基于逆向工程的再制造零件表面缺陷模型设计

以一典型零件叶片为例,利用逆向工程软件Geomagic,分别对缺陷零件和完整零件进行点云数据处理、面体封装、实体建立,得到两对比零件的CAD模型。通过UG的二次开发,将缺陷模型与完整零件进行比对,得出缺陷部分的三维实体模型。与传统方法相比,该方法实现了再制造零件缺陷模型的数字化,为再制造生产中目标修复用量提供了更加准确的参考值,对于企业控制成本、节约资源等方面具有很强的实践指导意义。

Ni60A粉末激光再制造的基础实验研究

以激光熔敷中常用的Ni60A合金粉末和45钢为研究对象,研究了单道与10道熔覆、单层和多层熔覆的所得熔覆层的组织与显微硬度差别。结果表明：10道熔覆层的组织不仅比单道熔覆层更复杂些,而且均匀性也没有单道熔覆层组织好;随着层数的增加,熔覆层的硬度依次降低。

重熔对超高速激光熔覆Fe基涂层组织性能的影响

采用中心送粉式超高速激光熔覆方法在Q460钢基体制备Fe基合金涂层,并对涂层进行激光重熔处理,之后利用激光共聚焦(LCSM)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站、显微硬度计、摩擦磨损仪分析重熔前后熔覆层的宏观形貌、微结构及性能。同时,利用COMSOL软件模拟熔覆和重熔过程涂层热场分布。结果表明:中心送粉式超高速激光单次熔覆可成形微米级厚的Fe基涂层,涂层无裂纹、孔洞等缺陷,稀释率仅为6.82%;重熔后的涂层平整度增加且近表面晶粒明显细化,沿生长方向呈梯度结构;重熔样品具有更高的耐腐蚀性,硬度提高约33%,表现出更优的耐磨性;模拟发现,重熔过程中涂层表面的温度梯度明显高于涂层内部,导致涂层梯度结构的形成,涂层表面晶粒细化有利于其表面耐蚀耐磨综合性能的提升。

枝节直波导与开口方环耦合谐振腔的Fano谐振特性研究

本文构建了一个枝节直波导与带开口方环耦合谐振腔.基于金属-绝缘体-金属结构的Fano谐振原理,采用有限元法分析了该波导结构的透射谱线对谐振腔结构参数的依赖关系.在开口方环与直波导间距G=90 nm,枝节高度H=140 nm时,该谐振腔结构中可以产生中心波长分别为λ=746 nm和1521 nm具有反对称线型的双重Fano共振透射峰.研究表明:左侧谐振峰值先随H增高而升高,至H=140 nm达到最大值,之后随H增高峰值缓慢减弱,直至消失.右侧谐振峰值则几乎不受H变化影响.传输谷受H影响最大,随着H增大,枝节谐振腔的传输谷向长波长方向移动,而右侧两个传输谷基本保持不变.当H=210 nm时,左边Fano谐振完全消失,只剩下右边的谐振,且谐振峰基本保持不变.设置参数化扫描,观测Fano谐振的变化,在波长1500 nm~1700 nm之间,设置最佳参数,经拟合计算得到该谐振耦合腔可以作为一个灵敏度S为1496 nm/RIU,FOM=60.1的折射率传感器.该结构可以为纳米级折射率传感器设计提供有效依据.

ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能

在ZL101A铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等研究了该陶瓷层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3相组成,其层厚约60μm,表层疏松、内层致密;该陶瓷层的平均硬度为1 740.9HV,远高于ZL101A铝合金的150.2HV,摩擦因数与磨损质量损失均小于ZL101A铝合金的,其磨损机理主要为磨粒磨损。

二硫化钼的表面改性及其应用研究进展

二硫化钼(MoS_2)独特的三明治夹层结构使其具有优良的润滑、催化等性能,在摩擦、润滑剂以及催化领域中有很大的潜力。本文在介绍二硫化钼润滑机理的基础上,对其表面改性的研究情况进行了综述,包括表面有机包覆、沉淀反应包覆、插层改性等;同时总结了二硫化钼目前的应用领域,如作为自润滑薄层、插层电池、高效氢化脱硫催化剂等,并展望了其未来的研究方向。

