电弧离子镀CrN薄膜的镀覆工艺研究

随着氮分压增加,低分压时所产生的Cr和Cr2N的衍射峰减弱至消失,而CrN的衍射峰增强直至形成单相薄膜,薄膜表面的大颗粒密度、尺寸都减小,N2分压过大时薄膜表面的大颗粒又增加;随着脉冲偏压的施加,薄膜的表面变得均匀平整,大颗粒数量、尺寸明显减少,偏压过大时薄膜表面又有较大熔滴产生;抛光和喷砂均能降低薄膜表面大颗粒的形成。最后得到了电弧离子镀氮化铬涂层的最佳工艺。     

工艺参数对CrN_x涂层膜基结合力的影响

采用直流磁控溅射技术制备了CrNx涂层,研究了工艺参数对所制备的CrNx涂层膜基结合力的影响.实验结果表明:N2含量较低时,膜基结合力较好,涂层表面光滑.只加脉冲偏压时,偏压越大,熔滴越大,表面越粗糙.     

金属熔滴气动按需喷射特性试验研究

利用自行研制的气动式金属熔滴按需喷射系统进行了单颗熔滴的喷射特性试验研究,并采用动态压力采集系统和频闪拍摄系统测量了产生单颗熔滴时的坩埚腔内气压变化,记录了熔滴成形时刻和成形过程,揭示了气压对熔滴产生的影响规律:在每一次喷射中,产生熔滴的数目随着脉冲宽度的增加而增加;单颗熔滴的断裂时间受气压的影响;脉冲宽度在一定范围内改变可以使液体断裂形成单颗熔滴,当供给气压相对较低时,此脉冲宽度的取值范围较广;在喷射产生单颗熔滴的前提下,改变脉冲宽度将使腔内气压的峰值发生变化,但不能显著改变熔滴尺寸;熔滴飞行速度与腔内气压峰值成正比关系.     

脉冲参数对脉冲MIG焊焊接行为的影响

针对自行开发的软开关逆变电源,设计了一个工艺实验平台,用于研究脉冲参数对脉冲氩弧(MIG)焊熔滴过渡的影响规律.实验根据一脉一滴的原则,通过改变峰值电流、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,结合两者处理结果进行分析.结果表明,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.     

熔滴喷射沉积制造中重熔过程的研究

为使熔滴喷射增材制造过程中熔滴颗粒间能够获得较好的融合,分析了熔滴温度和基体温度对颗粒间重熔过程的影响,建立了基于Stefan条件的熔滴融合时界面重熔过程的一维热传导模型;利用有限元方法对模型进行求解,得到了熔滴喷射沉积过程中液固界面的移动规律和最大重熔深度,并以此预测了沉积熔滴间的结合效果.在自行研制的熔滴沉积实验系统中进行了柱状制件沉积实验,结果表明:提高基板温度或熔滴温度可有效增加重熔深度,进而改善熔滴间的结合状态;所建模型可以正确预测颗粒间的结合效果.     

基于熔滴多维统计的熔射涂层孔隙率模拟

熔射成形涂层的微观结构,如孔隙的大小、形状、分布和涂层的表面粗糙度等,影响涂层的机械性能和物理性能,进而影响成形零件的使用性能.为方便研究熔射涂层成形过程以及成形工艺参数对涂层孔隙率的影响,本文以镍铝合金为例,依据熔滴薄片照片反映的形状特点生成数字化熔滴薄片,并结合熔滴时间和空间的多维统计特征模拟了熔射成形涂层的孔隙率.模拟涂层孔隙率为6.13％,与参考文献中相同条件下的实验结果5.7％比较接近.研究结果对熔射成形模具和零件的涂层质量控制具有参考意义.     

利用激光熔覆技术制备ZrO_2+MgS辅助电极涂层

利用激光熔覆技术在氧化镁稳定氧化锆(MSZ)固体电解质表面制备出了ZrO2+MgS辅助电极涂层.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了熔覆层的微观组织,并分析了影响涂层稳定性的因素.研究结果表明,熔覆层与基体结合良好,MgS粉体未完全分解和氧化,因此,利用激光熔覆法在氧化锆固体电解质表面制备ZrO2+MgS辅助电极方法可行.在1 600℃时,硫分压大于10-4.95Pa,MgS不发生分解;氧分压为10-55.78Pa时,硫分压大于10-46.36Pa,MgS不发生氧化.     

