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雾化方法对铝合金粉末特征及激光定向能量沉积过程3D打印性能的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：阮刚梁钰栋李干金莹黎兴刚香港城市大学机械工程系浙江亚通新材料股份有限公司南方科技大学机械与能源工程系南方科技大学材料科学与工程系

本文致力于工业规模生产的用于激光定向能量沉积工艺的气体雾化和旋转盘雾化铝合金粉末的性能及打印性能的比较研究。对粉末特性、打印工艺窗口以及打印件的质量、微观组织和力学性能进行了比较研究和讨论。结果表明，旋转盘雾化粉末在... 详细信息

本文致力于工业规模生产的用于激光定向能量沉积工艺的气体雾化和旋转盘雾化铝合金粉末的性能及打印性能的比较研究。对粉末特性、打印工艺窗口以及打印件的质量、微观组织和力学性能进行了比较研究和讨论。结果表明，旋转盘雾化粉末在球形度、表面质量、内部缺陷、流动性和松装密度方面优于气体雾化粉末，并且在激光定向能量沉积部件制造过程中具有更大的打印工艺窗口；与气体雾化粉末相比，基于旋转盘雾化粉末成形的部件具有更高的尺寸精度、更低的内部缺陷、更均匀和更精细的微观组织以及优异的力学性能。

关键词：金属增材制造旋转盘雾化气体雾化 AlSi10Mg粉末粉末原料

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微量供油下的线接触副润滑增效分析

中国机械工程 2024年第7期35卷 1205-1211页

作者：李书义郭峰黄柏林金薇梁鹏青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 香港城市大学机械工程系中国香港999077

实验发现亲/疏油交替供油的功能润湿表面能提高微量供油下有效润滑的成膜性能。基于此,建立了有限长滚子副润滑模型,分析了交替供油的亲/疏油带宽及工作参数对润滑性能的增强规律。研究发现,微量供油条件下可利用交替供油方式达到线接... 详细信息

实验发现亲/疏油交替供油的功能润湿表面能提高微量供油下有效润滑的成膜性能。基于此,建立了有限长滚子副润滑模型,分析了交替供油的亲/疏油带宽及工作参数对润滑性能的增强规律。研究发现,微量供油条件下可利用交替供油方式达到线接触副润滑增效的目的,但供油交替变换使接触区润滑性能不稳定,且润滑增效作用会受功能表面亲/疏油带宽和卷吸速度的影响。

关键词：线接触副微量润滑功能表面供油

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激光浸液诱导冲击调控电火花线切割热变形行为

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机械工程学报 2024年第9期60卷 273-285页

作者：邱文哲张臻王鹏刘邓华魏世川张国军华中科技大学航空航天学院武汉430074 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参... 详细信息

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参数加工的In718与TC4金属薄壁热变形量进行标定,获得热弯曲量与工艺参数间的规律。薄壁热弯受脉冲时间影响最为明显,脉冲间隙的影响则并不显著。基于激光冲击仿真与实验结果选取合适的激光参数对薄壁区域进行冲击加工,能够有效恢复薄壁热变形。针对不同厚度的In718与TC4薄壁,均能使用激光浸液诱导冲击对热弯曲变形量进行调控,当激光能量为80 mJ,光斑间距(x-y)为0.5~0.5 mm,冲击次数为1时,调控效果最好。调控后的所有薄壁翘曲度最低仅1.4μm,热变形最高可减少98.35%。对加工后的薄壁表面完整性进行检测,结果表明新工艺在调控薄壁变形的同时,薄壁表面硬度提高了20%以上,降低表面粗糙度与重铸层厚度,此外还能一定程度改善薄壁表面裂纹。

关键词：激光诱导冲击电火花线切割变形恢复金属薄壁

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三维电镀陶瓷基板激光封焊技术

发光学报 2024年第3期45卷 506-515页

作者：罗霖丁勇杰苏鹏飞赵九洲彭洋陈明祥华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学航空航天学院湖北武汉430074

气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术,传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题,无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势,研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气... 详细信息

