电弧增材制造技术研究现状及展望 被引量：21

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作者 田根 王文宇 +3 位作者 常青 任智强 王晓明 朱胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期23131-23141,共11页

电弧增材制造技术以其成形速度快、材料利用率高、生产成本低等优势,在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域已取得广泛应用。本文首先介绍了电弧增材制造在质量调控方面的发展现状,包括工艺参数、基板和层间温度以及保护气体;其次,结合... 电弧增材制造技术以其成形速度快、材料利用率高、生产成本低等优势,在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域已取得广泛应用。本文首先介绍了电弧增材制造在质量调控方面的发展现状,包括工艺参数、基板和层间温度以及保护气体;其次,结合国内外最新研究成果,论述了沉积路径的发展情况,并对成形件的力学、疲劳、腐蚀性能进行了分析,介绍了电弧增材制造技术在大型化、整体化零部件制造中的典型应用;最后总结了电弧增材制造面临参数动态监测技术尚不成熟,成形工艺优化不够系统,标准制定不足,疲劳和腐蚀机理研究不够等主要挑战,并对其未来的发展趋势给出了相关建议,即建立参数控制数据库、开发新型材料、建立工艺流程库、完善软硬件系统等。 展开更多

关键词 电弧增材制造 质量调控 沉积路径 性能评价 典型应用

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航天铝合金变极性等离子弧焊焊接接头的腐蚀与疲劳交替研究

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作者 高冲 董丽虹 +3 位作者 王海斗 李斌 吕晓仁 聂佳鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期141-147,共7页

随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲... 随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲劳交替工况下疲劳寿命的影响。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对其断口进行表征,分析了腐蚀与疲劳交替后焊接接头的损伤特性。结果表明,随着单位腐蚀时间的延长,腐蚀与疲劳交替寿命呈现先下降后平稳的趋势。这主要归因于腐蚀会钝化疲劳裂纹尖端,形成新的点蚀坑,同时钝化疲劳过程中的侵入/挤出和微裂纹降低了表面应力的集中程度,使疲劳寿命相对延长,从而反映出寿命保持稳定的状态。其中,断裂位置均处于热影响区,这主要因为焊接热影响区耐腐蚀性差,易造成严重腐蚀损伤,较大的腐蚀坑引起严重的应力集中,从而加速裂纹萌生。 展开更多

关键词 5A06铝合金 变极性等离子弧焊(VPPAW) 腐蚀与疲劳交替 盐雾腐蚀

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红外抗反射微纳结构刻蚀制备研究进展

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作者 李雪伍 王红星 +3 位作者 郭伟玲 邢志国 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期162-171,共10页

“蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管... “蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管和军事隐身等领域有广阔应用前景。本文梳理不同微纳结构抗反射原理,并对红外抗反射结构的不同刻蚀制备方法及其应用进行综述,总结了化学刻蚀、反应离子刻蚀、超快激光刻蚀等红外抗反射结构制备方法的特点以及对抗反射性能的影响,阐述红外抗反射结构在红外探测、红外热成像和隐身等方面的应用,并对抗反射结构制备方法研究方向与未来前景进行展望。 展开更多

关键词 抗反射结构 红外 微纳结构 刻蚀制备

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电压对纯铝板陶瓷膜层显微组织及其性能的影响

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作者 阳建君 陈罗威 +3 位作者 范才河 吴琴 欧玲 王襁平 《包装学报》 2024年第1期34-47,共14页

分别采用恒定电压和阶梯电压在纯铝板表面制备陶瓷膜层,研究不同电压模式对陶瓷膜层组织和性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学工作站等,研究纯铝板表面陶瓷膜层的微观形貌、物相、显微硬度和耐腐蚀性能,... 分别采用恒定电压和阶梯电压在纯铝板表面制备陶瓷膜层,研究不同电压模式对陶瓷膜层组织和性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学工作站等,研究纯铝板表面陶瓷膜层的微观形貌、物相、显微硬度和耐腐蚀性能,并分析陶瓷膜层形成机理。结果表明:纯铝板表面陶瓷膜层是非晶态Al2O3相,与恒定电压相比,采用阶梯电压制备的陶瓷膜层孔洞、裂纹等缺陷较少。恒定电压和阶梯电压为26 V时,陶瓷膜层显微硬度均达到最大,分别为520.2 HV和570.2 HV。阶梯电压为26 V时,陶瓷膜层耐腐蚀性能最佳,自腐蚀电位和极化电阻分别为-0.429 V和113173.9Ω。采用阶梯电压在纯铝板表面制备陶瓷膜层时,每次电压升高都会加速化学反应速率,在纯铝板表面生成致密均匀的内部阻挡层,从而提高陶瓷膜层的显微硬度和耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 纯铝板 陶瓷膜层 阶梯电压 显微组织 耐腐蚀性能

