不同还原剂对石墨烯形貌与热性能的影响

以石墨等为原料运用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用含磷、硫、氮、乙烯基的化合物,与氧化石墨烯反应,还原氧化石墨烯,得到不同还原剂还原的石墨烯。并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构、热性能及形貌进行表征。结果表明:含不同元素还原剂如:氮(N)、磷(P)、硫(S)等还原剂对石墨烯热性能、形貌及元素组成有不同程度上的影响。使其较氧化石墨烯有更高的热力学稳定性以及表面性能。

主动热防护结构光纤激光焊接侧吹保护试验研究

主动热防护构件作为航空航天领域的重要结构,光纤激光焊接是该类结构的优选制造工艺。苛刻的服役环境对焊缝成形、表面保护及气孔缺陷提出了很高的综合要求。基于侧吹保护的光纤激光非穿透深熔焊接工艺试验,采用超景深显微镜、数字RT检测及灰度处理等设备及方法,系统分析光气间距、气体输送角度、保护气输出长度及气体流量等参数对焊缝成形、焊缝保护效果及气孔的影响规律。结果表明,保护气流量及光气间距对焊缝形貌及气孔率影响较大,正值光气间距参数下焊缝气孔率较低,气孔率同保护气流量正相关。基于优化的气体保护参数,优化了喷嘴结构,实现了主动热防护凹槽三维构件的激光焊接制造,并通过台架测试。

Ta-10W难熔合金光纤激光焊接工艺研究

采用6 kW多模光纤激光器进行了Ta-10W难熔合金的光纤激光焊接工艺研究。利用高速摄像机、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形、熔池形态、飞溅物形态、显微组织、显微硬度、接头强度及断口形貌进行分析。研究结果表明,在焦点位于板材表面且焦点直径为0.3 mm的聚焦参数下,当焊接速度为2~3 m/min,激光功率为1.5~2.0 kW时,焊接模式由热导焊转变为深熔焊。Ta-10W深熔焊时焊缝成形良好,焊接飞溅大且飞溅物不易附着于板材,焊缝呈钉头形。3 mm厚对接接头的焊缝组织主要为柱状晶,在焊缝靠上的位置,主要为垂直于板厚方向的细长晶粒;在焊缝中部与下部,形成的则是细等轴晶粒。拉伸试验结果显示,接头的室温拉伸强度为506.5 MPa,约为母材的92.1%;1500℃高温拉伸强度约为140.9 MPa,接头断裂在母材处。

3D-GH3536/R-GH3128异种高温合金光纤激光对接焊接工艺研究

采用光纤激光对GH3536进行了激光选区熔化(SLM)3D打印,对4 mm厚轧制固溶态GH3128(R-GH3128)平板进行了对接焊接研究。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线能谱分析仪(EDS)、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形、显微组织、显微硬度、接头强度及断口形貌进行了分析。结果表明,3D-GH3536/R-GH3128的焊缝组织主要为柱状晶和等轴晶,焊缝内直径小于50μm的晶粒数量占比为62.2%。显微硬度测试结果表明,焊缝的平均显微硬度值为286 HV。拉伸试验结果表明,接头上下部分的抗拉强度基本一致,约为3D-GH3536母材的93%,断裂方式为韧性断裂。

光纤激光GH3128搭接接头高温力学性能研究

基于侧吹保护条件下的光纤激光非穿透深熔焊接工艺,模拟了构件的服役环境,对GH3128搭接接头进行了不同循环次数的900℃真空热处理,并对接头组织和显微硬度、室温与高温拉伸及蠕变拉伸性能进行了分析测试,通过分析组织与断口,对GH3128搭接接头的高温力学性能进行了评估。研究结果表明,与无热处理接头相比,热处理后的接头的室温与高温拉伸性能分别提升了35%和20%,蠕变性能大幅提高。接头组织分析结果表明:热处理后的接头枝状组织消熔,晶粒呈粗大等轴晶状态;各断口均呈现出“抛物线”状韧窝,开口方向与拉伸力方向一致,呈韧性断裂特征,且无显微裂纹产生;热处理次数对接头显微硬度、室温及高温拉伸性能的影响不大;随着热处理次数的增加,接头蠕变性能呈减小趋势。