激光选区熔化AlSi10Mg表面微弧氧化及其耐磨耐蚀性

为了提高轻质合金3D打印的耐磨、耐蚀性能,对激光选区熔化(SLM)铝合金(EOS:AlSi10Mg)打印成形后进行表面微弧氧化。采用应力分析仪、扫描电子显微镜、高温摩擦磨损、中性盐雾试验箱等设备,进行了残余应力测试,微观组织分析,摩擦磨损和腐蚀性能试验。结果表明,3D打印铝合金试样直接进行微弧氧化,由于残余应力(200MPa左右)较大,微弧氧化时表面氧化反应过程中促进了应力释放,使微弧氧化层加剧产生粗大裂纹;对打印后试样进行去应力热处理后,微弧氧化后表面仅见少量微小的工艺扩展裂纹。去应力后的微弧氧化层表面,平均摩擦因数由0.545降低到0.441,腐蚀环境后的抗腐蚀等级由9级提高到10级,证明3D打印激光立体成形热应力对成形零件的微弧氧化工艺性能影响较大。

镁合金表面有机防腐导电涂层的制备及性能研究

目的通过在AZ31镁合金表面微弧氧化陶瓷层上制备有机导电涂层,实现其既防腐又导电的功能。方法加入无机导电炭黑制备涂料体系,在前期制备的微弧氧化层表面,应用刮涂法制备不同配比的有机防腐导电涂层。采用场发射电子显微镜观察涂层的微观形貌,用电化学方法测试涂层耐蚀性,用双电侧四探针测试仪测量涂层电阻值。结果有机物中添加无机导电炭黑颗粒,对材料形貌有较大影响,随导电颗粒的添加,涂层表面质量下降,出现较多裂纹。与只有微弧氧化涂层的材料相比,其腐蚀电位提高了0.6~0.68 V。导电炭黑能有效地改善涂层的导电性,当炭黑添加量为10%时,涂层的平均电阻仅为70?。结论有机涂层由于封孔和惰性反应作用,能进一步提高微弧氧化涂层的耐蚀性,由于导电炭黑颗粒的隧道效应及导电网络作用,使得涂层导电性大幅提高。

表面多孔化Bi_(2)Te_(3)柔性薄膜的制备及热电性能研究

柔性热电器件能够满足复杂环境的热量收集和转化需求,是目前研究的重要方向之一。但受制于材料电/声输运性能的强关联作用,柔性热电器件的能量转化效率仍然较低。以聚酰亚胺为柔性衬底,采用磁控溅射的方式制备Bi_(2)Te_(3)柔性热电薄膜,并通过退火对薄膜表面进行改性。结果表明,高温退火能够诱导Bi_(2)Te_(3)薄膜表面产生多孔化结构,且孔隙密度和尺寸可通过退火工艺调控;多孔结构对薄膜的电/声输运性能具有协同优化作用,薄膜热导率较退火前降低约50%,Bi_(2)Te_(3)柔性薄膜的热电优值显著提升。

二硫化钼表面改性及其摩擦性能研究

本文在介绍二硫化钼性质的基础上,综述了对二硫化钼表面改性的方法,采用了硅烷偶联剂(KH-792)活性剂对二硫化钼的表面进行了改性,使其在二硫化钼粉体表面形成带有氨基的活性基团。同时,通过测定红外光谱、X射线光电子能谱分析(XPS)、表面张力等的测定来研究其改性前后性质,将改性后的二硫化钼(NH2-MoS2)对双马来酰亚胺(BMI)树脂进行改性,制备出NH2-MoS2/BMI纳米复合材料,并对该复合材料进行力学性能的研究和摩擦学性能的研究。

