电脉冲作用下T8钢凝固组织的改变

对高于熔点、含碳０．８％的Ｔ８钢液使用电脉冲进行处理,将处理过的Ｔ８钢液正常空冷,得到了晶粒明显细化,枝晶发达程度大大减小的凝固组织,并且发现经过电脉冲处理后的Ｔ８钢的珠光体形态发生了显著的变化,片层间距缩短。根据实验结果推导了脉冲电压和凝固晶粒个数的经验公式。     

低压脉冲磁场在材料凝固组织中的研究新进展

介绍了低压脉冲磁场对纯金属、低熔点合金和复合材料等凝固组织影响的最新研究进展。并分析了低压脉冲磁场在材料凝固组织的颗粒细化机理以及对非晶态合金的晶化机理。低压脉冲磁场在纯金属、铜合金等材料凝固组织晶粒细化取得了一些显著效果,但低压脉冲磁场对材料凝固的研究还存在初始阶段,还需要在脉冲磁场参数与晶粒细化效果及影响机制、焦耳热导致枝晶尖端温度升高和脉冲磁场对二次相析出的影响等方面还需要进一步的研究。     

散射电场对激光烧蚀制备纳米Si晶粒分布和尺寸的影响

在10 Pa的氩气环境下采用了脉冲激光烧蚀技术(PLA),通过引入散射电场沉积制备了纳米Si晶粒薄膜.X线衍射谱(XRD)和Raman谱测量均证实了在薄膜中已经形成了纳米Si晶粒;利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的薄膜进行了形貌表征.结果表明,纳米Si晶粒的分布以及其平均尺寸均相对于轴向呈对称分布,加入散射电场后纳米Si晶粒的分布范围增大,其平均尺寸最大值所对应与靶的轴向夹角变大.利用MATLAB对烧蚀颗粒在散射电场的运动过程进行数值模拟,得到与实验结果一致的规律.     

脉冲电压对GCr15轴承钢凝固组织的影响

首次在实验室条件下将电脉冲处理运用于GCr15 轴承钢凝固组织的研究,通过改变脉冲电压得到了枝晶显著细化的凝固组织,在一定程度上使GCr15轴承钢的珠光体发生粗化变化.并且对电脉冲细化金属的机理进行了探讨.     

电脉冲孕育处理对Al-5%Cu-0.8%Mn合金组织及性能的影响

通过凝固组织观察、力学性能测试、断口分析等实验,研究了不同电脉冲孕育处理对Al-5%Cu-0.8%Mn合金组织和性能的影响.实验结果表明,不同电脉冲处理参数均使Al-5%Cu-0.8%Mn合金凝固组织细化,单位面积晶粒数提高2倍以上;合金力学性能较未处理试样明显改善,抗拉强度增加了21%～35%,伸长率提高1.8～2.5倍;且当脉冲电压500V、时间30s、频率3Hz时,合金的凝固组织细化效果最好,力学性能最佳.     

对22CrMoH连铸坯微观组织及合金元素影响的数值模拟

利用移动边界法得到22CrMoH连铸坯凝固过程中的温度场,在此基础上采用元胞自动机--有限元(CAFE)法对22CrMoH齿轮钢连铸坯的微观组织进行数值模拟,模拟结果与实际样品微观组织形貌基本吻合;探讨了Cr、Mo、Si和Mn等合金元素含量对铸坯微观组织的影响趋势.结果表明,在该钢号规定的范围内,适当提高Si、Mn元素含量能够提高等轴晶比例,使晶粒数目增加,晶粒平均半径减小;Mo含量的提高能够明显增加形核数量;适当减少Cr含量有助于提高等轴晶的比例,但对晶粒数目和尺寸影响较小.对22CrMoH钢中合金元素进行优化调整结果显示,连铸坯凝固组织得到了明显改善,等轴晶的比例提高近1倍,晶粒数目提高了19.96%,晶粒平均半径减小9.20%.     

