冷喷涂增材制造关键技术

近些年来,冷喷涂技术得到快速的发展,并逐渐形成了一门新的增材制造方法。但由于目前存在的诸多技术壁垒以及居高不下的制造成本,使得冷喷涂增材制造技术尚未得到广泛的应用。文中从技术与应用的角度出发,对冷喷涂增材制造目前存在的一些关键技术问题以及未来发展的方向进行梳理与讨论,同时也提出了一些适用的解决方案。目的是为促进该技术实现更高价值的制造过程,从而推动冷喷涂增材制造技术的发展。

涂层厚度数学模型的建立及喷涂轨迹间距优化

建立机器人喷涂涂层厚度分布数学计算模型,优化平面喷涂轨迹,求出最佳喷涂步距,获得平整连续的涂层。通过设计单点喷涂试验,获得不同喷涂时长所对应的涂层厚度最大值,用MATLAB软件拟合涂层厚度与时间的关系函数。利用高斯模型建立机器人喷涂涂层厚度分布数学模型,根据该模型获得喷涂点叠加函数。最后利用MATLAB软件进行模拟。结果表明:建立的涂层厚度分布数学模型与实际喷涂涂层厚度分布基本吻合。连续喷涂过程中喷涂点的叠加是以三个喷涂点为周期,在该模型的基础上计算出的最佳步距能获得平整连续的涂层。

氧化苯乙烯加氢体系中竞争反应的影响因素

以氧化苯乙烯为原料,通过催化加氢制得2-苯乙醇。考察了不同活性金属、活性金属负载量、载体及反应条件对氧化苯乙烯催化加氢存在的竞争反应的影响;选择Pd/Al_(2)O_(3)、Ni/Al_(2)O_(3)、Pt/Al_(2)O_(3)、Pd/MgO-Al_(2)O_(3)和Pd/AC(活性炭)催化体系为研究对象,采用XRD、H_(2)-TPD、BET、XPS和催化剂评价方法探究了催化剂与竞争反应的关联性。研究发现,在Pd基催化体系中,提高反应温度可以促进氧化苯乙烯加氢反应进行,但是过高温度更有利于异构化生成苯乙醛并进一步发生缩合反应。结果表明,以Pd_(0.5)/MgO-Al_(2)O_(3)(Pd含量为Al_(2)O_(3)载体质量的0.5%)为催化加氢体系,当反应温度为150℃时,氧化苯乙烯转化率为93%,2-苯乙醇选择性大于85%,而苯乙醛及其缩合物选择性小于15%。

金属助剂对ZSM-5分子筛催化甲醇芳构化反应性能的影响

将不同SiO2/Al2O3摩尔比及不同金属助剂改性的ZSM-5分子筛用于甲醇芳构化反应,采用XRD,XPS,TG-DSC,NH3-TPD等方法对催化剂进行了表征,研究了SiO2/Al2O3摩尔比及金属助剂对ZSM-5分子筛催化性能的影响。实验结果表明,在2.0MPa、400℃、甲醇液态空速1h^-1的条件下,采用SiO2/Al2O3摩尔比为50、Mo负载量为3%(w)的Mo/ZSM-5催化剂,在50h内甲醇转化率能维持在95%左右,苯、甲苯和二甲苯选择性为62.6%,催化剂稳定性好。表征结果显示,该催化剂具有较好的性能与表面有适量的酸性位以及反应过程中生成的Mo2C物种相关。