摘要：本文制备了不同Fe和Mn含量高真空压铸AlSiMgMn合金,使用透射电镜(TEM)对富Fe相晶体结构和成分进行了分析;使用高分辨三维X射线(3Dμ-CT)对合金进行了断层扫描,获得了富Fe相三维形貌和空间坐标;结合非平衡凝固相变计算,讨论了Fe和Mn含量对富Fe相形成的影响,并分析了初生α-Fe相的生长机理。基于二分Kmeans和DBSCAN方法,设计了空间粒子团簇计算程序,对3Dμ-CT得到的富Fe金属间化合物进行了聚类计算,分析了其团簇定量特征。结果表明:随着Fe含量增加,富Fe相中Fe含量增加;Mn含量增加不改变富Fe相的元素含量;两者均不改变富Fe相的晶格常数,但大幅提高富Fe相的形成温度;与平衡凝固相比,高冷却速度下富Fe相和α(Al)相形成顺序改变,对富Fe金属间化合物三维特征和分布产生重要影响,其团簇更为紧密。

摘要：为研究钛合金表面微细结构在海水中的耐蚀性,利用激光在钛合金表面上加工出微细结构,并用氟硅烷修饰获得超疏水的钛合金表面,将所制样品放进40℃的人工海水中浸泡1 d,对比人工海水浸泡前后钛合金表面微细结构的形貌、元素含量和极化曲线变化。结果表明:其形貌没有明显变化,氧含量只增加了1.1%,开路电势和自腐蚀电势在人工海水浸泡前后没有发生变化,分别为0.08和-0.07 V,说明超疏水的钛合金表面微细结构在人工海水中具有很好的耐蚀性。同时构造了新的塔菲尔(Tafel)函数,动态评价钛合金表面微细结构在人工海水中的耐蚀性,为钛合金表面微细结构在海水中的耐蚀性评价提供有效的指引。

摘要：采用激光诱导等离子体辅助烧蚀(LIPAA)法设计了制备表面金属化玻璃实验。该实验运用高精度光学显微镜、扫描电子显微镜对产物的结构与形貌进行表征;用X射线能谱分析仪对金属层中的元素含量及成分组成进行分析;并分别对间隙距离、靶材表面粗糙度及玻璃下表面粗糙度对玻璃表面金属化的影响进行了研究。用LIPAA法对实验进行了验证,结果表明:当间隙距离为80μm时,LIPAA实现的玻璃表面金属层厚度适中且其各元素相对含量处于稳态;同时,铜靶材表面或玻璃后表面粗糙度与金属化时玻璃表面的金属物沉积量及厚度成正比。该实验作为一种新的表面金属化工艺手段,可广泛应用于显示屏幕、光学组件及微流控芯片等领域。

摘要：采用304不锈钢丝网为原材料,经过卷绕、压制、轧制、真空烧结工艺,制备了不锈钢丝网多孔板,利用扫描电镜观察板材形貌,分析了金属间的连接及孔隙的形成,获得了不锈钢丝网多孔材料的孔隙大小、孔隙分布及孔隙率。以改进的达西定律为依据,设计了一套检测多孔板渗透性能的装置,利用粘性渗透系数和惯性渗透系数作为多孔板的空气渗透性能指标,评价了不锈钢丝网多孔材料的渗透性能,确定了孔隙率对不锈钢丝网多孔材料渗透性能的影响规律。研究表明,不锈钢丝网多孔板孔隙分布均匀,金属骨架连续,孔隙大约在0~60μm之间,孔隙率在20%~40%之间,其渗透性能和孔隙率、厚度有着密切的关系,孔隙率越大、厚度越小,其气体渗透性能越好。

摘要：通过有机镀膜方法,利用一种设计合成的三氮杂嗪硫醇有机化合物钠盐在AM60镁合金表面制备了有机薄膜。采用循环伏安法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了镁合金表面有机镀膜过程的反应机理,使用椭圆偏振光谱仪测量了薄膜的厚度、接触角测量仪表征了薄膜的浸润性,借助极化曲线和电化学阻抗谱评价了膜层的耐腐蚀性。结果表明,该有机薄膜为纳米尺度,且使镁合金表面发生亲水到疏水特性转变;经有机镀膜后镁合金的腐蚀电流从1840nA/cm2降低到540nA/cm2、腐蚀电位从-1.454V上升到-1.340V,且电荷传递电阻从2.24kΩ·cm2提高到16.88kΩ·cm2,从而有效地提高了镁合金基体的耐腐蚀性能。

摘要：本文设计一种上下层致密、中间多孔的“三明治”梯度结构材料,多孔层分别采用19.6、23.0和333.3 J/mm3的能量密度制备出A、B、C三种不同孔隙率的梯度结构,并对其组织和力学性能进行研究。结果表明:A型结构孔洞是无明显取向的连通孔,多孔层看不到明显的初生β柱状晶;B型结构是大量孤立孔伴随少量垂直于成形方向的连通孔,含有少量不连续的β柱状晶;C型结构多孔层的孔洞是截面为近圆形的孤立孔,多孔层中存在粗大的等轴晶。A型结构下致密层和多孔层的结合强度仅为72.3 MPa,在热应力作用下产生开裂;B型结构的拉伸强度可以达到979.1 MPa,伸长率为4.54%;C型结构的抗拉强度为1121.7 MPa,伸长率为7.05%。A、B、C型梯度结构的压缩弹性模量分别为19.7、31.5和43.7 GPa。

摘要：在粉末注射成形中,喂料熔体中的聚合物在充模阶段由于非均匀的熔体前沿速度将导致坯件非均匀收缩、坯件密度变小和翘曲变形。基于充填过程数值模拟提出实现在粉末注射成形过程中的注射速率优化方法,以获得均匀熔体前沿速度从而减少喂料中聚合物非均匀收缩以实现提高成形坯件密度。通过模拟熔体前沿面积变化曲线的与螺杆行程的关系,确定分级注射点;结合分级注射点对应的注射量与螺杆注射位置的对应关系,导出一个简化的分级注射参数。由模拟和实验表明,该方法能获得较为均匀的熔体前沿速度,熔体前沿速度的标准方差从优化前14.6cm/s下降到优化后的4.2cm/s;生坯平均密度由从优化前5.34g/cm3提高到优化后的5.54g/cm3,生坯样本方差由从优化前0.235g/cm3下降到优化后的0.0823g/cm3。

摘要：在大型压铸机的设计中引入拓扑优化技术,结合工程实际应用情况,基于有限元-拓扑优化方法,利用优化准则算法,按照变密度法求解拓扑优化的固体各向同性惩罚微结构模型(SIMP模型),应用Hyperworks软件对压铸机模板结构进行了拓扑优化,得到更合理的材料分布。在满足产品技术指标的同时,相对于传统的设计结果,模板应力的最大值为205MPa下降到47.3MPa时,重量由初始设计的23.6T下降到19.12T,模板变形最大值从0.29毫米下降到0.245毫米,实现了结构轻量化的目标,得到了适合工程应用的优化模型并实现工程应用。