数量的增多而增大,单桩水平承载力随溶洞数量增多而明显减弱.2)上部土层段桩身水平位移随桩顶水平荷载增大而增大,桩顶水平位移最大,嵌岩段很小甚至为0;弯矩M-深度z曲线整体呈抛物线形,桩身弯矩在土岩界面和上层溶洞与底板界面呈现2个峰值,弯矩的变化仅仅影响到上层溶洞及其底板,第2层溶洞及其以下的弯矩几乎为0,土岩界面弯矩最大、截面最危险;土抗力p-深度z曲线呈“凸肚”形.3)溶洞数量增加,位置越高,p-y曲线越容易收敛,可以采用p/pub=α(y/y50)β拟合土层段的桩身p-y曲线.溶洞数量对α与β值变化幅度的影响较小,α与β值变化幅度体现p-y曲线随深度变化的敏感度,两者敏感度随溶洞数量增多而增大.4)工程桩刺穿串珠状溶洞时,为了提高单桩水平抗拉能力,建议采用注浆法改善上部岩土性质,加大土岩界面处桩身配筋率,并将桩身嵌入上层溶洞底板一定深度,防止基桩在土岩界面处发生弯曲破坏.

关键词：桩基工程岩溶水平受荷 p-y曲线模型试验

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Co-Pt改性铝化物涂层的氧化行为

电镀与涂饰 2024年第6期43卷 46-54页

作者：张胜宝德先龙邓鹏尹斌邓春明中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150060 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

[目的]铝化物涂层的抗氧化性能及高温服役性能亟待提高。[方法]采用电镀和高温气相渗铝的方法,在镍基单晶高温合金表面制备了Co改性铝化物(NiCoAl)涂层、Pt改性铝化物(NiPtAl)涂层和Co/Pt共改性铝化物(NiCoPtAl)涂层,利用扫描电镜(SEM)... 详细信息

[目的]铝化物涂层的抗氧化性能及高温服役性能亟待提高。[方法]采用电镀和高温气相渗铝的方法,在镍基单晶高温合金表面制备了Co改性铝化物(NiCoAl)涂层、Pt改性铝化物(NiPtAl)涂层和Co/Pt共改性铝化物(NiCoPtAl)涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)研究了3种涂层在1 100℃下恒温氧化过程中的氧化行为及组织结构演变,探究Co的添加对铝化物涂层抗氧化性能及涂层/基体界面组织结构演变的影响。[结果]恒温氧化300 h后,NiCoAl涂层表现出最差的抗氧化性能,NiCoPtAl涂层和NiPtAl涂层的抗氧化性能则更优,它们的单位面积质量依次增大了0.426 26、0.342 53和0.296 01 mg/cm^(2)。NiCoPtAl涂层试样互扩散区和二次反应区中的析出相较其他两种涂层少。[结论]适量Co的添加对铝化物涂层表面氧化层的形成有促进作用。在Co和Pt的协同作用下,铝化物涂层/单晶界面组织的稳定性更好。

关键词：镍基单晶高温合金气相渗铝改性铝化物涂层电镀恒温氧化