传导冷却半导体激光阵列温度均匀化研究

高功率半导体激光器阵列已经广泛应用于许多领域。Smile效应是由高功率半导体激光器阵列(巴条)本身在封装过程中与热沉之间热膨胀系数(CTE)失配导致的热应力造成的。各个发光点在横向上不在一条直线上,从而导致半导体激光阵列整体发光弯曲。较大的Smile值可以引起光束质量降低、造成光束耦合和光束整形困难。为了降低热串扰实现巴条温度均匀化,我们在传统CS热沉的基础上,引入高热导率铜基石墨烯(GCF)与孔状结构,对CS被动式制冷半导体巴条热应力分布不均导致的Smile效应进行了数值模拟与仿真分析。在热功率为60 W的条件下,一方面,当仅有GCF材料,并且其长度为8 mm时,温差从最初的7.94℃降低到3.65℃;另一方面,在合理的温升范围内,当GCF的长度为8 mm时,结合增加热沉热阻的孔状结构时,温差进一步降低到3.18℃。

均匀化温度对6451铝合金显微组织及性能的影响

通过DSC、OM、SEM等设备研究不同均匀化温度下6451铝合金显微组织的演变过程。结果表明:随着均匀化温度的升高,6451铝合金铸态组织中的枝晶组织消失,Q-AlCuMgSi相回溶,Mg_(2)Si相先析出后回溶,Al(Fe,Mn)Si相由长条状发生断续化转变,形成长度更短、形状更圆润、尺寸更小的球状相。晶粒尺寸先增大后趋于稳定,530℃均匀化时晶粒尺寸由铸态时的164μm增大到213μm,温度继续升高,晶粒尺寸无明显变化。电导率呈现先升高后降低,趋于稳定后略微升高的现象。

温度均匀化处理对半固态7075铝合金浆料组织的影响

采用倒锥形通道浇注流变成形技术（ICSPC）制备了半固态7075铝合金浆料，研究了温度均匀化处理工艺对浆料组织的影响。结果表明，采用温度均匀化处理可以使半固态7075铝合金浆料各部分温差减小，温度趋向于均匀化，满足流变成形的需要。同时，半固态浆料组织也得到进一步球化。当均匀化处理加热功率在2.0~6.4 kW时，随着功率的增大，均匀化处理时间缩短，初生α-Al的晶粒尺寸更加细小，其圆整度轻微下降。当加热功率为10.0 kW时，合金浆料中的重熔现象显著，且晶粒合并加剧，半固态浆料质量明显恶化。当加热功率不变，浆料最终温度在628~632 ℃时，浆料最终温度越低，初生α-Al晶粒越细小，浆料质量越高。

圆柱状卫星侧表面温度场均匀化设计

温度场均匀化设计因有利于航天器的稳定高效运行而获得越来越多的重视。本文针对简化的圆柱状卫星,采用仿生优化方法对给定量的高导热材料进行优化分布,以均匀化卫星侧表面温度场。同时,本文还基于理论分析了温度场均匀化过程中卫星的导热热阻和辐射热阻的变化情况,讨论了太阳光入射角度对卫星侧表面温度场的影响。结果表明,仿生优化方法能有效均匀化温度场,但该优化结果对应的温度场的稳定性在一定程度上受太阳光入射角度影响;在温度场均匀化过程中,卫星导热热阻与辐射热阻呈下降趋势,这表明卫星侧表面的传热性能在这一过程中得到了提高。

微小激光曝光区域温度分布均匀化整形方法

提出了实现光束曝光区温度分布均匀化的方法。该方法主要是充分利用二元光学法和液晶空间光调制的各自优点,并按照设计系统的要求,最大程度避免二元光学法使用不灵活而液晶空间光调制激光能量利用率不高的缺点,实现温度分布均匀化系统优化。为研究该方法的可行性,首先通过遗传算法设计一个16台阶的二元光学整形器件;针对二元光学只能应用于特定条件下的缺点,再引入液晶空间光调制方法,该方法可以对入射光束进行实时、可调控的整形,实现对曝光区温度分布进行实时控制。理论分析和仿真结果都表明,两种方法按照实际需要进行选择,可以有效地实现光束曝光区温度分布均匀化。

5154铝合金均匀化温度研究

通过模拟工厂大生产条件下扁锭均匀化处理的升温时间和保温时间,经过对比和观察不同温度均匀化处理后的微观组织、第二相特征和差热分析(DSC),对5154合金扁锭的均匀化温度进行了试验研究。结果表明,适合单机架热轧的铠装电缆带用5154合金最佳的均匀化工艺为:均匀化温度550℃,升温速率为55℃/h,并保温9h。

