热压辅助预成型的超大厚度制件VARI成型工艺研究

以VARI工艺为代表的复合材料低成本液体成型技术愈发受到研究关注。针对超大厚度制件的VARI成型,创造性地引入热压辅助预成型技术,以100层的超大厚度层板的VARI成型为例,在制备预成型体的过程中,采用热压辅助预成型,并分析热压辅助预成型引入后,预成型体的厚度变化、进出胶口设置方式以及对最终制件质量的影响。该研究对于提升VARI工艺制件纤维体积含量和制件性能,进一步拓展VARI工艺在民机结构中的应用都具有积极意义,研究结果可以为VARI成型工艺制备的大厚度制件在飞机结构中的设计与应用提供参考。

聚合物微结构热辅助超声波压印成形

提出了基于硅模具的热辅助超声波压印成形方法,用于高效率、高精度地复制热塑性聚合物微结构。该方法利用作用于聚合物基片与模具间的超声波振动,快速升高界面温度,以达到聚合物的成形温度。为了降低破坏模具的风险,将模具预热到低于玻璃点转化温度(Tg)以下35℃至50℃之后再施加超声波进行成形。最后,通过正交实验研究了超声振幅、超声波压力、超声波时间、热辅助温度以及聚合物基片厚度对压印结果的影响,揭示了超声波压印工艺的成形机理。实验结果表明,热辅助温度对压印影响最大,其次为超声波振幅,而超声波压力是影响复制均匀性的最重要的参数;薄的聚合物基片在同样的超声波参数和模具结构下更容易成形。通过优化参数,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的深度复制精度达到了99%,复制周期小于50s。研究表明,热辅助超声波压印成形效率高,是一种具有批量制造潜力的聚合物微结构成形方法。

振动辅助热压烧结YAG陶瓷的研究

在普通热压烧结(HP)的基础上,加上由精确控制的压力脉动系统产生的振动,在激振力的辅助下使得陶瓷在高温下的蠕变得到充分利用,可以明显降低陶瓷的烧成压力和温度,加快了不易烧结陶瓷的致密化过程。液相法制备的Nd:YAG原料活性高,烧结性能好。采取高纯BN包埋法,消除了样品渗碳现象,透光率明显提高,在1064 nm处,透光率超过70%,而且特征峰明显,峰强大,有利于激光性能的提高。

电场辅助Ti-Si连接碳/碳复合材料

为快速制备高温适用型碳/碳(C/C)复合材料接头,采用电场辅助热压烧结工艺,以Ti-Si对C/C复合材料进行原位反应连接。研究温度对接头微观结构和力学性能的影响,并对接头的失效过程进行分析。结果表明:连接温度为1 450℃、保温时间为5 min、加载压力为20 MPa时,连接所得接头的室温剪切强度为19.35(±2.29)MPa,比1 350℃时提高40%以上。原因在于:温度较低(1 350℃和1 400℃)时,Ti-Si与C/C母材反应有限,在连接区域难以形成连续、致密的界面结合;温度较高(1 450℃)时,Ti-Si与C/C母材反应充分,且往母材内部渗透较深,可以形成界面结合良好的连接区域,中间层厚度为10~30μm。但剧烈反应会损伤C/C母材的结构,最终导致虽然界面结合良好但接头依然从界面附近失效的结果。

超声波辅助热压成型的聚丙烯/铝合金界面微-纳互锁结构与性能研究

塑料/金属直接成型技术是当前汽车轻量化技术的热点之一。采用酸碱处理和阳极氧化的表面处理方法,在铝合金表面制备了微-纳针尖状结构,通过自主开发的超声辅助热压技术成功实现了聚丙烯/铝合金直接复合成型,探讨了超声波参数对聚丙烯/铝合金复合界面结构与性能的影响,采用超薄切片、反溶解铝合金方法研究了界面形貌。拉伸-剪切试验结果显示,非超声压制件的界面拉伸-剪切强度为12.04MPa,界面层平均厚度为6.47μm,失效形式主要为混合失效;超声压制件的界面拉伸-剪切强度可达19.90 MPa,提高了65.3%,界面层平均厚度减小到为5.40μm,且聚丙烯与铝合金微纳表面形成良好的微观机械互锁结构,失效形式主要为内聚失效。试验表明,超声波辅助塑料熔体填充金属表面微-纳结构形成微观锚接效应,成功实现了塑料/金属直接成型。

The Design of TZ-2 High Voltage Pulse Modulator

There are a few assistant heating objects included electron cyclotron resonate heating （ ECRH ）. Two 500 kW gyrotrons introduced from Russia were operated to launch 1 MW energy. So two set of TZ-2 high voltage pulse modulators are needed.