Effect of Growth Time on Properties of GaN Micro-grains Grown by Hot-wall CVD Method

GaN microcrystalline grains were grown by hot-wall chemical vapor deposition on Si(111)substrate.These grains with diameters of 2-4 μm were detected by scanning electron microscopy.X-ray diffraction,Fourier transformation infrared transmission spectroscopy and photoluminescence were used to analyze the structure, composition and the optical properties of the samples.The results show that the microcrystalline grains are hexagonal wurtzite GaN,and the property of the grains was greatly affected by the growth time.

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

Ni/AI壹叠层薄壁筒形构件热态气压成形工艺

NiAl基合金性能优异,具有成为下一代高温结构材料的潜力。然而,难变形NiAl基合金薄壁筒形构件的成形是阻碍其应用的主要难题。本文基于叠层材料的成形-反应制备工艺,以Ni、Al箔材为原料,首先制备了Ni/Al叠层圆柱筒坏,而后完成了NiAl叠层圆柱筒坏两端扩口密封,获得了质量良好、微观组织优异的扩口叠层圆柱筒坏。最终采用热态气压成形方法,制备了Ni/Al叠层圆-方变截面薄壁构件,为Ni/Al叠层薄壁复杂异形构件的成形提供了参考。

薄壁直桶容器热流道注射模设计

以某薄壁直桶容器为研究对象,设计了1副1模4腔的全热流道注射模。该直桶结构复杂,其底部和口底都有倒扣,且直桶口部还有倒扣卡槽,本模具设计通过二次分型和四次顶出,采用前模气缸推板、后模多次顶出与强脱、气顶等方式相结合实现产品脱模。模具采用针阀式热流道进胶,能有效提高产品质量和效率,降低了注塑成本。实践证明,该模具结构设计合理,运行可靠,注塑制品能满足生产要求。模具可为同类塑料件的注塑生产提供有益借鉴。

死料柱状态对炉缸铁水环流及侧壁剪切应力的影响

采用数值模拟方法对不同死料柱状态下炉缸内的铁水流动特征进行解析,研究了死料柱的空隙度、中心恶化程度及位置对铁水环流及炉缸侧壁剪切应力分布的影响.结果表明:不同死料柱状态下,高炉炉缸侧壁的最大剪切应力均位于铁口平面下方1.5 m附近,铁口平面下方0°~20°的周向区域内炉缸侧壁剪切应力较大;当死料柱空隙度由0.2增至0.4时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.045 mPa降至6.530 mPa,死料柱空隙度的增加可有效增大铁水在炉缸内的流动空间,减缓铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀;当死料柱中心恶化区域占比由0.7增至0.9时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.492 mPa增至22.02 mPa,铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀加重;此外,死料柱浮起对减缓炉缸侧壁剪切应力无显著影响.因此,改善高炉原料和操作条件,提高死料柱空隙度和中心透液性,均能有效减缓铁水环流对炉缸侧壁的冲刷侵蚀,延长高炉寿命.

夏热冬冷地区建筑墙体霉菌滋生风险研究

建筑墙体霉菌的滋生不仅影响建筑整体美观性,还会引发室内人员呼吸道疾病和过敏症状。不同气候地区影响霉菌滋生的因素存在较大差异。本文对湖南省湘潭市某高校新建实验室墙体内表面温度和相对湿度进行连续监测,利用WUFI-Bio软件进行数据分析,评估墙体霉菌滋生风险。结果显示:当墙体内表面相对湿度高于70%时,霉菌滋生风险较大;当墙体内表面相对湿度低于70%时,霉菌滋生受温度的影响增加;当墙体内表面相对湿度低于60%时,霉菌滋生风险较低。即6月至8月中旬,被测墙体霉菌滋生风险较高。本结果可为减少建筑墙体霉菌危害,改善室内热湿环境提供一定参考。

