非(001)晶面促进激光单晶熔凝过程中柱状晶外延生长

当激光熔池内的柱状枝晶沿着熔池边界外延生长时,其方向并不严格平行于温度梯度,而是选择与基体一致的择优方向生长,因此基体取向可以影响柱状晶的外延生长行为。在使用激光金属成型/沉积技术修复昂贵的单晶部件时,需要考虑这一特性。现有研究已经实现了(001)晶面上的柱状晶完全外延生长进而获得完整单晶。然而由于叶片形状复杂,实际修复过程中可能会遇到的不同取向表面。论文对(001)和非(001)取向表面修复过程中的杂晶形成能力进行了比较研究,通过数值计算获得了控制微观组织的局部凝固变量,并将杂晶晶粒的体积分数作为量化单晶完整性指数。结果表明,与(001)晶面相比,多数非(001)晶面可以促进柱状晶的外延生长,进而获得更好的单晶完整性,实验结果也验证了这一结论。分析显示不同枝晶生长区域的边界是杂晶形成敏感区,两种晶面的差异在于边界数目及其位置。研究结果可以优化修复和制造应用中的沉积方向和激光加工窗口提供指导。

镍基单晶高温合金的增材制造修复研究进展

镍基单晶高温合金因其优异的高温强度、抗氧化性和抗蠕变性能被广泛应用于航空航天领域。单晶涡轮叶片在服役过程中极易受到损伤,损伤的修复再制造技术具有显著的经济价值,增材制造则为高温合金零件的修复提供了新途径。增材制造在CMSX-4、DD6等合金单晶叶片的修复中已得到初步实现,为确保修复后的叶片能够满足服役要求并投入生产实践,仍需解决修复层存在的裂纹、杂晶和气孔等问题。通过改善工艺参数、改变基材晶体取向、优化沉积或扫描策略等方法可实现单晶组织无缺陷和连续的外延生长,但其工艺窗口的确定和性能控制仍面临挑战。此外,针对增材制造修复单晶叶片的研究目前主要集中于定向能量沉积技术,对于激光粉末床熔融技术和电子束熔融技术,目前的研究尚处于起步阶段,仍需建立相关理论和探索工艺窗口。数值模拟在增材制造工艺参数研究中具有预测性、可视化和高效性等优势,通过建立熔池的热力学模型和动力学模型,可以有效预测增材制造过程中的热量传递、熔池形貌、金属液流动以及修复区应力分布等多物理场,并深入理解工艺参数与材料微观结构以及性能之间的关系,进而为优化工艺参数、避免孔隙和缺陷的形成、改善修复区微观组织、提高修复精度提供相应的参考。

面向单晶高温合金叶片的激光增材制造修复研究进展

镍基单晶高温合金因其卓越的高温性能,成为航空航天发动机及燃气轮机涡轮叶片的关键材料。复杂的服役环境常导致叶片损伤,但传统修复方法难以满足其对微观组织和力学性能的严格要求。激光增材制造技术作为一种先进的修复方法,能够在较小的热影响区内实现材料的高精度修复,展现出显著的技术优势。然而,激光增材制造技术修复单晶叶片仍面临如何保持单晶完整性、控制冶金缺陷、优化狭窄工艺窗口等问题。此外,激光增材制造修复后热处理制度仍不完善,热处理后产生的再结晶等缺陷会严重影响单晶高温合金叶片的持久、蠕变等力学性能。本文综述了激光增材制造修复镍基单晶高温合金叶片的研究进展,重点探讨了修复过程中裂纹、杂晶缺陷的控制,梳理了对修复后热处理制度的探索历程并总结了激光增材制造镍基单晶高温合金力学性能的相关研究。最后对未来研究方向和发展趋势进行了展望。

单晶合金激光增材修复接头组织和性能研究

采用激光熔化沉积技术对DD6单晶高温合金进行修复,利用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度仪对单晶母材和增材修复接头的组织特征和力学性能进行对比研究。结果表明:激光熔化沉积修复组织为外延生长的定向凝固柱状晶组织,由γ相基体和少量晶间MC型碳化物组成;DD6单晶合金基体热影响区微观形貌和物相组成与母材相似,但其γ′相的尺寸(≤0.2μm)更小,且γ′/γ的比例明显降低。经激光熔化沉积修复后,增材修复区的显微硬度可达450~470 HV,显著高于DD6单晶基体,具有更优异的耐磨损性能。