热处理工艺对Al-Cu-Mn-Mg合金微观组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计和电子拉伸试验机等研究了热处理工艺对Al-5Cu-0.7Mn-0.35Mg合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金的微观组织主要由α-Al基体、Al_(2)Cu(θ)相、θ+T(Al_(20)Cu_(2)Mn_(3))和θ+S(Al_(2)CuMg)共晶组织构成。在固溶处理过程中,晶界处的初生θ相溶解,在后续的淬火过程中,T相析出;随着固溶温度的升高,合金的硬度曲线呈现双峰现象,随着固溶时间的延长,显微硬度先增大后减小。时效温度越高,到达峰时效的时间越短,峰值硬度越高;在时效处理过程中,显微硬度值先快速增加达到硬度峰值,之后缓慢下降逐渐趋于稳定。Al-Cu-Mn-Mg合金的最佳热处理工艺为525℃固溶处理12 h+175℃时效处理6 h,此时合金的显微硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为145.6 HV0.2、498.2 MPa、325.4 MPa和18.5%。

定边油田注水区CO_(2)/O_(2)对J55油管钢腐蚀行为的影响研究

为明确定边油田注水区油井采出液中含有的大量侵蚀性CO_(2)和O_(2)对油管钢腐蚀行为的影响,并揭示其腐蚀特征,通过动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试方法,结合现场腐蚀挂环监测方法,研究了油田注水区J55油管钢在模拟油井采出水以及饱和CO_(2)/O_(2)模拟油井采出水中的电化学腐蚀行为,通过失重法计算了试样的腐蚀速率并分析了试样的腐蚀形貌特征和产物成分。结果表明:CO_(2)和O_(2)促进了阴极去极化作用,饱和CO_(2)/O_(2)显著增加了J55油管钢的腐蚀电流密度;环境温度的升高加速了反应动力学,使得腐蚀电流密度显著增大,但弱化了CO_(2)和O_(2)的侵蚀作用;25℃时试样在含饱和CO_(2)/O_(2)模拟油井采出水环境中的低频区出现了感抗特征,60℃时试样在2种介质环境中的低频区均呈现Warburg扩散阻抗特征;现场油井上部油管比下部油管的腐蚀程度轻,腐蚀产物主要为铁的氧化物以及氢氧化物。

杂质Fe和Si对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了杂质Fe和Si对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:当合金含有0.20 mass%的杂质Fe时,凝固过程中形成的富Fe相为Al_(7)Cu_(2)(FeMn),与不含杂质Fe时相比,合金的力学性能略有下降,但仍具有良好的塑性。当合金含有0.20 mass%的Fe和0.20 mass%的Si时,热处理后合金中存在两种富Fe相,Al_(7)Cu_(2)(FeMn)和Al_(15)(FeMn)_(3)(SiCu)_(2)相,但Al_(7)Cu_(2)(FeMn)相居多。此外,含有杂质Fe和Si的合金凝固终了时在晶界处形成低熔点共晶组织(Al+Al_(2)Cu+Mg_(2)Si),导致合金在热处理过程中发生过烧现象。与仅含杂质Fe元素的合金相比,同时含有Fe和Si时合金的抗拉强度变化不大,但屈服强度增加了51.6 MPa,伸长率由15.4%大幅下降至6.0%。

SiC/ZrO_(2)复合陶瓷的摩擦磨损性能研究

采用真空热压烧结技术制备SiC/ZrO_(2)复合陶瓷,利用SiC氧化后能愈合裂纹的特性,将复合陶瓷热处理后利用球盘式摩擦磨损试验机进行耐磨性能测试,分析SiC对复合陶瓷摩擦磨损性能的影响,测试复合陶瓷摩擦系数、磨损率,观察复合陶瓷表面形貌、元素分布及分析物相。结果表明,SiC/ZrO_(2)复合陶瓷经过热处理后,表面出现熔融态物相,摩擦系数有下降趋势,但表面气孔的出现及粗造度的增加导致磨损量增加,磨损机制为脆性断裂引起的断裂磨损和磨粒磨损。

环氧树脂的开发及其在电子电器材料中的应用研究进展

环氧树脂材料具有质量轻、造价低、易于规模化生产等特点,兼具较高的强度、耐腐蚀性和绝缘性能,在电子电器材料中得到广泛的应用。在介绍环氧树脂性能的基础上,对其开发情况进行了综述,包括无机共混改性、有机共混改性、化学合成改性等,同时总结了环氧树脂在电子电器材料领域中的应用进展,并展望了其未来的研究方向。