复杂交错格栅的滤芯托架热流道注塑模具设计

针对复杂交错薄壁格栅的滤芯托架在注塑成型时极易造成困气和脱模时易变形的问题,设计了点浇口二板式热流道注塑模具。首先,对滤芯托架进行结构设计和材料成分分析,基于CAE技术,考虑复杂结构形式及注塑机吨位选择因素,确定了最佳浇口位置;其次,考虑冷却+填充+保压+翘曲过程,分析了流动前沿温度与气穴现象,通过局部结构设计和排气方式增加配合间隙,有效解决排气问题。高效的冷却回路设计缩短了冷却时间,提高了生产效率。巧妙地设计了顶出机构,七个推件块有差别布置,同时中间位置也设计了顶出机构,在顶出时保持方向一致性,解决了交错薄壁格栅结构复杂和表面积大带来的翘曲量大和体积收缩大的问题。在注塑机上开展模具工作试模,采用最优拉丁超立方方法采样工艺参数数据,依次输入注塑机面板内,寻优后得到最优工艺参数。生产实践证明,该模具结构合理,工作过程稳定可靠,可为具有交错薄壁格栅结构特征的相似结构的产品注塑模具设计提供重要参考。

基于GIOWA算子的夏热冬冷地区装配式钢结构墙体保温优化方案比选

随着建筑节能技术的不断进步,复合墙体保温系统也不断创新,复合墙体保温系统从大的方面来看,可以划分为外墙外保温系统,外墙内保温系统等,为响应国家大力发展建筑业的呼吁,其在实际应用中的适用性需要进一步研究,将优化后的装配式钢结构节能方案与未做保温方案进行适用性综合评价,结果表示对装配式钢结构复合墙体进行节能优化设计很有必要。选择GIOWA算子作为适用性评价建模方法,选定环境影响性、安全防火性、节能性、经济性、市场接受程度和墙体厚度作为外墙适用性综合评价因素,以我国夏热冬冷地区4个典型城市(重庆,徐州,南昌,遵义)为研究对象,进行方案比选,研究其在不同城市的方案适用性。结果表明:重庆地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为挤塑聚苯板作为保温材料的方案三,徐州、南昌、遵义地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为玻化微珠无机保温板作为保温材料的方案四。

高炉热风炉冷却水系统的改造与应用

莱钢两座1880m^(3)高炉原设计的热风炉冷却水量已不能满足高炉现阶段冷却需要,热风阀破损数量增多,影响到高炉的正常生产和运行效率;通过对炉体冷却系统改造,优化了热风炉冷却水系统,增加了热风阀水量、提高了水压,强化冷却后收到了良好效果,确保了高炉的稳定运行。

夏热冬暖地区光伏驱动型光催化墙节能潜力研究

为延长Trombe墙系统的运行时间,充分利用太阳能,文章提出光伏驱动型光催化Trombe墙模型,研究系统在夏热冬暖地区全年运行状况,对系统发电量,净化空气量,总节约能量变化情况进行分析。结果表明,全年总发电量为1250.16 kWh,全年总净化空气量为104209.02 m^(3),全年总节约能量为1440.01 kWh,冬夏两季系统运行性能平均值与全年平均值相比波动在20%以内,系统具有全年运行的可行性。本研究为光伏驱动型光催化Trombe墙系统在夏热冬暖地区全年运行提供理论和基础。

超期服役热壁加氢反应器损伤机理及剩余寿命评价方法

加氢反应器是加氢装置的核心设备,超期服役的加氢反应器要继续使用,应当委托有检验资质的特种设备检验机构参照定期检验的有关规定对其进行检验,必要时需进行合于使用评价,因此,如何判断超期服役加氢反应器的剩余寿命至关重要。该文结合历年国内外典型热壁加氢反应器的损伤情况,对加氢反应器可能存在的损伤机理进行研究,并从回火脆化、氢脆、缺陷及蠕变四个方面进行安全性分析,获得剩余寿命评估方法及防控措施。