LF精炼过程中通电升温阶段底吹氩方式的优化

在LF(ladle furnace)精炼过程的通电升温阶段多采用双喷嘴等流喷吹的吹氩方式.本文提出一种双喷嘴差流吹氩的底吹方式,以某钢厂135 t钢包为原型设计1∶4非等温水模型实验平台,在总流量相同的情况下进行底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1的温度均匀化实验,结果表明底吹比例为2∶1时的各监测点无量纲温差最小,均匀化效果最好.建立流动-传热耦合数学模型对实验结果进行验证,结果表明在总流量相等的情况下,底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1时流动死区占比分别为14.1%,9.1%和9.8%,温度死区占比分别为6.2%,2.6%和0.3%,2∶1差流底吹方式在活跃流场和促进温度均匀化方面具有优势.

均匀化处理温度对轻质机械曲轴材料性能的影响

选用六种均匀化温度对铸态轻质曲轴材料进行了热处理,并进行了盐雾腐蚀试验、电化学腐蚀试验和磨损试验。结果表明：当均匀化温度从最低温度250℃逐步增加到最高温度450℃时,轻质曲轴材料的耐腐蚀性能和耐磨损性能均先提高后下降。均匀化温度优选为425℃。

均匀化温度对6xxx系铝合金组织与性能的影响

采用弯曲性能、电导率测试、金相观察、SEM和EDS分析,研究均匀化温度对6xxx系合金组织与性能的影响。结果表明,铸态中的非平衡相在挤压过程中发生破碎,破碎后形成的第二相粒子有抑制再结晶的作用,随着均匀化温度的升高,非平衡相数量减少,导致抑制再结晶效果减弱,所以均匀化温度较高时挤压制品的粗晶层厚度明显增加。随着均匀化温度的升高,合金的弯曲性能先提升后下降,均匀化温度为560℃时弯曲角度最大,平行挤压方向为87°,垂直挤压方向为99°。电导率随着均匀化温度升高而增加。

均匀化温度对6082合金组织及性能的影响

文章从均匀化温度方面着手,利用硬度、折弯、力学测试、SEM扫描电镜及腐蚀试验,探讨均匀化温度对6082铝合金挤压制品不同时效制度下力学性能和晶间腐蚀的影响。结果表明,均匀化温度对后期时效的产品力学性能及布氏硬度呈正增长趋势,但总体影响不大;均匀化温度高的第二相组织所占面积更大,且密集,这些颗粒状第二相弥散分布于晶粒内部及晶界处。均匀化温度对于试样的腐蚀性能影响较大,均匀化温度越高,Mg_(2)Si分解速度越快,腐蚀坑深度越浅,耐腐蚀性能越好。

均匀化温度、热轧道次对3104制罐板化合物形貌的影响

研究了均匀化温度、热轧道次改变对 3 10 4制罐板化合物形态的影响。试验结果表明 ,3 10 4制罐板铸锭 580 ℃ ,15h均匀化热轧三道次工艺生产的成品板化合物破碎更充分 ,分布均匀、弥散。

均匀化温度对6005A铝合金铸锭组织性能的影响

采用金相观察、硬度和电导率测试、扫描电镜观察及能谱分析等方法对6005A铝合金铸锭及不同均匀化温度处理后的铸锭组织进行研究。结果表明:6005A铝合金铸态组织主要由α-Al固溶体和非平衡共晶相组成,第二相主要为Mg_(2)Si、AlFeSi相。在450~500℃均匀化处理时Mg_(2)Si从固溶体中析出。随着均匀化温度继续升高,Mg_(2)Si及非平衡共晶相逐渐回溶到基体中,从α-Al固溶体中析出的Mn、Cr元素与板条状的β-AlFeSi相结合,使板条状的α-AlFeSi相转变为断续球状的α-Al(FeMn)Si相和α-Al(FeMnCr)Si相,铸锭在570℃均匀化效果最佳。随着均匀化温度升高,铸锭硬度先降低后升高再降低,导电率呈现先升高后降低趋势。α-Al基体中析出细小的α-Al(FeMn)Si、Al(FeMnCr)Si弥散相尺寸随均匀化温度的升高逐渐增大。

