数值模拟喷射夹角对VIGA制粉雾化过程的影响

通过计算流体力学软件数值模拟和实验相结合的方法，以高温合金雾化过程中气、液、固三相的交互作用机制为研究对象，采用欧拉-拉格朗日法的VOF(volume of fluid)多相流模型和DPM(discrete phase model) 离散相方法，研究了喷射夹角对熔体主雾化和二次雾化过程TAB(Taylor analogy breakup)破碎过程和粒度分布的影响，并与同步实验结果进行了对比.研究结果表明，随着喷射夹角的增大，回流区面积逐渐减小.金属熔体的初次破碎形态呈“倒喷泉状→伞状”，初次液滴的尺寸为0.3~0.9mm.初次破碎液滴的气体韦伯数(We)为10~90，随喷射夹角的增大，粉末的平均粒径逐渐降低，喷射夹角为36°时，实验制备的粉末粒径与数值模拟得到的粉末粒径基本一致，表明了数值模拟合金雾化破碎过程的合理性.     

GH4169合金管材正挤压工艺优化的数值模拟

结合GH4169在不同温度、应变速率下的真应力-应变曲线,应用Msc.Superform有限元软件对GH4169合金管材正挤压进行了数值模拟,系统分析讨论不同挤压参数对挤压过程的影响.结果表明:GH4169合金管材可以通过热正挤压成形,当挤压速度为100 mm.s-1和300 mm.s-1,模角为20～30°,坯料预热温度为1040～1 050℃时,以及在良好的润滑条件下可以获得优化可控的挤压工艺.     

楔横轧成形GH4169合金的热力耦合数值模拟

采用有限元软件DEFORM--3D对GH4169合金的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,得到了GH4169合金轧件的金属流动情况、温度场的分布规律以及轧件与轧辊间的轧制力和力矩,并与45#钢进行了对比分析.结果表明:在楔横轧成形中,GH4169合金轧件的轴向金属流动规律不同于45#钢,其外层金属的轴向流动大幅度滞后于心部;各力能参数都要大于45#钢,且最高为45#钢的2.15倍;变形温度始终高于45#钢,最高温升比45#钢多6.21%.     

高铌高磷GH4169 C和GH4169合金的组织稳定性

为研究高铌高磷GH4169C高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性,通过场发射扫描电镜和数显布氏硬度计对GH4169和GH4169C两合金分别经600、650、704及720℃时效30~10000 h的显微组织和硬度变化进行对比分析。结果表明：在服役温度(650℃)范围内长期时效,GH4169合金和GH4169C合金均表现优异的稳定性;在服役温度以上长期时效, GH4169合金和GH4169C合金稳定性较差,短时间内,合金组织就出现失稳。对比而言,704℃时GH4169C合金组织稳定性较GH4169合金高,而720℃时GH4169C合金组织稳定性劣于GH4169合金。分析认为,GH4169C合金由于提高Nb含量和P含量使的γ＇相稳定性增加,得以在服役温度以上(704℃)表现比GH4169合金更为优异的组织稳定性,但Nb含量的提高也引起啄相含量的增加,导致组织稳定性下降。在超高温(720℃)下,GH4169C 合金稳定性劣于 GH4169合金。由此推知,相比GH4169合金,改型GH4169C合金在使用温度上有所提高,但提高有限,在超高温下,其稳定性反而降低。     

紧耦合气雾化制备Al基非晶合金粉末

开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为106K.s-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于104K.s-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末.     

高温合金GH4169与GH4202在富氧气氛中的燃烧行为

采用富氧燃烧实验方法,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段对GH4169和GH4202高温合金燃烧试样进行分析,建立合金燃烧质量、热量和氧传输模型,探究两种合金的富氧燃烧机理并提出提高新型高温合金抗燃烧性能的措施。结果表明：GH4202与GH4169合金在富氧条件下均发生燃烧,GH4202抗燃烧性能优于GH4169;两种合金以液相进行燃烧,在合金燃烧前沿存在由未完全燃烧的金属颗粒和氧化物组成“燃烧层”,燃烧层中合金元素的燃烧行为是决定合金整体燃烧的关键性因素;合金元素在燃烧前沿呈现“选择性燃烧”规律,Nb、Ti、Al、Cr等元素易于与氧发生燃烧,Ni滞后燃烧且燃烧热低,起到良好的抗燃烧作用。     

