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碳纤维增强陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工技术的研究进展

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机械工程学报 2024年第9期60卷 26-56页

作者：董志刚王中旺冉乙川鲍岩康仁科大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室大连116024

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以... 详细信息

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以满足最终装配的尺寸精度和几何公差。然而,由于C_(f)/SiC复合材料具有各向异性和多相非均质的材料特性,其高效低损伤加工需求备受关注。因此,系统地综述了文献报道的C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削加工技术相关研究进展。首先概述了陶瓷基复合材料传统机械加工以及特种能场辅助加工技术的研究现状。其次,从陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工过程中直角切削试验和有限元仿真两方面总结了材料去除机理和超声作用机制;介绍了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削中切削力建模的方法和陶瓷基复合材料加工表面损伤及其剩余强度方面的研究。最后,分析了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工的发展趋势以及展望未来研究方向。

关键词：陶瓷基复合材料 C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削材料去除机理铣削力模型加工损伤剩余强度

Sm^(3+)掺杂LaOF荧光粉的制备及光学性能

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材料导报 2024年第3期38卷 13-19页

作者：贾宇盟史忠祥王晶李翔大连交通大学辽宁省无机超细粉体制备及应用重点实验室辽宁大连116028

以LaOF晶体为基质,利用水热辅助固相法制备出一系列Sm^(3+)掺杂LaOF荧光粉。采用XRD、TEM、荧光光谱仪等测试手段对所制得的样品的相结构、微观形貌及光学性能进行表征。结果表明,LaOF在不同煅烧温度下会产生四方相和斜方六面体两种不... 详细信息

以LaOF晶体为基质,利用水热辅助固相法制备出一系列Sm^(3+)掺杂LaOF荧光粉。采用XRD、TEM、荧光光谱仪等测试手段对所制得的样品的相结构、微观形貌及光学性能进行表征。结果表明,LaOF在不同煅烧温度下会产生四方相和斜方六面体两种不同晶相。此外,由于受跃迁概率和局域对称性的影响,Sm^(3+)掺杂四方相LaOF发光强度更大,其各浓度样品在405 nm光激发下,于567 nm、605 nm、651 nm和710 nm等处均出现了Sm^(3+)的特征发射峰,并且随着Sm^(3+)掺杂量的增加,其发光强度呈现先增大后减小的趋势,且当Sm^(3+)掺杂量为3.0%(摩尔分数,下同)时,La_(1-x)Sm_(x)OF样品发光强度达最大值。此外,所得样品的色纯度极高,其多个激发峰均位于商用近紫外和蓝光LED芯片的发射波长附近,可实现多种波长激发下的可见橙光发射。

关键词：水热辅助固相法稀土元素钐掺杂光学性能

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镍基阵列微针的薄胶微电铸制备工艺

光学精密工程 2024年第16期32卷 2492-2503页

作者：王华安李晓建尹鹏和宋佳忻张宇梁军生大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室辽宁大连116024

阵列镍微针具有机械强度高、导电性好等优点,广泛应用于生物工程等领域。微电铸工艺凭借其复制精度高、适应性广等优点,已成为制备镍微针的可靠方法。然而,在微电铸工艺中,通常需要使用与铸层厚度相同的光刻胶模具,导致厚胶微电铸时面... 详细信息

阵列镍微针具有机械强度高、导电性好等优点,广泛应用于生物工程等领域。微电铸工艺凭借其复制精度高、适应性广等优点,已成为制备镍微针的可靠方法。然而,在微电铸工艺中,通常需要使用与铸层厚度相同的光刻胶模具,导致厚胶微电铸时面临微结构处存留残胶、胶层难以去除等问题。为了解决上述问题,获得尖端曲率半径为纳米尺度的阵列镍微针,我们提出了镍基阵列微针的薄胶微电铸制备工艺并进行实验验证。首先,利用(100)型单晶硅的各向异性刻蚀特性制备阵列锥坑硅模具;接着,在硅模具表面溅射一层厚度为200 nm的镍种子层;然后,使用光刻工艺制备微针支撑梁薄胶模具;最后,对硅模具进行微电铸,释放阵列镍微针。实验结果表明:本实验采用的方法可以在不损伤硅模具的前提下,得到尺寸平均偏差1.7μm、绝对位置平均偏差1.8μm、尖端平均曲率半径150 nm的阵列镍微针;使用厚度为~2μm的RFJ-60负性光刻胶作为微电铸的模具,成功制备出厚度为~24.3μm的阵列镍微针支撑梁。此外,通过将SiO2侧蚀量补偿进光刻掩膜版图形尺寸的方法,将镍微针相对尺寸误差降低至1%。结合微电铸工艺和单晶硅的各向异性刻蚀特性,能够高质量、高效率地制备阵列镍微针,为阵列镍微针的批量化制备奠定了基础。