含α凝胶液晶相护肤膏霜工艺影响因素及其功效研究

通过单因素实验分析乳化时均质速度、乳化时间以及降温时搅拌速度对α凝胶液晶相形成的影响,发现乳化速度和降温时搅拌速度过快会破坏α凝胶液晶结构,乳化时间过长,液晶结构会减少。通过正交实验分析,对α凝胶液晶相形成的影响顺序依次为乳化速度>降温时搅拌速度>乳化时间。通过综合评估分析,最佳工艺条件为均质速度9000 r/min,乳化时间3 min,降温时搅拌速度600 r/min。相同配方不同工艺下制作样品比较,含α凝胶液晶相膏霜8 h长效保湿性能以及改善经皮水分流失方面均优于不含α凝胶液晶相膏霜,且表现出显著性差异(P<0.05),具有统计学意义。

水性渗透结晶材料对混凝土裂缝修复性能的影响研究

为研究水性渗透结晶材料对裂缝修复性能的影响,测试了不同养护湿度、龄期及预制裂缝宽度下混凝土的跨缝超声声速和沿缝劈裂抗拉强度,并对裂缝处混凝土进行SEM和XRD测试。结果表明,水性渗透结晶材料对混凝土裂缝具有较好的修复性能。随着养护龄期延长,试件的超声声速和劈裂抗拉强度均有所提高,其中养护湿度越大提高越明显,混凝土裂缝处修复效果越好;在相对湿度较高(85%、100%)时,水性渗透结晶材料能有效修复0.3 mm以内的裂缝;在相对湿度较低(40%)或裂缝宽度≥0.5 mm时的修复效果不显著;该材料使预制裂缝处形成了大量针状和线状的碳酸镁钙晶体,结晶机理与沉淀反应结晶机理类似。

激光沉积修复DD5合金的枝晶外延生长控制与显微组织特征

采用DZ125高温合金粉末对DD5合金进行激光沉积修复,通过正交试验的方法,研究了激光功率、扫描速度和送粉量对单道单层沉积区枝晶外延生长的影响,实现了沉积区枝晶外延生长的控制。在此基础上,进行单道多层沉积修复试验,分析测量了单道多层沉积区的显微组织和硬度。结果表明:较低的热输入量和送粉量可显著提高沉积区枝晶外延占比;当激光功率为420 W、扫描速度为6 mm/s、送粉量为1.5 g/min时,单道单层沉积区枝晶外延占比约为100%。单道多层沉积区中下部为平面晶、沿沉积方向外延生长的柱状晶,顶部为等轴晶;沉积区γ′相不均匀地分布在γ相中,枝晶间区域的γ′相尺寸大于枝晶干区域的γ′相尺寸;沉积区底部短棒状MC碳化物沿枝晶间分布,且Ta元素含量较高;沉积区顶部的小块状以及八面体状MC碳化物随机分布。DD5合金基体平均显微硬度为425 HV_(0.5),沉积区平均显微硬度略高于基体,为449 HV_(0.5);与沉积区中部相比,沉积区底部和顶部的显微硬度略高,沉积区底部显微硬度最高。

混凝土的渗透结晶自修复试验与研究

针对混凝土结构的渗漏以及防水材料的老化,提出了一种渗透结晶自修复混凝土的方法。介绍了渗透结晶材料的性能及渗透结晶自修复混凝土的制备方法;通过试验研究了渗透结晶材料的掺量对混凝土性能的影响,得到了其掺量合理的使用范围;分别进行了混凝土抗压、抗拉强度回复率试验和第2次抗渗试验,根据渗透结晶材料的作用机理对试验结果进行了分析。试验结果表明,渗透结晶混凝土具有较强的自修复能力。