剪切温度对车削加工GH4169镍基高温合金的影响

通过一系列GH4169镍基高温合金切削实验并制备其切屑金相,分析比较了理论计算及有限元仿真所得剪切温度值,探讨了剪切温度对其切屑形成的影响.结果表明:利用有限元仿真所得剪切温度值更接近实际值;当切削速度为250 m/min时,剪切温度值为880.8℃,此时材料的屈服强度降幅较大,材料内部组织发生变化而形成锯齿形切屑;当切削速度为30,65 m/min时,则没有形成锯齿形切屑.所研究的内容有利于优化GH4169的加工工艺.     

GH4169合金惯性摩擦焊接头的高温持久性能

通过显微硬度、SME和TME对直接时效态和固溶态的GH4169高温合金惯性摩擦焊接头焊态和焊后时效态的高温持久性能进行了分析。结果表明，对于上述两种合金在焊态下焊接接头的显微硬度出现明显的软化现象，经焊后时效处理，焊接接头的显微硬度分布较为均匀，并以焊合区的显微硬度最高。高温持久实验表明，经焊后时效处理的上述两种合金都呈现出典型的韧性断裂，并以直接时效态的ZSGH4169高温合金焊后＋时效惯性摩擦焊接头的高温持久性能量佳，并高于直接时效态的母材。     

导管伸出长度对气雾化制备TC4粉末特性的影响

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备TC4钛合金粉末,模拟了雾化流场并研究了环形喷嘴中导管伸出长度对粉末形貌、粒径分布、空心球率、松装密度和流动性等特性的影响.结果表明:随着导管伸出长度的增加,负压区增大,雾化破碎更充分.当导管伸出长度为3mm时,负压区分裂成两个独立的小负压区,制备的粉末中块状粉末和空心球增加.雾化气压为6.0MPa、熔炼功率为60kW、导管伸出长度为2mm时,负压区面积大且呈倒置三角形,充满整个导管下方,液滴雾化破碎更充分;制备的粉末D₍₅₀₎小于90μm,可打印粉末的收得率为51.60%;粉末松装密度为2.870g/cm³,粉末流动性为22.23s/50g,空心球率≤3%,雾化制备的TC4粉末更适合激光直接沉积技术.     

陶瓷刀具高速车削GH4169高温合金切屑实验

针对陶瓷刀具WG300车削高温合金GH4169,设计了车削加工实验,利用扫描电镜（SEM）图和能谱分析（EDS）图对产生的切屑的形态和元素进行研究,得到了切削速度对切屑的影响规律,观察到刀具和工件在切削过程中发生元素的扩散现象.随着切削速度的增加,切屑出现显著的锯齿状,其成分中C的质量分数增多,Al和O元素没有显著变化,表明刀具中的Al2O3较为稳定.该研究对陶瓷刀具加工过程中的切削速度的选择具有指导和参考意义.     

医用压缩雾化器结构优化与雾化效果数值模拟

医用压缩雾化器结构对呼吸系统疾病的雾化吸入治疗起决定作用。通过流体体积法-离散颗粒法( volume of fluid-discrete particle model,VOF-DPM)的方法,研究了医用压缩雾化器喷嘴结构、气体流速和液体通道宽度等对雾化效果的影响。结果表明,压缩雾化后液滴的动能和5以下的液滴粒径占比与气体流速成正比;随着液体通道宽度的增加,雾化后液滴的动能会增加,但是5以下的液滴粒径占比会相对减小;使用锥型破碎挡板结构,不仅能提升雾化后液滴的动能,而且能够使5以下的液滴粒径占比相比原来提升5%-7%左右。这些分析结果对后续医用压缩雾化器的性能表征和结构优化设计具有指导意义。     