阻燃高分子材料的开发及其应用研究进展

在介绍阻燃高分子材料开发的基础上,对阻燃高分子制备的研究情况进行了综述,包括分子内杂化阻燃高分子、添加机型阻燃高分子等,同时总结了阻燃高分子的应用范围,并展望了其未来的研究方向。

基于单片机控制的智能路灯控制系统设计

以STC89C51单片机作为控制芯片,利用光敏电阻的特性,根据光线强弱的不同传送给单片机不同的信号,再结合声音传感器、红外光电传感器和红外人体识别传感器将检测到的信息传送给单片机,在单片机中经过相关运算处理,给出路灯亮、灭的信号。当路灯出现故障时,系统会发出报警指令,通过声光报警电路向外释放声光报警信号,并经过光敏电阻探察之后,通过数码管指出故障路灯的具体位置。通过搭建硬件电路,将实物在不同环境下进行多次实验测试,经验证该设计可以有效地实现路灯的智能通断,从而有效地减少电力能源的损耗,实现对路灯的人性化控制,达到了节能的目的。

基于机器视觉的火车驾驶员动态手势识别方法

为快速准确识别火车驾驶员动态手势,提出一种基于机器视觉的动态时间规整算法。采用Kinect视觉传感器提取手势深度信息,结合人体骨骼节点信息,通过选取合适的深度距离阈值将手势图像信息从背景中分离出来。基于支持向量机(SVM)算法对分割后的手势图像进行识别并对手势规范性进行评价。利用图像深度数据以及驾驶员骨骼数据得到手臂骨骼节点的运动序列,结合动态时间规整(DTW)算法进行动态手势最优匹配,得到动态手势识别和评价结果。模拟场景数据测试实验表明:在可靠性和稳定性方面,所提出的方法优于传统的方法。此外,该方法能够实时实现和准确得分。

激光重熔对高速激光熔覆Ni625合金涂层组织和耐蚀性的影响

利用高速激光熔覆在2Cr13钢基体表面制备了Ni625合金涂层,并对涂层进行了激光重熔处理。采用粗糙度仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线残余应力仪、电化学工作站及盐雾试验等分析了激光重熔前后涂层的宏观形貌、微观组织、残余应力及耐蚀性能。结果表明:激光重熔后,涂层表面粗糙度降低到1.76μm,降幅达86%,熔覆层更趋致密且表面平整度提升明显;激光重熔后涂层近表面区域的树枝晶间距减小,晶粒明显细化,重熔后熔覆层中的物相不变,主要由γ-(Ni,Fe)韧性相、Cr_(2)Ni_(3)相及少量M_(23)C_(6)硬质相构成;重熔前后涂层表面均为压应力,重熔态涂层表面的残余压应力水平略有下降;重熔态涂层的自腐蚀电位比基体提高约0.243 V,比熔覆态涂层提高约0.121 V;基体、重熔前后涂层试样的容抗弧半径和阻抗模值依次增大;经过96 h盐雾腐蚀试验后,重熔态涂层的质量损失率与基体和熔覆态涂层相比分别降低了94.1%和66.8%;分析认为重熔态Ni625涂层耐蚀性的提高归因于激光重熔处理后涂层表面致密性的增加和晶粒的细化。

激光诱导硬币等离子体特征参数的研究

利用1064 nm调Q Nd:YAG激光诱导产生壹圆硬币等离子体,为了提高等离子体特征参数的求解精度,利用改进型迭代Boltzmann算法,建立镍原子谱线(225.47 nm、303.19 nm、304.50 nm、323.30 nm、339.29 nm、491.84 nm、495.32 nm、500.03 nm、501.76 nm)的Boltzmann图,计算得到硬币等离子体电子温度为28144 K.通过测量镍原子谱线341.48 nm的Stark展宽,得到硬币等离子体的电子数密度为8.6×1017cm-3.基于实验结果,证明激光诱导硬币等离子体满足局部热力学平衡模型.