蛇纹石粉体的热处理及其对基础油摩擦学性能的影响

为提高超细蛇纹石粉体润滑油添加剂的摩擦学性能及其与摩擦副的结合强度,在测定蛇纹石粉体差热-热重曲线的基础上研究了热处理温度对超细蛇纹石粉体组成及晶体结构的影响,并将不同温度下热处理的蛇纹石粉体添加至润滑油基础油中,研究其对基础油摩擦学性能的影响。结果表明:随蛇纹石粉体热处理温度的升高,粉体会逐渐脱除吸附水、层间水和结构水,且在高温下伴随着结构水的脱除,蛇纹石会分解生成镁橄榄石及二氧化硅;经200℃热处理的蛇纹石粉体可以明显提高润滑油性能,与基础油相比,含蛇纹石粉体1%(w)的基础油的摩擦因数和钢球磨斑直径均明显降低,且具有自修复作用。

镍基单晶高温合金凝固组织特征的研究进展

镍基单晶高温合金的凝固组织对其最终的高温力学性能有着重要的影响,由于制造工艺条件限制,单晶高温合金的制备和加工中总会出现杂晶,保持单晶结构的完整性对提高单晶合金的冶金质量和降低维护成本具有重要意义。综述了镍基单晶高温合金在铸造、焊接、表面熔凝工艺条件下的凝固组织特征的研究现状,分析了工艺条件、工艺参数等对凝固组织和性能的影响,并展望了杂晶缺陷的控制、实现单晶叶片连接区的单晶化。

静态水蚀条件下自然钙华预制块的溶出特性研究

钙华是泉水出露地表时因压力下降导致CO2大量逸出而形成的碳酸盐沉积,可形成独特的地表景观.由于泉水常位于构造活动带,频发的地震、滑坡等自然灾害导致钙华沉积垮塌、独特地貌破坏,泉华景观的快速修复成为亟需技术.针对这一需求研究制备钙华预制块用于原位泉华筑坝,实验分析了20 MPa压力成型的预制块在静水环境下的离子溶出行为及碳酸钙晶体特性.结果显示:胶连剂组和20 MPa组的pH在第4 d后稳定,分别约为12.53和12.30,EC(Electrical Conductivity)值第4 d后上升趋势减缓,结合碳酸相图和钙相分布确定,20 MPa组液相中离子主要为Ca^2+,OH-和CO3^2-;测定不同时间下Ca^2+和CO3^2-等离子的浓度,确定5 d后CO3^2-浓度能够满足CaCO3(s)的产生;利用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察晶体微观形貌,发现5 d后气液接触面上有大量花瓣状晶簇,预制块表面出现针状晶体且向空间延伸生长,180 d后预制块表面长出大量晶体,通过XRD(X-ray Diffraction)确定晶体为方解石.

DTS永凝液在人防地下车库工程中的应用

上海市配套商品房浦江镇基地四号地块人防地下车库顶部和四周墙体防水层设计为DTS永凝液,重点介绍了DTS永凝液防水材料的特点和施工技术。

对水泥基渗透结晶防水涂料的几点思考

采用简单的实验方法并根据委托检测的结果,分析证实了水泥基渗透结晶防水涂料所具有的渗透结晶和自动修复微裂缝的两大特性;并根据实践经验分析指出了该类产品性能测试和工程应用中值得注意的几个问题,包括空白试件的抗渗强度会直接影响涂料的抗渗性能检测结果,产品种类对不同基层混凝土存在适用性问题;认为水泥基渗透结晶防水涂料之所以应用中出现了很多问题,有一个重要原因是我们对该类产品还没有很好掌握其特性、真正用好它。

焦炉热修用熔融石英砖析晶度对其显微结构和性能的影响

为了深入理解焦炉用熔融石英砖在其服役期间的失效行为,将商用熔融石英砖加热到1400℃分别保温0(即不保温)、0.5、2、5、10和25 h后,均以3℃·min-1的降温速率降至室温,得到不同析晶程度的熔融石英砖,然后分析不同保温时间后熔融石英砖的结晶程度与其显微结构和物理性能的相关性。结果表明:在1400℃下,随着保温时间从0延长到25 h,热处理后熔融石英砖中方石英的含量(w)从33%逐步上升至80%;因方石英化伴随的体积变化导致了材料中微裂纹的形成,从而降低了材料的弹性模量和抗折强度。