TiAlN/AlON纳米多层涂层组织及性能研究

研究AlON层厚度对TiAlN/AlON纳米多层涂层显微组织和性能影响.使用磁控溅射技术在高速工具钢（W6Mo5Gr4V2）上制备TiAlN/AlON纳米多层涂层,使用X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、通用表面测试仪表征和分析纳米多层涂层的组织和性能.结果表明:在TiAlN模板的作用下,非晶体的AlON转变为晶态,与TiAlN形成共格外延生长,使纳米多层涂层出现了超硬现象.当AlON层厚度为0.81 nm时涂层硬度最高,达到3 769.6 HV,比TiAlN单层涂层显微硬度提高了60.37%;之后随着AlON层厚度增加,硬度下降.当AlON层厚度为0.81 nm时,涂层抗刮性和摩擦磨损性能也达到最好.      

电弧离子镀CrAlN涂层的微观结构及力学性能研究

CrAlN涂层具有良好的综合性能,在合金刀具和模具的表面涂覆方面有广泛的应用前景,但其力学性能需要深入的研究。采用电弧离子镀技术制备CrAlN涂层,通过扫描电镜和X射线衍射分析涂层的微观组织结构,测试涂层的显微硬度和涂层与基体的界面结合强度。结果表明,CrAlN涂层含CrN和CrAlN相。涂层的表面形貌和致密性与制备时基体的负偏压和N2/Ar气体流量比有关,基体负偏压和气体流量比升高,CrAlN涂层致密性提高,表面大颗粒减少。涂层的硬度值和Al含量随着气体流量比的增加而提高。涂层/基体的界面结合强度值达65 N。     

脉冲参数对脉冲DE-GMAW熔滴过渡影响的建模及仿真

针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的影响规律.结果表明:在脉冲旁路耦合电弧MIG焊过程中,在主路平均电流和旁路平均电流不变的情况下,随着主路或旁路峰值电流的增大、脉冲占空比的变大,熔滴过渡频率会变大,更有利于脉冲旁路耦合电弧MIG焊熔滴的过渡,而且峰值电流对熔滴过渡的影响力要大于脉冲占空比.     

磁控溅射沉积TiN薄膜工艺优化

磁控溅射TiN薄膜的力学和腐蚀性能与薄膜的结构密切相关,而其结构又取决于薄膜的制备工艺.采用正交实验方法对影响TiN薄膜结构和性能的重要参数如电流、负偏压、氮流量和基体温度等进行优化,以期获得更优的制备工艺条件.实验结果显示,其对TiN薄膜纳米硬度影响由大到小的次序为：基体温度＞负偏压＞电流＞氮流量;对膜/基结合力的影响由大到小的顺序为：基体温度＞氮流量＞电流＞负偏压.综合考虑TiN薄膜的纳米硬度和膜/基结合力,获得的最优方案为：基体温度300℃,电流0.2A,负偏压-85 V,标准状态下氮流量4 mL/min.     

燃油液滴高压蒸发规律探讨

在分析燃油液滴高压蒸发规律与常压下ｄ２蒸发规律间差别的基础上，考虑液滴表面移动速率和燃油物性参数的变化，建立了高压下计算液滴温度和蒸发速率的基本方程，并计算了正庚烷（Ｃ７Ｈ１６）在各种温度和压力下的蒸发特性．结果表明，高压有利于燃油液滴蒸发，但即使环境压力超过燃油的临界压力，其平衡蒸发温度也未必能达到临界温度     

液体黏度和表面张力对雾化颗粒粒径的影响

针对工业技术中的液体雾化过程,探讨了液体自身的物理性质如黏性力、表面张力等对雾化效果的影响情况.采用二流外混式雾化器对N46机械油与150号齿轮油等不同黏度的液体及不同表面张力的液体进行实验,采用CLY-2003型激光粒度仪测量雾化后的粒径及其分布情况.测试结果表明,黏度和表面张力都是阻碍表面波振幅增大的因素,在相同的雾化压力下,黏度和表面张力大的液体雾化颗粒粒径相对较大,即雾化效果相对较差.     