风沙流环境地表剪切力测量

地表剪切力是风沙运动的关键驱动力,在风沙运动研究中非常重要,但目前针对风沙流环境地表剪切力的实验测量却较为匮乏,已经成为风沙运动研究深入发展的瓶颈。本文介绍了一种基于热膜技术的适用于风沙流环境地表剪切力精确测量的方法,使用热膜传感器和二维热线探头对净风条件下的地表剪切力进行了测量,结果显示:热膜传感器对地表剪切力有较好的响应,其与二维热线探头对摩阻风速的测量结果相差小于6.6%。热膜传感器对方柱绕流条件下地表剪切力的测量结果与OpenFOAM数值模拟结果具有较好的一致性,进一步证明了热膜传感器测量地表剪切力的可行性。热膜传感器的沙粒撞击实验结果表明:沙粒撞击对热膜信号的影响可以忽略,在风沙流环境中可以采用热膜传感器对地表剪切力进行有效测量。基于该技术测量了风沙流环境地表剪切力沿流向的空间分布特征,采用实测方式获得了风沙流环境地表剪切力的空间分布规律。

34CrNiMo6曲轴热成形工艺研究及优化

为提高某八缸曲轴的锻造成形质量,获得材料最佳热加工工艺窗口,提高材料利用率,首先通过等温压缩实验获得了34CrNiMo6钢在不同温度和应变速率下的流变数据,并通过Hansel-Spittel模型进行了多元线性回归近似,获得了34CrNiMo6钢的高精度本构模型。等温压缩实验表明,当应变速率较低、温度较高时,随着应变的增加,应力逐渐上升,到达峰值后缓慢下降并趋于平稳。这是高温下材料的动态回复、动态再结晶软化行为与加工硬化行为共同作用的结果。当应变速率较高、温度较低时,随着应变的增加,应力逐渐上升并趋于平缓。这是由于应变速率较大时,材料发生有限的动态再结晶,其软化效果有限。其次,通过对Hansel-Spittel模型进行微分处理得到了34CrNiMo6钢的热加工图,热加工图表明:在温度为1350 K,应变速率为0.001 s^(-1)时能量耗散率较大,在该温度和应变速率下进行热加工时,材料具有较高的热加工稳定性,其动态回复、再结晶完全,能得到细小均匀的组织。最后基于Hansel-Spittel模型、热加工温度和应变速率,通过有限元仿真技术分析了坯料尺寸和阻力坎、沟结构对成形效果的影响,发现通过增加阻力坎、沟可在保证锻件无锻造缺陷的前提下,使材料利用率从65%提高到78%,并经过生产试制验证了锻造温度、锻造速率、坯料尺寸和阻力坎结构的设计合理性。

GLARE层板热态气压成形工艺参数影响规律研究

以玻璃纤维增强金属层合板(GLARE)为对象,研究单曲率GLARE层板的热态气压成形性能。分别针对热固性和热塑性树脂基GLARE层板,以成形试件的壁厚分布和成形深度为表征参数,试验探究了温度和压强2个关键工艺参数对不同树脂基体GLARE层板热态气压成形性能的影响机理和规律。结果表明:成形温度过高会使得2类树脂均发生分解失效,导致层板出现分层、破裂等缺陷;高温下熔融状态树脂的流动性增加,上下层板的挤压使其沿径向向外流动,使得试件中心厚度减小;同时,压边圈的压力作用引发树脂堆积,使得圆角区域层板厚度增加。温度为110~140℃时,热固性树脂基GLARE层板成形质量良好,试件贴合模具的最低压强为4 MPa;温度在170~200℃区间内时,热塑性树脂基GLARE层板成形质量最优,试件贴合模具的最低压强为3 MPa。