大型预焙槽焦粒焙烧期间实现温度均匀分布的有效途径

从分析阳极电流分布不均原因入手 ,对大型预焙槽焦粒焙烧期间实现温度均匀化的途径进行探讨 。

均匀化温度对6005A型材组织与性能影响研究

采用万能试验机、硬度计、电导率仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析仪等研究了不同均匀化温度和强淬火冷却方式对6005A铝合金型材组织和性能的影响。结果表明随着均匀化温度的升高,铸锭的电导率和硬度下降,铸锭中的弥散相析出、聚集长大,对位错的滑移和再结晶长大的抑制作用降低,导致型材的力学性能和弯曲性能下降。

冷热流体湍性射流增压过程中的温度特性研究

基于计算流体动力学(CFD)软件STAR-CCM+对冷热流体湍性射流增压过程进行了数值模拟,运用大涡模拟湍性射流模型及Smqgorinsky-Lilly亚格子模型,对冷热流体湍性射流增压过程中容器内部速度场、压力场和温度场进行模拟,获得了速度、压力变化及温度分布规律,揭示高压容器增压过程中冷热流体混合的温度特性。从CAE的角度分析了高压容器增压过程中冷然流体混合的压强变化和温度分布不均的原因,为高压容器增压和内部温度均匀化提供理论依据。

连铸中间包内控流装置优化的物理模拟研究

1前言作为高温钢水流动的必经容器,连铸中间包主要衔接着钢包二次精炼过程和结晶器浇注过程。在连铸过程中,其表现出不同的冶金功能,如夹杂物的去除、合金微调、过热度控制和温度均匀化控制等。这些基本操作主要依赖于中间包内钢水的流动,其流动特性常常通过停留时间曲线(RTD)给予定量化评价。为了优化钢水的流动状态和促进夹杂物的上浮去除,常见的操作有设置挡墙、挡坝、湍流抑制器和进行吹气操作等。

温度场与温度梯度场的均匀化

基于模拟退火算法和仿生优化方法,分别以均匀化温度场和均匀化温度梯度场为目标,对二维导热问题进行了数值研究,优化了高导热材料的分布.研究结果表明:这2个优化目标之间存在一定的一致性,而仿生优化方法可以有效的节约计算时间;此外,对2个优化目标而言,高导热材料的填充量和导热系数比都存在阈值,高导热材料的填充量和导热系数比超过阈值后,其增加对均匀化温度场与均匀化温度梯度场的作用不再明显.

辐射[火积]耗散与空间辐射器温度场均匀化的关系

(火积)理论是针对传热优化发展起来的,并获得了越来越多的应用。本文基于辐射(?)原理,对空间辐射器散热过程中的散热量分布、发射率分布和散热面积分布问题进行了分析。对于以上三类优化分布问题,理论分析和数值计算均表明,辐射器最小的辐射(?)耗散和辐射热阻均对应于散热表面均匀的温度场。因此,辐射(?)原理可用于空间辐射器的温度场均匀化设计。

均匀化温度对K4169合金显微组织和持久性能的影响

研究了两种均匀化温度下的热处理对K4169合金显微组织、Nb偏析和持久性能的影响。结果表明,随着均匀化温度的提高,合金中Laves的体积分数逐渐降低。1120℃时,Nb元素仍强烈偏析于枝晶间;当温度升高至1160℃时,Nb元素的偏析程度得到显著改善。经固溶和时效处理后,δ相分别主要以魏氏组织和颗粒状析出,1160℃处理试样中γ′′相的体积分数较大。650℃/620 MPa持久性能测试结果表明,持久寿命随均匀化温度的提高显著增加,但延伸率有所降低。持久断裂类型由穿晶韧性断裂变为沿晶-穿晶复合脆性断裂。

均匀化温度对K465合金组织与性能的影响

通过对K465镍基高温合金不同温度均匀化处理后的组织形貌观察及力学性能测试,研究了均匀化温度对K465合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在γ′相固溶温度以下(1160℃)均匀化后,γ′相尺寸较铸态大;在接近γ′相固溶温度(1210℃)均匀化后,合金中的γ′体积分数约为54%,尺寸均匀且立方化程度较高;在1260℃均匀化后,γ′相呈小颗粒状弥散分布,并且晶内出现胞状结构。随着均匀化温度的升高,合金的枝晶偏析情况减弱,碳化物由发达的骨架状逐渐转变为短棒状以及块状。热处理工艺为1210℃×4 h时合金具有最佳的综合性能。