气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术,传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题,无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势,研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气密封装,重点探讨了焊接过程中脉冲激光与材料相互作用模式,分析了焊接样品界面微观形貌、气密性、力学性能等。研究表明,焊接金属区裂纹的出现与基底金属铜向可伐侧的扩散密切相关;焊接过程稳定、焊接熔深小的热传导模式和过渡模式可以避免焊接裂纹出现。通过试验优化了焊接工艺参数,当激光峰值功率为120 W、脉冲宽度为1 ms、重叠率为80%时,三维陶瓷基板腔体结构获得了最佳高气密性,泄漏率为5.2×10^(-10)Pa·m^(3)/s,接头剪切强度为278.06 MPa,满足第三代半导体器件高可靠气密封装需求。

关键词：脉冲激光焊接模式气密封装三维电镀铜陶瓷基板(3-D DPC)

添加剂改性固态胺吸附剂用于碳捕集的研究进展

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化工进展 2024年第5期43卷 2739-2759页

作者：苗诒贺王耀祖刘雨杭朱炫灿李佳于立军上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 香港科技大学(广州)碳中和与气候变化学域广东广州200240

固态胺是固体吸附CO_(2)捕集技术路线中的研究热点,是烟气碳捕集和直接空气碳捕集技术中最有应用前景的吸附剂材料,近年来受到广泛关注。目前,固态胺吸附剂的吸脱附性能以及热化学稳定性仍有较大提升空间。本文综述了近年来表面活性剂... 详细信息

固态胺是固体吸附CO_(2)捕集技术路线中的研究热点,是烟气碳捕集和直接空气碳捕集技术中最有应用前景的吸附剂材料,近年来受到广泛关注。目前,固态胺吸附剂的吸脱附性能以及热化学稳定性仍有较大提升空间。本文综述了近年来表面活性剂、胺类和无机物类,以及环氧化物、螯合剂和含硫化合物等添加剂对固态胺吸附剂吸附能力增强和热化学稳定性提升的研究成果。在此基础上,进一步介绍了不同种类添加剂对固态胺吸附剂的改性机理,总结了在不同碳捕集工况下添加剂对固态胺吸附剂的改性特点。尽管现有研究已经取得了一些进展,但添加剂改性固态胺吸附剂仍然面临挑战,尤其是目前尚未能充分实现增强固态胺吸附剂的吸附能力和热化学稳定性的双重目标。此外,鉴于不同碳捕集工况下气体成分显著不同,未来研究需要更加明晰不同碳捕集工况下添加剂对固态胺吸附剂吸脱附热力学、动力学以及热化学稳定性的影响,并根据具体碳捕集工况有针对性地设计添加剂改性方案。

关键词：二氧化碳捕集吸附剂稳定性添加剂表面活性剂混合

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自抗扰控制在陀螺电机稳速控制中的应用

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 234-242页

作者：关伊哲冯明北京科技大学机械工程学院北京100083

陀螺电机的转速稳定性影响着陀螺仪性能,为提高永磁同步陀螺电机(PMSGM)的稳速控制精度,提出速度环采用自抗扰控制(ADRC),滤波环节采用基于模型自适应滤波算法的方法。将ADRC应用于陀螺电机矢量控制系统中,其速度环替代传统比例积分(PI... 详细信息

陀螺电机的转速稳定性影响着陀螺仪性能,为提高永磁同步陀螺电机(PMSGM)的稳速控制精度,提出速度环采用自抗扰控制(ADRC),滤波环节采用基于模型自适应滤波算法的方法。将ADRC应用于陀螺电机矢量控制系统中,其速度环替代传统比例积分(PI)控制,减小速度环输出波动,从而提高陀螺电机的稳速精度;采用基于模型自适应滤波算法代替传统低通滤波算法,无需相位延时补偿并使估计得到的反电动势波形更为平滑,提高转子位置角估计的准确性和稳速控制精度。因此,设计开发PMSGM矢量控制器,仿真及实验结果表明:所提方法相较于传统控制方法,有效地提高了陀螺电机的稳速控制精度。

关键词：永磁同步陀螺电机矢量控制自抗扰控制自适应滤波稳速精度

Mo添加对Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)共晶高熵合金摩擦学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 17-22页

作者：彭振郭庆宇孙健李可然栾亨伟龚攀江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074 香港城市大学机械工程系中国香港999077 香港城市大学国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心中国香港999077 清华大学材料学院北京100084 深圳华中科技大学研究院广东深圳518057