航空发动机燃烧室壁面“热斑”对热障涂层失效的影响

航空发动机燃烧室壁面热障涂层的脱落直接影响着相关部件使用寿命,其重要原因是“热斑”环境下涂层的局部烧结使得涂层内具有更复杂的应力状态,从而产生新的失效模式。采用ANSYS稳态流场与ABAQUS瞬态耦合对瓦片涂层系统进行分析,并借助断裂力学与实验方法对涂层的开裂规律进行表征,结果表明涂层具有升温350℃的“热斑”表面温度场与139 MPa的内部集中剪应力,并受此影响在“热斑”边缘区域优先发生以I型载荷为主导的面内复合型开裂失效。

小口径管焊接坡口取消内壁机加可行性研究

常规电站锅炉的过热器、再热器、省煤器中由于单根半元件管子长度较长,因此存在大量管子对接焊口。而目前国内生产的管材存在壁厚不均的现象,工艺上多采用对管子内壁进行机加的方式,以避免管子由于来料壁厚不均导致的焊接错边等问题的产生。本文通过优化工艺流程,调整焊接参数的方法,研究取消热丝TIG焊前两端管子内壁机加的可行性。

AZ31镁合金薄壁管热油恒温胀形数值模拟研究

利用Dynaform有限元模拟和成形实验相结合的方式,研究AZ31镁合金薄壁管在热油恒温条件下的胀形性能,并探索一种适合镁合金薄壁管热油胀形的工艺。结果表明,在管材厚度2 mm和推头力4 kN条件下,成形温度200℃能获得破裂倾向小,成形状态良好,胀形区直径为29.1 mm的成形件。模拟的成形规律与实验结果吻合度较高。

基于多元线性回归的烘丝出口水分影响因素的研究

在制丝生产线中滚筒式烘丝机是关键设备之一,通过干燥方法来去除叶丝或梗丝中的水分,使其含水率从18%左右下降至13%左右,同时含水率允差控制在±0.5%以内,满足卷烟工艺技术要求。采用多元线性回归分析方法,通过对烘丝入口水分稳定变化下适时调整烘丝风速,以达到稳定出口水分数据的分析,计算出出口叶丝含水率与HT入口烟丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度的回归方程。通过试验验证得出,在实际制丝线生产过程中,当HT入口水分发生变化时,按照该方程可以有效指导热风风速的调整。

基于CAE的复杂薄壁抑爆球热流道模具设计

针对薄壁抑爆球在注塑成型时极易造成困气和脱模时易变形的问题,设计了一模八腔的点浇口二板式热流道注塑模具。首先,基于CAE分析确定了抑爆球的最佳浇口位置,在此基础上综合考虑产品尺寸、现有生产条件以及生产效率等因素设计了其浇注系统和冷却系统,并应用CAE分析技术验证了其合理性;其次,为便于排气,解决薄壁抑爆球在注塑时易产生困气导致欠注的问题,巧妙地设计了拼合式的动模型芯镶块和定模型芯镶块,利用镶块之间的配合间隙进行有效排气;由于产品壁薄且多隔板,在动模侧均匀布置四根扁口顶杆和四根圆顶杆,平稳顶出产品的同时减少了其变形量;而后,应用UG对复位机构和模具其他辅助机构进行了分析设计,完成了抑爆球热流道注塑模具的设计;最后,经实际生产验证,该模具结构合理,工作过程稳定可靠,可为具有薄壁特征的相似结构的产品注塑模具设计提供有益借鉴。

衡钢高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因浅析

衡钢1号高炉大修投产后不到2年,炉缸个别点温度最高上升到900℃左右,危及安全生产,被迫停炉中修。停炉后观察发现,炉缸炉底呈“象脚状”侵蚀,炉缸第1层炭砖侵蚀严重,最薄弱处炭砖残余厚度仅240mm,从残铁口扒渣门两边炉缸第7~9层炭砖中部可见明显的环裂缝。认为1号高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因主要是:(1)高冶炼强度操作,且炉缸直径偏小,致使炉缸铁水环流强;(2)炉缸炉底耐材部分指标不达标;(3)炭砖冷面与冷却壁之间的炭素捣打料层存在气隙;(4)Pb、Zn及碱金属等有害元素控制不力;(5)铁口深度合格率低。