修复前后Vero细胞调控草酸钙晶体生长的差异

采用扫描电子显微镜(SEM)和流式细胞仪等多种方法研究了降解大豆多糖(SPS)对损伤的非洲绿猴肾上皮细胞(Vero)的修复作用;研究了修复前后Vero调控草酸钙(CaOxa)晶体形成的差异。经H2O2氧化损伤的Vero在被SPS修复后,其细胞活力、细胞外SOD活性及细胞内线粒体膜电位均增加,细胞形态逐渐恢复到接近正常细胞。在诱导草酸钙(CaOxa)晶体生长过程中,修复细胞可以减少棱角尖锐的一水草酸钙(COM)晶体生成,诱导更多的二水草酸钙(COD)晶体。三种状态Vero诱导的晶体尺寸从小到大顺序为:正常细胞<修复细胞<损伤细胞。本文结果表明,降解大豆多糖可以修复受损伤的Vero细胞,降低肾结石形成的危险性,提示SPS有可能是一种潜在的绿色防石药物。

自修复固井前置液实验研究

用渗透结晶自修复剂配制固井前置液,使其在具备冲洗隔离功能的同时具有对固井水泥环窜气通道进行自修复的性能。使用钻井液浸泡钢管(模拟套管)和冲击造缝2种方法模拟因固井水泥环损伤而形成的微间隙和微裂缝,在XAN-RC封堵实验流程上进行了自修复模拟实验。实验结果表明,自修复固井前置液具备前置液的基本性能,能够吸附在冲洗过的钢管表面提高界面胶结强度。处于自修复固井前置液养护环境中的水泥环具有较高的早期和长期抗窜强度。自修复固井前置液通过渗透结晶和多次水化反应机理对水泥环的微裂缝和微间隙进行修复,抗窜强度的恢复能力明显高于清水的养护环境。自修复固井前置液能够实现对固井水泥环损伤的动态持续自修复,为保持水泥环的完整性和耐久性提供了一个新的手段。

3英寸VGA TFT-AMLCD缺陷的激光修补

介绍了 3英寸VGATFT AMLCD的主要缺陷形式。在采用冗余技术的基础上 ,研究了针对不同缺陷形式所应采取的不同的激光修补对策。由于加法激光修补仪价格昂贵 。

增殖细胞核抗原(PCNA)功能及晶体结构研究进展

增殖细胞核抗原(PCNA)对真核生物的DNA复制是必需的,并通过提高DNA聚合酶的持续合成能力发挥作用。在真核生物中,PCNA以同源三聚体环的形式存在,为参与DNA复制、DNA损伤修复、染色质组装、细胞周期调控等生理过程的蛋白质因子提供结合平台,使这些蛋白因子与它们的底物相互作用。本文主要就PCNA的功能和结构进行综述。

内掺型CCCW对混凝土自愈合及抗渗性能的影响

针对混凝土自身结构原因和外界因素产生裂缝而导致混凝土耐久性劣化及渗漏问题,探讨了两种内掺型水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)对混凝土自愈合性及抗渗性能的影响。试验采用XYPEX掺合剂内掺量为1%、2%、3%和某A添加剂内掺量1%、1.2%、1.5%的CCCW混凝土。渗透结晶混凝土微观结构形貌采用SEM分析,然后对其修复率、各力学性能及二次抗渗等进行试验分析。结果表明:内掺型渗透结晶材料对自愈合及抗渗性能最佳掺量均为1%,微观分析渗透结晶型混凝土自愈合及抗渗性能的主要影响因素是结晶体的结构形貌与晶体物质数量,两种改性渗透结晶混凝土各性能均比基准混凝土更好。

废热锅炉炉管焊接裂纹分析及改造

介绍了乙二醇厂乙二醇装置B 910废热锅炉的基本参数,分析了废热锅炉炉管焊接裂纹产生的原因,从提高焊缝形状系数以及增加线能量入手,提出了相应的修复方案,使设备投入了正常使用,可为工厂增加经济效益129万元/a。