研究了Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)(x=0,1,2,3,4,5)共晶高熵合金(EHEAs)的摩擦学性能。结果表明,添加微量Mo的EHEA可形成面心立方(fcc)+B2共晶组织,而添加相对较高含量Mo的EHEAs可形成fcc+B2+μ树枝状组织。Mo元素有利于提高L1_(2)相的强度和B2相的延性。然而,随着Mo含量的增加,生成的富Moμ相降低了EHEAs的强度和塑性。Al_(19)Fe_(18)Co_(18)Ni_(41)Mo_(4)EHEA具有高强度和高延展性的最佳组合。增加Mo含量可以提高EHEAs的抗氧化性。随着Mo含量的增加,EHEA在滑动过程中形成了抗氧化性增强的摩擦氧化物层,摩擦系数单调下降。本研究为Al_(19)Fe_(20-x)Co_(20-x)Ni_(41)Mo_(2x)EHEAs的摩擦学性能研究提供了指导。

关键词：共晶高熵合金摩擦学性能强度塑性

高品质超大深径比小孔电火花电解复合加工实验研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 374-382页

作者：岳晓明臧烁赵永华刘为东尹瀛月张勤河山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 南方科技大学机械与能源工程系深圳518055 中国民航大学航空工程学院天津300300 山东省机械设计研究院济南250031 齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学院济南250353

传统加工方法在难加工材料超大深径比小孔加工时面临巨大挑战,目前电火花加工依然是难加工材料深小孔加工最有效的方法之一,但存在加工表面质量差等问题。电解加工具有加工表面质量高等优点,但在深小孔加工效率和精度上不及电火花加工,... 详细信息

传统加工方法在难加工材料超大深径比小孔加工时面临巨大挑战,目前电火花加工依然是难加工材料深小孔加工最有效的方法之一,但存在加工表面质量差等问题。电解加工具有加工表面质量高等优点,但在深小孔加工效率和精度上不及电火花加工,因此将上述两种方法复合是实现深小孔高效高质高精加工最有效的方法。将低浓度盐酸工作液应用于电火花电解复合加工超大深径比小孔,实验表明低浓度盐酸工作液的加工效率和加工精度均优于传统中性工作液。为了提高超大深径比小孔的加工精度和加工表面质量,提出工具电极结构化绝缘方法,通过工艺参数实验优化实现了超大深径比小孔(深径比>50:1)的高质高精加工,本方法在难加工材料高品质超大深径比小孔加工中具有广阔的应用前景。

关键词：电火花电解复合加工酸性工作液超大深径比小孔加工表面质量

变工况条件下角接触球轴承疲劳剥落故障演化加速试验载荷谱研究

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机械工程学报 2024年第13期60卷 193-204页

作者：邓智铭黄土地黄洪钟尉询楷王浩电子科技大学机械与电气工程学院成都611731 电子科技大学系统可靠性与安全性研究中心成都611731 北京航空工程技术研究中心北京100076

航空发动机主轴轴承在实际运行中承受着复杂的时变载荷,如何在实验室内,在不改变失效机理的情况下进行主轴轴承的加速寿命试验是重大技术难题,重要原因是在变工况条件下进行航空发动机主轴轴承加速试验缺乏加速试验载荷谱。在此背景下,... 详细信息

航空发动机主轴轴承在实际运行中承受着复杂的时变载荷,如何在实验室内,在不改变失效机理的情况下进行主轴轴承的加速寿命试验是重大技术难题,重要原因是在变工况条件下进行航空发动机主轴轴承加速试验缺乏加速试验载荷谱。在此背景下,通过变工况条件下角接触球轴承的疲劳剥落故障演化机理分析,提出疲劳剥落故障演化加速试验载荷谱的研制方法。首先建立考虑温度与润滑的7208AC角接触球轴承的拟动力学模型,求解轴承接触参数。再基于扩展有限元法(Extended finite element method,XFEM),建立轴承滚道表面疲劳剥落故障演化仿真模型。然后,以接触参数为输入,以基于断裂力学分析得到的裂纹扩展速度与方向为迭代更新准则,实现对疲劳剥落故障演化的动态模拟。最后,基于剥落故障演化机理分析结果,插值制订加速因子为1.5的轴承变工况加速试验载荷谱,并利用疲劳剥落故障演化仿真模型对载荷谱的可行性进行验证。结果表明,在所制订的变工况加速试验载荷谱下,轴承的实际疲劳剥落加速因子与理论值相近。所提出的变工况载荷谱制定方法,可为航空发动机主轴轴承的加速试验提供重要的理论依据。

关键词：拟动力学模型疲劳剥落裂纹扩展有限元分析加速试验