关键词：阵列镍微针硅模具微电铸工艺侧蚀量补偿

基于温度原位监测的微反应器在HNS微流道制备过程中的应用

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火炸药学报 2024年第6期47卷 559-565,I0005页

作者：黄健时育坤和欣张松韩瑞山周继明张方吴梦希刘军山大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116024 陕西应用物理化学研究所瞬态化学效应与控制全国重点实验室陕西西安710061

针对含能材料微流道制备过程中缺乏温度原位监测手段的问题,提出一种集成薄膜温度传感器的微反应器系统;微反应器由包含薄膜温度传感器的玻璃基片与包含微流道的硅基片键合组成;微流道的上游、中游、下游分别放置了3个温度传感器,以实... 详细信息

针对含能材料微流道制备过程中缺乏温度原位监测手段的问题,提出一种集成薄膜温度传感器的微反应器系统;微反应器由包含薄膜温度传感器的玻璃基片与包含微流道的硅基片键合组成;微流道的上游、中游、下游分别放置了3个温度传感器,以实现微反应过程中高空间分辨率的温度测量;基于该微反应器,搭建了六硝基茋(HNS)连续化微流道制备系统,实时监测了HNS微纳米化及球形化过程中的温度变化。结果表明,微反应器具有精度高、耐腐蚀、可观测的优点;HNS微纳米化是一个放热反应,流体最大温升为6.4℃,由于HNS的逐渐析出,流体中的固体含量增大,流速变慢,流体温度的分布发生变化;在HNS球形化过程中,两相流体的混合是一个放热过程,流体最大温升为2.3℃;微流道中游处的温度明显高于上游与下游,说明当液滴流动至中游时,HNS微球已经制备完成。

关键词：物理化学微反应器薄膜温度传感器实时温度监测六硝基芪 HNS 微流控

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金和手性磷酸共催化的不对称合成研究进展

有机化学 2024年

作者：朱晓宇杨诗林罗宜铭李文泽辽宁省稀土化学及应用重点实验室沈阳化工大学

均相金催化在近年来发展迅速并取得了极大进展,然而金(I)配合物的线性结构以及Au(III)有机配合物的不稳定性限制了其在很多不对称催化反应中的应用.将金催化与有机催化结合起来,能够实现优势互补,大大拓展不对称金催化的应用范围.手性... 详细信息

均相金催化在近年来发展迅速并取得了极大进展,然而金(I)配合物的线性结构以及Au(III)有机配合物的不稳定性限制了其在很多不对称催化反应中的应用.将金催化与有机催化结合起来,能够实现优势互补,大大拓展不对称金催化的应用范围.手性磷酸是一种结构独特的双功能有机催化剂,其与过渡金属联合催化,发展了很多单一催化剂难以实现的新反应.综述了金和手性磷酸共催化进行不对称合成的研究进展,从抗衡阴离子导向催化、协同催化、接力催化等三个方面进行了总结探讨,并对其发展前景进行了展望.

关键词：金催化手性磷酸阴离子导向催化协同催化接力催化

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基于MEMS可变形反射镜的激光整形研究

黑龙江工程学院学报 2024年第2期38卷 44-49页

作者：董圣骏王艺霏赵江宏李明磊岱钦沈阳理工大学理学院沈阳110159 辽宁省高性能激光器及应用重点实验室沈阳110159

应用MEMS可变形反射镜进行激光光束整形技术研究。首先建立平顶光束整形的理论模型,通过近轴透镜聚焦后的光场,利用柯林斯广义衍射积分公式对高斯光束整形模拟仿真,分析不同束腰半径和发散角的高斯光束对整形成平顶光束的影响。设计基... 详细信息

应用MEMS可变形反射镜进行激光光束整形技术研究。首先建立平顶光束整形的理论模型,通过近轴透镜聚焦后的光场,利用柯林斯广义衍射积分公式对高斯光束整形模拟仿真,分析不同束腰半径和发散角的高斯光束对整形成平顶光束的影响。设计基于可变形反射镜的平顶光束整形的光路实验,通过平顶光束整形的理论模型和泽尼克多项公式,得到MEMS可变形反射镜各单元的驱动电压参数,实现平顶光束整形光场分布。在基于MEMS可变形反射镜的激光整形研究分析中,利用波前传感器对整形平顶光束进行光斑分析,得到基于可变形反射镜的平顶光束整形实验结果。对实验结果和理论仿真进行对比分析,得到其规律基本一致,结果较为理想。

关键词：平顶光束 MEMS可变形反射镜激光光束整形束腰半径发散角泽尼克多项公式

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某型摆式加速度计自动盖总成装配系统

光学精密工程 2024年第18期 2772-2782页

作者：任同群吴晗蒋锐锋介迪王晓东大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室

摆式加速度计广泛应用于航空航天、船舶等领域的惯性导航系统中，其装配作业目前主要依赖于人工操作，产品一致性难以保证。鉴于此，本文针对某型摆式加速度计研制了一套自动装配系统。基于宏微结合的设计策略，搭建基于高精度运动滑台...