电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒尺寸和面密度分布的影响

为了研究外加电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒的影响,采用XeCl准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,在10 Pa氩气环境下,调整外加电压的强度,沉积制备了一系列Si薄膜.X线衍射(XRD)谱仪、拉曼(Raman)谱、扫描电子显微镜(SEM)图像均显示纳米Si晶粒已经形成,随着靶衬间距的增加,所形成的纳米Si晶粒的平均尺寸...     

激光烧蚀过程中密度交叠区振荡稳定时间与晶粒尺寸均匀性的关系

在不同环境气体中,对脉冲激光烧蚀产生的Si粒子的输运过程进行了Monte Carlo动力学模拟,并实验研究了脉冲激光烧蚀制备纳米Si薄膜的晶粒尺寸分布. 在理论分析和实验研究的基础上,讨论了纳米Si晶粒尺寸分布和烧蚀过程中出现的交叠区振荡稳定时间的对应关系. 结果表明,Si蒸气/环境气体高密度交叠区振荡稳定时间越短,所制备的纳米Si晶粒尺寸分布越均匀.     

CaCO3在AZ31镁合金中的细化效果及机理

用CaCO3作细化剂研究了对AZ31镁合金凝固组织的影响.结果表明:在AZ31中添加质量分数为0.5%的CaCO3,在760℃保温10 min后细化效果最佳,α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至209μm,降幅约63.3%.通过能谱分析、结合能和自由能的计算证实,细化机理是CaCO3反应后生成Al4C3,其中部分Al4C3质点作为异质核心,使晶粒细化,其余的Al4C3质点钉扎晶界也阻碍了晶粒长大.Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用.合金元素的分布均有改变.     

电脉冲对P510L钢的影响

用不同的脉冲电流对P510L钢进行了孕育处理,研究了不同的电脉冲参数对其宏观组织和微观组织的影响.结果表明,将处理过的钢液在空气中冷却,晶粒明显得到了细化、枝晶大大减少,经过电脉冲处理后的P510L钢的珠光体形态发生了显著的变化,片层间距明显缩短.     

高压脉冲作用下水中硬岩的电场特性研究

高压脉冲液相放电由于其众多优势,广泛应用在岩石的破碎、石油开采、污水治理等领域.本文通过推导等效放电回路方程,得到放电电流及达到峰值电流的时间表达式,从而在COMSOL Multiphysics中定义脉冲电压,并将其加载在仿真模型的高压电极上.模拟仿真硬岩矿物组成、粒径、电极距离对电场强度和分布特征的影响.结果表明电场强度高度依赖矿石的电学性质、进料粒径、以及矿粒的位置.矿粒的介电常数差异越大,电场越强,分布越不均匀;电场强度向矿石边界转移,体现了电破碎的选择性破碎的机理,以及最大场强随着矿粒尺寸呈指数减小.     

高压脉冲电场对毛发染色效果的影响

为了研究高压脉冲电场对毛发染色效果的影响,试验以18～28岁年龄段人群的黑色头发和染发剂为试材,以染发后毛发的RGB(red green blue)模型提取值作为响应值,并采用等响应面试验法设计试验,以构建和分析高压脉冲电场的电场强度、脉冲宽度以及脉冲个数对毛发染色效果影响的数学模型和机理。试验结果表明：高压脉冲电场同时处理头发和染发剂后最高可提升RGB参数中的蓝色通道值B为3.7%,对应的最优化工艺化参数为：电场强度1 125V/mm、脉冲宽度175μs、脉冲个数52个。因此,高压脉冲电场对头发和染发剂进行处理后再进行染色可改善着色效果,并为毛发染色工艺优化奠定一定基础。     

不同磁场作用下ZK60镁合金的凝固组织

实验研究了镁合金ZK60在无磁场、低频交变电磁场和静磁场作用条件下凝固的微观组织形貌及合金元素的分布;此外还数值模拟了凝固过程中的磁场分布·实验结果表明,在镁合金的凝固过程中施加低频交变电磁场或静态磁场都能有效细化晶粒及影响合金元素在晶内和晶界上的分布,并且晶界上的网状共晶组织变得不连续;在相同电源电压的条件下,静磁场细化晶粒的效果明显优于低频磁场,在静磁场条件下,聚集在晶界上的共晶化合物显著减少,在晶内和晶界附近存在大量弥散的近似球状化合物质点,这有利于提高镁合金的综合性能·     

电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织中枝晶形态的影响

研究了电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织的影响.通过对Sn-15%Pb合金熔体施加电脉冲处理,其凝固组织发生了由原始的树枝晶向球状组织的转化,同时晶粒发生明显细化.分析认为,由于电脉冲处理作用,合金熔体结构发生了改变,使熔体中Pb的活度提高,进而引起溶质平衡分配系数的变化,导致凝固前沿的溶质富集减轻,溶质分布情况发生改变,促使树枝晶向球状组织转化,并且使凝固组织发生细化.     