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原位合成的钛合金@CNTs粉体SPS制备TiC/Ti复合材料的微结构与性能

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作者 白云官 吉小超 +3 位作者 李海庆 魏敏 于鹤龙 张伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期193-199,共7页

以Fe/Ni为催化剂,利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在球形钛合金微米粉体表面原位合成了碳纳米管(CNTs)包覆的钛合金(钛合金@CNTs)复合粉末。以钛合金@CNTs粉体为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了原位TiC与CNTs增强Ti... 以Fe/Ni为催化剂,利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在球形钛合金微米粉体表面原位合成了碳纳米管(CNTs)包覆的钛合金(钛合金@CNTs)复合粉末。以钛合金@CNTs粉体为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了原位TiC与CNTs增强Ti基复合材料,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、电子探针、纳米压痕等对复合粉体及烧结复合材料的微观结构、物相成分及力学性能进行了表征分析。在此基础上探讨了催化剂前驱体含量、生长时间等对低温原位CNTs生长机理的影响,以及复合粉体烧结反应对复合材料组织结构的形成以及CNTs与Ti基体反应原位形成TiC的机理。结果表明,原位形成的TiC主要受CNTs的结晶度与SPS温度所影响。 展开更多

关键词 碳纳米管 原位合成 钛基复合材料 微结构 力学性能

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等离子喷涂熔滴铺展凝固行为研究现状

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作者 肖嵩 刘明 +2 位作者 张小龙 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期179-190,共12页

等离子喷涂实质上是以等离子气体为热源,将金属或陶瓷粉末加热成具有一定温度和速度的熔滴,并撞击基体表面而在基体上铺展凝固的过程,该过程对涂层质量具有重要影响。本文从单个和多个熔滴的铺展凝固行为、铺展凝固的影响因素以及熔滴... 等离子喷涂实质上是以等离子气体为热源,将金属或陶瓷粉末加热成具有一定温度和速度的熔滴,并撞击基体表面而在基体上铺展凝固的过程,该过程对涂层质量具有重要影响。本文从单个和多个熔滴的铺展凝固行为、铺展凝固的影响因素以及熔滴凝固时产生键合和裂纹的原因三个方面,综述了等离子喷涂过程中熔滴撞击、铺展、凝固过程。当冷却速率不同时,熔滴撞击基体后会出现先铺展后凝固和边铺展边凝固两种行为;由于后续熔滴撞击位置的不同,材料会出现不同类型的孔隙;由于晶格参数和过冷度的不同,凝固方式主要有非稳态凝固和外延生长;影响铺展凝固的因素有气体捕获、熔滴底层凝固和基体预热等;提高粒子温度和基体温度、减少基体传热可以促进凝固过程中界面结合;合适的分段裂纹密度可以显著提升涂层性能。通过研究熔滴铺展凝固行为和堆叠过程,可以明确涂层内部缺陷的形成原因,完善对涂层形成机理的认识,更加科学地指导涂层质量调控。 展开更多

关键词 等离子喷涂 铺展行为 凝固机理 衬底温度 冶金结合 裂纹

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耐候钢锈层稳定化处理技术研究现状

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作者 阳建君 柯佳荣 +3 位作者 范才河 罗登 李芳芳 尚成嘉 《包装学报》 2023年第6期99-106,共8页

耐候钢具有优异的耐蚀性能,但稳定锈层形成周期过长。在耐候钢服役前对其表面进行稳定化处理,能够缩短稳定锈层的形成周期,同时避免锈液流挂与飞散。简要综述了耐候钢发展历程及锈层的形成、结构组成与保护机理;重点介绍了耐候钢锈层稳... 耐候钢具有优异的耐蚀性能,但稳定锈层形成周期过长。在耐候钢服役前对其表面进行稳定化处理,能够缩短稳定锈层的形成周期,同时避免锈液流挂与飞散。简要综述了耐候钢发展历程及锈层的形成、结构组成与保护机理;重点介绍了耐候钢锈层稳定化处理技术的相关研究状况;并提出了该项技术的关键要点;最后对其未来发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 耐候钢 腐蚀 锈层 稳定化处理

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铝合金弹壳的发展历程和研究现状

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作者 阳建君 王家虎 +3 位作者 范才河 胡泽艺 欧玲 王博文 《包装学报》 2023年第2期69-77,共9页

介绍了国内外铝合金弹壳的发展历程和研究现状,论述了铝合金弹壳的特点和优势,重点介绍了目前铝合金弹壳的制备方法和工艺流程,展望了铝合金弹壳的发展方向和应用前景。

关键词 铝合金弹壳 喷射成形 表面陶瓷化处理 微弧氧化

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爆炸喷涂WC-12Co自润滑耐磨涂层工艺及性能研究 被引量：3

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作者 田浩亮 王长亮 +7 位作者 郭孟秋 汤智慧 高俊国 崔永静 梁义 童辉 魏世丞 徐滨士 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1058-1067,共10页

