氧化锆零件激光选区烧结/冷等静压复合成形技术

氧化锆陶瓷材料以其优异的性能在工业生产中具有极大的应用前景,但由于脆性大、硬度高等原因,复杂形状氧化锆零件往往难以成形和加工。为了获得复杂形状氧化锆陶瓷零件,通过溶剂沉淀法将粘接剂尼龙12覆膜至纳米氧化锆粉末的表面,然后对覆膜后的粉体进行激光选区烧结(Selective laser sintering,SLS)成形,并通过传统的冷等静压(Cold isostatic pressing,CIP)技术对SLS零件进行致密化处理,同时满足氧化锆初坯成形时形状复杂度和密度的要求。通过试验得出在激光能量密度为0.415 J/mm2时,获得的SLS陶瓷件密度较大,对不同激光能量密度制备的SLS陶瓷件进行保压压力为200 MPa的冷等静压致密化处理,根据热脱脂机理以及粘接剂的TG曲线,分别制定了SLS/CIP试样的热脱脂工艺,最后对脱脂试样进行高温烧结,在后续处理的各环节,氧化锆零件的密度仍受SLS成形的影响,但该影响逐渐减弱,SLS/CIP/FS成形件最大相对密度和维氏硬度分别达到了97%和1180 HV1,已接近'模压-烧结'的致密氧化锆陶瓷的性能,在试样断口的扫描电子显微镜(SEM)分析基础上,对氧化锆复合成形的微观演变进行了研究。虽然最终烧结件密度和硬度仍有待提高,但是提出了一种极具潜力的氧化锆零件近净成形工艺方法,为制造高性能复杂形状的陶瓷零件奠定了基础。

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。

波动水压参数对灌水器水力性能影响试验

针对低压灌溉系统虽然可以节省电能但却容易发生堵塞的不利情况,将原来恒定不变的水压改变为按照一定频率和振幅波动的动态水压模式,以期增强低压运行时滴灌灌水器的抗堵塞能力。以基础水压、波幅和波动周期为变量参数来设计工作水压的波动模式,通过正交方式实施波动参数与流量特性试验,分析了3种波动参数对灌水器流量的影响规律,结果表明基础水压对灌水器流量的影响最大。

镁合金液除气工艺参数的优化

利用镁合金快速定量测氢仪研究了通Ar除气对AZ91镁合金熔体除气处理的效果，以及通Ar流量、通Ar时间及精炼温度三因子对精炼效果的影响。运用正交试验方法找到了通Ar除气工艺的最佳工艺参数匹配，即通Ar流量为1～1．5L／min，通Ar时间为20～25min，镁液温度为725～750℃。揭示了主要工艺参数对镁合金熔体净化的影响规律。

等离子熔射制备梯度功能MOLB式SOFC及其复阻抗分析

采用一种融合功能梯度材料设计思想与快速原型制造等离子熔射与机器人数字化成形技术于一体的新方法,借助自主研发的梯度功能送粉系统,多层连续熔射快速制造立体结构MOLB(mono-block layer built)式固体氧化物燃料电池SOFC(solid oxide fuel cell)三合一电极PEN(positive electrolyte negative)部件。分析了PEN部件的成分、微观组织和阳极、阴极孔隙率的连续梯度变化规律,并利用复阻抗技术对其进行导电性能测试。结果表明,采用该方法能够获得含有成分、组织呈连续梯度变化的功能涂层的SOFC核心部件PEN;与不含有梯度层的PEN相比,不仅提高电极与电解质间的匹配性,改善电极孔隙率及其分布;而且大幅度减小功能梯度PEN部件界面接触电阻,有助于提高SOFC的电性能。

由硅酸盐体系高温反应机制探求改善水玻璃砂性能的方法

铸造用水玻璃砂遇高温金属液作用而发生化学及物理反应，属硅酸盐体系下的高温反应。从化学反应原理出发，分析了硅酸盐体系高温下反应机制，探求了降低水玻璃砂高温残留强度的改性材料，从水玻璃改性和原砂改性两方面试验研究了改性粉末材料对水玻璃砂的改性效果。结果表明，当生成物为K[A1Si3O8]（即钾长石）时，其熔点高、膨胀系数大，在高温下不易与水玻璃膜融合而形成均匀的陶瓷釉质膜，有利于改善水玻璃砂的溃散性。借助扫描电镜对改性与否的水玻璃砂高温残留强度砂样的微观形貌，进行了分析对比。

并行双光束激光焊接匙孔瞬态振荡和熔池流动行为数值模拟——I.模型的建立和匙孔瞬态行为

建立了并行双光束激光焊接匙孔瞬态振荡和熔池流动行为的三维数学模型,模拟了并行双光束激光焊接过程中匙孔瞬态行为.结果表明,并行双光束激光焊接过程中,匙孔形貌演化过程复杂,其深度随时间的变化具有阶段性和一定的周期性;深度的振荡频率与单光束激光焊接在数量级一致,可达到数千赫兹;焊接速度增大,匙孔深度振荡的振幅将减小,当焊接速度增大到一定程度时,匙孔甚至可能处于稳定状态;光斑间距过大或者过小,匙孔深度振荡的振幅将变大;光斑间距太大时,熔深存在着较大的起伏.