Effect of electric pulse on the crystal structure of solidified copper ingots

To obtain advanced quality pure copper, the microstructure of solidified copper was optimized by imposing electric pulse on liquid copper in this study. Experiments were performed to determine the effect of electric pulse voltage, arrangement mode of electrodes, and energy input on the microstructure of solidified copper. The results show that, when the energy input of electric pulse is bigger than 28.95 kJ per ton copper, the percent of fine grains increases noticeably with the increase of energy input; but when the energy input of electric pulse is smaller than 28.95 kJ per ton copper, the percent of fine grains decreases with the increase of energy input. The influence order of above factors on grain refinement is electric pulse voltage > arrangement mode of electrodes > energy input. According to the above experimental results, the optimum process conditions are chosen as the voltage being 400 V and the energy input greater than 28.95 kJ per ton copper. Meanwhile, the best arrangement mode of electrodes should be that, one electrode is immerged in the middle of liquid copper in the crystallizer, and the other is connected to the inner wall of the crystallizer, which is divided into two electrode poles for the symmetrical electric field distribution.     

纳秒级脉冲电压的电光测量

为避免强电磁脉冲ＥＭＰ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅ）的瞬间电场对军用和民用设施产生很大的破坏，准确测量ＥＭＰ的高速变化的电场，从而利用铌酸锂（ＬｉＮｂＯ３）晶体的电光效应，采用横向运行方式，研制成电压、电场传感器。以理论分析和计算作定性估计，指导调整光学器件；巧妙利用机械加工的精确度保证传感器上光学器件的相对定位和准直；用实验调整进行定量研究。利用纳秒脉冲电压发生器（ＭＦＤ－１）产生的方波电压，对此传感器性能进行了测试，测试结果表明：传感器上升时间小于５ｎｓ（波形有一点过冲）和７ｎｓ（波形无过冲）；测量误差在５％左右。     

脉冲泵浦对准三能级Nd:YAG激光晶体热效应的影响

对热效应影响严重的准三能级系统激光晶体采用脉冲激光泵浦,在泊松方程中引入矩形方波函数,考虑晶体侧面与冷却液之间的对流传热,以及晶体端面与外界的热传导,建立圆柱形Nd:YAG晶体的热传导模型和边界条件,采用有限元差分方法,求解变形后的泊松方程,得到激光晶体内温度的建立过程和临界稳定温度场分布。结果表明,采用脉冲泵浦方式能大大降低晶体内部的温度,有效减小晶体内部的热效应,为准三能级和三能级系统激光晶体的热效应研究提供了参考。     

脉冲参数对脉冲MIG焊焊接行为的影响研究

针对自行开发的软开关逆变电源,设计了脉冲参数影响规律研究的工艺实验平台。实验根据一脉一滴的原则,改变峰值电流、峰值时间、基值时间,采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,并用高速摄像机获取熔滴过渡图像,结合两者处理结果分析表明,脉冲参数直接影响熔滴过渡过程,峰值电流和峰值时间之积对熔滴过渡影响显著,基值时间和基值电流对熔滴过渡影响不大。     

用NH4Cl-H2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程

利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,两种腔室内溶液共晶凝固过程中流场的变化基本相似,形成竖壁面附近溶液向下流动、中心区域溶液向上流动的对流涡;凝固开始后,热交换和潜热的释放使液相区内温度下降趋于平缓;圆柱腔内出现了角区绕流和二次对流涡现象.实验得到的流动和温度变化规律为理论建模及数值计算提供了有用的实验数据.