摆式加速度计广泛应用于航空航天、船舶等领域的惯性导航系统中，其装配作业目前主要依赖于人工操作，产品一致性难以保证。鉴于此，本文针对某型摆式加速度计研制了一套自动装配系统。基于宏微结合的设计策略，搭建基于高精度运动滑台的微动平台，以及基于单轴机器人的宏动平台。确立了以微动平台为精调核心，以宏动平台辅助压装并实现不同功能模块工作位置调整的装配机制，同时设计功能模块上中下三层的立体分层式结构，在保证精度的同时避免作业空间的拥挤。引入六轴协作机器人并集成视觉系统，实现作业空间的全覆盖识别和自动化上下料功能。针对磁钢零件磁性力对装配精度的影响，采用零件内部辅助限位的方式，实现零件装配精度的保持。基于刚体变换，对系统进行误差分析并推导了误差补偿模型。实验结果验证，该装配系统的角度装配精度优于±0.03°，压装力精度优于±0.5 N，扭力精度优于±0.003 N·m，满足装配要求，为该型摆式加速度计的批量化生产提供了有力保障。

关键词：

纤维缠绕复合材料压力容器封头厚度的逐层预测方法

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3796-3802页

作者：张行任明法王磊祖磊何景轩大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学机械工程学院大连116024 高性能精密制造全国重点实验室大连116024 辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室大连116024 西安航天动力技术研究所西安710025 燃烧、热结构与内流场国防科技重点实验室西安710072

受纤维缠绕成型工艺和封头段变曲率/厚度等的影响,复合材料压力容器封头段受力状态较为复杂,实现对封头段缠绕层厚度的逐层精准预测,对于构建高精度有限元模型、指导工程应用具有重要意义。针对上述问题,本文基于双公式法及三次样条函数... 详细信息

受纤维缠绕成型工艺和封头段变曲率/厚度等的影响,复合材料压力容器封头段受力状态较为复杂,实现对封头段缠绕层厚度的逐层精准预测,对于构建高精度有限元模型、指导工程应用具有重要意义。针对上述问题,本文基于双公式法及三次样条函数法,发展了一种复合材料压力容器封头缠绕层厚度逐层预测方法,研究了极孔半径、单层纱带厚度和缠绕层数对封头厚度和赤道圆处缠绕角的影响。结果表明:随着极孔半径增大及单层纱带厚度减小,封头段纤维缠绕层厚度极值逐渐减小,赤道圆处缠绕角度的变化随极孔半径与单层纱带厚度减小逐层减小;进一步地,通过对比封头段每层缠绕层厚度,发现各缠绕层厚度由内层到外层随着平行圆半径增大呈现先变大后减小最终趋于相同的趋势。

关键词：复合材料压力容器封头厚度逐层预测三次样条函数缠绕角

Er^(3+)、Eu^(3+)双掺杂LaOF荧光粉的光学性能研究及防伪应用

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光电子．激光 2024年第6期35卷 631-640页

作者：李翔史忠祥王晶贾宇盟大连交通大学辽宁省无机超细粉体制备及应用重点实验室辽宁大连116028

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er^(3+)、Eu^(3+)离子... 详细信息

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er^(3+)、Eu^(3+)离子共掺杂LaOF荧光粉,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和荧光分析仪对不同Er^(3+)掺杂浓度下的LaOF∶Eu^(3+)荧光粉体的相组成、粒径尺寸、形貌及荧光光谱进行表征与分析。结果表明:在900℃的温度下煅烧,物相由前驱体LaF3转变为四方相LaOF,且随着Er^(3+)掺杂浓度的升高,在365 nm与393 nm波长激发下均呈现出多色可调谐的发光特性,其中365 nm激发下呈现自橙色光向黄色光的转变,而在393 nm光辐射下则由橙色光向品红色光过渡。将Er^(3+)、Eu^(3+)共掺杂LaOF荧光粉制成油墨并印制成图案后,当其受激于365 nm与395 nm激发光时,可分别呈现肉眼可辨的橙色和紫色光发射,表明所制备的荧光粉有望在防伪领域具有一定的应用前景。

关键词： Er^(3+) Eu^(3+) LaOF荧光粉光学性能防伪油墨