扫描速度对激光定向能量沉积Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)梯度陶瓷微观组织及力学性能的影响

功能梯度陶瓷作为能够兼顾结构和功能的新型陶瓷材料,其材料组成和性能可以根据需要呈现连续的梯度变化,因此在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。激光定向能量沉积技术克服了传统陶瓷制备方法在烧结变形及过渡界面明显的局限性,能够实现功能梯度陶瓷材料性能的区域可控制造。然而采用定工艺参数成形时,功能梯度陶瓷不同组分的性能无法同时达到最佳,因此就扫描速度对Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)梯度陶瓷中各比例复合陶瓷材料的影响规律展开了研究。在确定各比例复合陶瓷优选扫描速度的基础上,实现了Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)梯度陶瓷的变参数优化成形。结果表明,低速扫描条件下(200 mm/min、300 mm/min),α-Al_(2)O_(3)柱状晶定向生长倾向明显,但高ZrO_(2)含量(质量分数)复合陶瓷材料宏观裂纹明显。扫描速度逐渐提高有助于晶粒尺寸减小,但过高的扫描速度(400 mm/min、500 mm/min)导致样件内部ZrO_(2)团聚现象及孔隙缺陷增多。采用变扫描速度成形工艺不仅有效抑制了高ZrO_(2)含量区域的宏观裂纹,而且改善了定参数成形Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)梯度陶瓷结合界面处的裂纹缺陷,优化成形的Al_(2)O_(3)-ZrO_(2)梯度陶瓷结合界面处抗弯强度提升约21.37%。

Al_(2)O_(3)-TiC_(p)复相陶瓷激光定向能量沉积直接增材制造

Al_(2)O_(3)-TiC_(p)(AT)复相陶瓷材料以其优异的综合力学性能而被广泛用作金属切削刀具材料。针对AT材料传统烧结方法在能耗及周期方面的局限,本工作利用激光定向能量沉积技术开展了AT复相陶瓷材料直接增材制造的研究,系统探讨了不同TiC_(p)比例对复相陶瓷材料微观结构和力学性能的影响。结果表明TiC_(p)颗粒均匀分布在成型样件的基体中,掺杂TiC_(p)细化了Al_(2)O_(3)晶粒。同时,由于TiC_(p)与Al_(2)O_(3)基体的热膨胀失配引起裂纹出现偏转、贯穿颗粒等现象,消耗了裂纹扩展能量,进而有效抑制了AT材料直接增材过程中的裂纹扩展行为。掺杂TiC_(p)颗粒对熔池形成冲击,在一定程度上加快了气体的逸出速率,进而提高了材料的相对密度。但TiC_(p)含量过高将加剧其与Al_(2)O_(3)基体在高温时的化学反应,生成的气体使复合材料中出现较大气孔并降低了材料部分力学性能。TiC_(p)质量分数为30%的复合材料的相对密度达到96.64%、平均显微硬度达到21.07 GPa和断裂韧性达到4.29 MPa·m^(1/2)。

熔体自生陶瓷激光直接能量沉积增材制造研究进展

熔体自生陶瓷是一种原料经熔化凝固获得组织组成的新型陶瓷材料,原子共用的洁净高强度结合界面使其具有接近熔点的优异高温力学性能及组织稳定性,在未来高推重比航空发动机及重型燃气轮机热端部件领域展现了巨大的应用潜力。激光直接能量沉积技术能够有效克服熔体自生陶瓷传统制备方法在周期、能耗及结构复杂度等方面的局限,为直接增材制造熔体自生陶瓷构件提供了新的解决方案,成为国内外研究热点。本文在介绍激光直接能量沉积技术工艺原理的基础上,总结了国内外利用该技术制备的不同熔体自生陶瓷的微观组织特征及其主要力学性能,并综合论述了目前针对微观组织及开裂行为调控所开展的主要研究。基于现有研究进展,对该领域的发展趋势和需要进一步解决的关键科学问题进行了探讨,指出抑制开裂与改善组织性能是目前面临的首要问题,材料和新工艺的发展是突破现有瓶颈、推动熔体自生陶瓷激光直接能量沉积技术发展和应用的关键。

深度学习在天文大数据处理中的应用

随着高性能观测设备逐步使用以及观测数据的不断累积,天文数据已经进入了大数据时代。传统的数据处理方法难以对当前天文大数据进行快速、高效的分类归档,以及难以对海量天文数据进行充分地、有效地分析。近几年,一些学者受深度学习在计算机领域中图像分类与检测、自然语言处理以及视频分析等方面取得显著进展的启发,将深度学习应用到天文大数据处理中解决相关的科学问题,并取得了比较理想的结果。本文主要结合中国科学院国家天文台太阳重点实验室的相关工作,讨论深度学习在天文大数据中太阳射电频谱图分类任务和太阳耀斑预报以及电离层总电子含量预报任务中的应用。