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用4种制粉工艺(湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒)将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,采用爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。利用SEM、EDS、Raman等分析了不同制粉工艺获得粉末及涂层中... 为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用4种制粉工艺(湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒)将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,采用爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。利用SEM、EDS、Raman等分析了不同制粉工艺获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。利用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。利用UMT-3摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,喷雾造粒工艺制备的复合粉末中石墨烯在WC-12Co颗粒表面均匀、紧密粘附,涂层内部石墨烯含量较高,且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部,结合强度约68 MPa,硬度HV0.3约9400 MPa,相比原始WC-12Co涂层,石墨烯改性涂层摩擦系数降低约25%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。 展开更多

关键词 制粉工艺 爆炸喷涂 石墨烯 自润滑 耐磨性能

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SiC陶瓷表面增韧用环氧树脂基增韧剂的制备与性能研究 被引量：1

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作者 李林虎 唐修检 +3 位作者 王龙 何东昱 刘谦 谭俊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期266-276,共11页

碳化硅陶瓷在磨削加工中极易产生崩碎损伤,在碳化硅陶瓷磨削层实时涂覆增韧剂是降低崩碎损伤的新方法。以E51双酚A型环氧树脂、无水乙醇、651型低相对分子质量聚酰胺树脂和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为主要成分制备了一种增韧剂,... 碳化硅陶瓷在磨削加工中极易产生崩碎损伤,在碳化硅陶瓷磨削层实时涂覆增韧剂是降低崩碎损伤的新方法。以E51双酚A型环氧树脂、无水乙醇、651型低相对分子质量聚酰胺树脂和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为主要成分制备了一种增韧剂,通过测量增韧剂在碳化硅陶瓷表层的接触角、浸润深度与固化时间,探究了增韧剂各组分的添加量与碳化硅陶瓷表面粗糙度对增韧剂润湿性能与固化速率的影响规律,优化出一种润湿性能好、固化速率快的增韧剂。结果表明:增韧剂的最佳质量配比为m(E51双酚A型环氧树脂)∶m(无水乙醇)∶m(651型低相对分子质量聚酰胺树脂)∶m(DBU)=1∶0.9∶0.5∶0.02,该增韧剂在碳化硅陶瓷表层的浸润时间约为160 s,浸润深度约为40μm,可使碳化硅陶瓷的表层硬度降低约25%;增韧剂的润湿性能随着溶剂的增加或碳化硅表面粗糙度的增大而提高,促进剂添加量的改变对增韧剂的润湿性能几乎无影响;增韧剂的固化速率随溶剂的增加而降低,随促进剂的增加而提高,但当促进剂达到饱和时,固化速率不再提高。 展开更多

关键词 碳化硅陶瓷 崩碎损伤 环氧树脂 增韧剂 配制工艺 性能表征

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硫酸浓度对2024铝合金表面陶瓷膜组织和性能的影响

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作者 王博文 阳建君 +4 位作者 范才河 倪雨朦 欧玲 孙斌 董世运 《包装学报》 2022年第3期20-28,共9页

将高强韧2024铝合金分别在质量浓度为100,200,300 g/L的硫酸溶液中进行60 min的表面陶瓷化处理后,在2024铝合金表面原位生成一层陶瓷膜层。对陶瓷膜层的显微组织、膜层厚度、显微硬度以及电化学性能等进行研究。研究结果表明:随着硫酸... 将高强韧2024铝合金分别在质量浓度为100,200,300 g/L的硫酸溶液中进行60 min的表面陶瓷化处理后,在2024铝合金表面原位生成一层陶瓷膜层。对陶瓷膜层的显微组织、膜层厚度、显微硬度以及电化学性能等进行研究。研究结果表明:随着硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层显微硬度先增加后减少,当硫酸质量浓度为200 g/L时,陶瓷膜层显微硬度最大,为273.7 HV;而陶瓷膜层厚度受硫酸浓度影响不大,均为60μm左右。随硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层表面粗糙度R_(a)先减小后增大,当硫酸质量浓度为200 g/L时,表面粗糙度为0.252μm,磨损体积为0.103 mm^(3),只有硫酸质量浓度为100 g/L时所制备陶瓷膜层磨损体积的1/5左右。物相分析得到2024铝合金表面陶瓷膜层主要是γ-Al_(2)O_(3)相。用200 g/L硫酸制备的Al_(2)O_(3)陶瓷膜的自腐蚀电位和极化电阻均达到最大,分别为-0.604 V和48152.9Ω。综合分析陶瓷膜的耐磨性能和耐腐蚀性能,在2024铝合金表面制备Al_(2)O_(3)陶瓷膜层,硫酸的最佳质量浓度为200 g/L。 展开更多

关键词 2024铝合金 硫酸浓度 Al_(2)O_(3)陶瓷膜 耐腐蚀性能

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