磁控溅射TiN薄膜工艺参数对显微硬度的影响

测试了各种工艺参数下磁控溅射制备TiN薄膜的显微硬度，并研究了TiN薄膜硬度随偏压、N2流量及溅射功率的变化．实验结果表明：N2流量对薄膜性能和结构影响较大，随着N2流量的增加，氮化钛薄膜的硬度先急剧上升，到15mL／s时达到最大值，然后氮化钛薄膜硬度平缓下降，在无偏压的情况下，氮化钛薄膜的硬度很低，加偏压后，由于离子轰击作用，薄膜硬度增加，但过高的负偏压反而会降低氮化钛薄膜硬度．     

湿蒸气汽轮机叶栅通道内雾滴扩散沉积特性分析

引起湿蒸气汽轮机叶片侵蚀的大水滴是由于雾滴在汽轮机叶片表面上的扩散沉积而产生的．因此，雾滴扩散沉积率的大小对大水滴在湿蒸气中所占的比例及叶片的侵蚀速度有很大的影响．采用边界层内质量传递与动量传递的比拟理论及其半经验关系式，计算并分析了湿蒸气汽轮机叶栅通道内不同尺寸雾滴的扩散沉积特性，以及压力、汽流速度和叶栅节距等参数对扩散沉积率的影响．计算与分析的结果对汽轮机防蚀装置的设计具有一定的参考意义     

Undercooling evolution of pure Sn droplets in various atmospheres based on fast scanning calorimetry

Undercooling of Sn droplets in different atmospheres was studied by fast scanning calorimetry （FSC） at cooling rate of 1,000 K/s. It is found that the undercooling decreased with increasing partial pressure of oxygen. Randomly distributed SnO2 islands were observed to form on the droplet surface, which likely has promoted the heterogeneous surface nucleation. As the partial pressure of oxygen changes, the nucleation rate and growth of SnO2 led to different oxide islands, which resulted in various potential catalytic sites for the nucleation of the molten Sn droplet. The results showed that the nucleation process of the Sn droplets was sensitive to the solidification environment, and therefore the atmosphere should be taken into account in the study of the nucleation behavior of the single Sn droplets.     

无He运转横向激励高气压脉冲CO_2激光器工作特性研究

本工作测量了无He气工作时横向激励高气压脉冲 CO_2激光器工作特性。在本实验条件下,得到最佳配气比为C0_2:N_2=1:1.3—1.4,最佳总气压为220～240托和适当增加电极间距可以增大输出能量线性区的结果。为此类器件的应用提供了数据。     

两种喷雾荷电方法的机理与试验研究

研究压力喷雾荷电中两种主要荷电方法——在喷头上施加电压的直接荷电法和在喷头附近安置电晕电极的电晕荷电法的荷电机理;探讨荷电电压、雾化水压和雾化液体电导率等因素对雾滴荷质比的影响;建立了雾滴荷质比的经验公式.由试验结果和理论分析得到直接荷电法的机理是尖端效应,电晕荷电法的机理为碰撞荷电.将这两种荷电方法与感应荷电法进行了比较,指出了这三种荷电方法在消烟除尘中应用时的适用条件.     

车顶绝缘子绝缘薄弱域的形成及影响因素研究

随着空气湿度及固体污秽等因素的影响,动车组车顶绝缘子表面存在的局部沿面放电会给列车运行安全造成严重威胁.依据有限元分析法,建立了25kV动车组车顶绝缘子流场及电场的三维模型,研究了高速气流、水珠及固体污秽对车顶绝缘子绝缘薄弱域形成的影响规律.结果表明:绝缘子表面气流速度较高、气压较低的侧风面及背风面区域容易发生局部沿面放电.当绝缘子表面附着雨滴和固体污秽后,表面电场发生了畸变,水珠周围局部电场强度增大;当水珠局部电场强度较大区域附着固体污秽时,水珠-污秽-空气-硅橡胶结合处形成新的绝缘薄弱域.