柴油喷雾粒径空间分布特征理论与实验研究

为研究小型柴油燃烧器压力雾化喷嘴在喷雾外流场空间内的柴油喷雾粒径分布特征,采用激光粒度仪测量沿喷嘴出口轴向方向各截面处的液滴粒径分布。分别测试了不同配风量,不同喷油压力,不同喷雾锥角和油量条件下在 5 ~ 50 cm截面处的粒径分布,对其液滴平均索特尔直径进行分析,用分散指数表征液滴分布的均匀性。研究表明,喷雾粒径在空间的整体分布是在喷雾出口处区域最小,在浓雾区粒径最大但分布均匀。随风量和油压的减小,平均粒径增大,喷雾锥角对粒径影响不大,而油量对全局的空间分布影响较大。液滴在风量大的浓雾区分布均匀,但油压超过 1.2 MPa,初始破碎区的均匀度反而下降。初始破碎区的液滴粒径受液滴间相互作用影响,结合实验结果,引入液滴群整体作用系数B对理论推导的临界破碎粒径公式进行修正,平均误差5%。     

波特兰水泥粒度分布对水泥性能影响规律的模拟研究

通过计算机仿真和实验对比研究了水泥颗粒的分布对水泥凝固时间、热量释放、毛细孔渗透、扩散等性能的影响.初始微观结构中水泥颗粒的分散与聚集对结果性能的影响也是本文中涉及的主要内容.实验表明对于较低的mwm.系统,粗粒的水泥可以获得较好的性能且能降低生产成本.     

聚乙烯粉末粒度及粒度分布测定的研究

用乙醇做分散介质,用激光粒度测定仪测定三个聚乙烯粉末试样的粒度及粒度分布,测试快速、准确。试验结果令人满意。     

基于数字图像处理的煤粉颗粒检测

介绍了基于数字图像处理的煤粉颗粒检测的算法，通过建立一套对煤粉进行形状表征和粒度测量的图像测量系统，实现了对煤粉颗粒的各项指标的自动检测。     

加料方式对丙烯酸酯微乳液粒径的影响

采用种子乳液聚合法合成了ω(聚合物)>50%,ω（乳化剂）＜1.5%,粒径35.6nm、多分散性0.133的丙烯酸酯微乳液。系统地研究了加料方式对乳胶粒粒径大小及分布的影响。结果表明单体以全滴加方式加入,大量乳化剂、引发剂在反应前加入,有利于减小乳液的粒径;丙烯酸加入到外层单体中,有利于羧基分布在胶粒表面可使得粒径进一步减小。     

矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能影响的灰色系统

应用灰色控制系统理论研究了矿渣微粉颗粒分布对胶凝材料性能的影响，以30％（质量分数）比例的矿渣微粉掺入水泥中，测其胶砂强度和胶凝材料流动度，研究结果表明，矿渣微粉中10－20μm颗粒对7d和28d抗压强度具有最大影响度，20－30μm颗粒则对7d和28d抗折强度具有最大影响度，而10－20μm颗粒对胶凝材料流动度的贡献最大。     

乳状液粒度分布影响因素研究

油水乳状液的粒径分布是乳状液的重要特性之一。本文利用MS 2000 Micro激光粒度仪研究各因素对乳状液粒径分布的影响,结果表明,活性剂的加入使乳状液细微化,但活性剂的浓度对乳状液的粒径大小影响不是很大;矿化度的升高使得乳状液的粒径增大。聚合物的加入使得乳状液的粒径变大,随着聚合物浓度的增加,乳状液的粒径增大,且粒径分布变宽。     

银氧化锡复合粉体的制备及粒径分析

近年来随着制备技术的发展和性能的改进,对银氧化锡的研究方兴未艾．本文对银氧化锡复合粉体的水热制备方法进行了综述,并与传统的银氧化锡复合粉体的制备方法如粉末冶金法等进行了比较．通过以H2C2O4为还原剂,以银氨络离子和锡酸钠为原料制备银氧化锡,并针对制备条件的差异对粉体粒径的影响进行了分析,指出了水热制备方法的优点和不足,对以后进一步的研究进行了展望．