Tl-1223高温超导薄膜在蓝宝石单晶基片上的生长和性能研究

本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO_(2)缓冲层和Tl-1223超导薄膜,研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示,蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构,同时基片的晶体质量得到了改善;本文所制备的CeO_(2)缓冲层和Tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向,而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示,生长良好的Tl-1223超导薄膜呈层状结构,表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下,测得所制备Tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K,临界电流密度Jc(77 K,0 T)约为1.3 MA/cm2。

多组元金属粉末选区激光烧结三维瞬态温度场模拟

利用Ansys有限元软件,建立了多组元金属粉末选区激光烧结过程中三维瞬态温度场计算模型。在考虑了相变潜热、辐射对流和随温度变化的热物性参数条件下,使用APDL参数化语言实现了高斯热源的施加和热源按一定速率的移动。通过该计算模型可掌握成形过程中烧结温度场随时间的变化规律,进而控制多组元金属粉末选区激光烧结成形机制,避免"球化"效应、翘曲变形等缺陷,为合理选取激光工艺参数提供理论依据。对Ni和Cu-10Sn多组元混合粉末进行了选区激光烧结实验,验证了模拟结果的正确性。

直接金属选区激光烧结热应力场有限元模拟

在考虑随温度变化而变化的热传导、比热容等热物性参数的作用下,建立了直接金属多道烧结的三维有限元分析模型。采用先进行温度场分析、再进行应力场分析的间接热力耦合策略。模拟结果显示,随着烧结过程的进行,由于已烧结部分的影响,最大热应力有减小的趋势;在扫描烧结道的前方有比后方更大的应力分布,这与实验结果相吻合。

基于材料性质转换的金属粉末直接选区激光烧结温度场数值模拟

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件,建立金属粉末直接选区激光烧结过程的温度场有限元分析模型。模型中考虑了粉体一实体转化过程中热导率等物理性质随温度的非线性变化规律。对于表面对流和辐射散热条件,采用修正系数的方法,考虑激光冲击加热作用引起的极大温度梯度的影响。同时还采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质,以考虑激光烧结过程中的局部热源输入作用。对采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质的方法和不采用此方法进行模拟对比研究,结果表明：前者在烧结开始时在光斑中心附近具有极大的温度梯度,这与试验结果一致；前者热传播的主要范围集中在已烧结区域,而后者热传播的范围则是整个粉床：前者进入稳态烧结后光斑中心温度变化趋于平缓,而后者的光斑中心温度一直持续上升。这主要是由于已烧结部分的材料热导率比未烧结部分的粉末高约100倍造成的。

尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形

通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料,并制备了机械混合尼龙12/铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜(SEM)对两种粉末材料的微观形貌进行了观察,对两种粉末的选择性激光烧结(SLS)成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明:尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀,无裸露Cu粉存在,而机械混合尼龙12/铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下,尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12/铜复合粉末SLS成形件的两倍以上,翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12/铜复合粉的SLS成形件。

烧结温度对NdFeB磁体组织与性能的影响

采用速凝薄带加氢破碎法制备了烧结NdFeB永磁体,通过光学显微镜、扫描电镜以及AMT—4磁学特性测量仪表征了磁体的组织和性能,考察了烧结温度对磁体组织和性能的影响规律。结果表明:随着烧结温度的升高,磁体的致密度升高,剩磁、矫顽力、最大磁能积先增大后减小,其原因是随着烧结温度的升高,主晶相晶粒长大,富钕相分布更加均匀;当烧结温度超过某一值时,磁体的组织不均匀,富钕相发生团聚。

高温快速热处理法制备梯度多孔硅化物-玻璃涂层及性能研究

以MoSi_2和TaSi_2为辐射剂、硼硅酸盐玻璃为黏结剂、SiB_6为烧结助剂,采用料浆浸渍结合高温快速热处理法在纤维状ZrO_2陶瓷表面制备梯度多孔硅化物-玻璃涂层。通过X线衍射仪(XRD)表征涂层表面物相组成;采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)表征涂层的微观形貌。测试硅化物-玻璃涂层的抗热震性能和辐射性能。结果表明:涂层呈现出表面密实和内部多孔的梯度多孔涂层结构。在1 500℃到室温抗热震循环10次后,涂层表面无裂纹,比多孔结构涂层具有更优异的抗热震性能。硅化物-玻璃涂层在0.3~2.5μm波段室温发射率达0.85。

烧结温度对团聚高温快速烧结WC-10Co-4Cr粉末及其HVOF涂层性能的影响

本实验采用团聚高温快速烧结法制备了WC-10Co-4Cr复合粉末,并用超音速火焰喷涂技术在钢基体上制备涂层,研究了烧结温度对WC-10Co-4Cr复合粉末以及涂层微观组织和耐磨性能的影响。结果表明:随着烧结温度从1250℃升高至1450℃,团聚高温快速烧结法制备的WC-10Co-4Cr复合粉末致密度增加,平均粒度减小,粉末均匀性降低;随着粉末烧结温度的升高,超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的孔隙和缺陷增多,耐磨性能减弱,涂层磨损机制从粘结相的微切削变成剥层磨损。