激光熔覆TiC增强Ni-Fe-Al材料的组织和性能研究

工业的快速发展对材料的性能提出了更高的要求,新材料高质量的制备是其应用的关键。激光3D打印技术,为新材料的制备方法提供了新的思路和方向。尤其是在陶瓷颗粒增强的金属基复合材料制备方面,激光3D打印技术有着独特的优势。激光3D打印利用粉末材料微区熔融快速凝固的特点,可以避免陶瓷粉末偏析和凝聚的问题,显著提升材料的制备质量。因此,本文将基于3D打印技术,在不锈钢和镍基合金上开展不同比例TiC陶瓷颗粒增强Ni-Fe-Al粉末激光熔覆的工艺试验,并进行陶瓷增强的金属基复合材料的制备机理研究。本文通过改变激光功率、激光频率、激光扫描速度、离焦量等参数,探索激光熔覆工艺参数对熔覆层的宏观形貌和微观组织的影响规律。利用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等检测设备,对熔覆条截面的组织形貌和相成分组成进行分析;使用维氏硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆条截面的硬度和耐磨性能进行表征和分析。主要工作和结论如下:(1)对激光熔覆工艺进行了探索研究。利用控制单因子变量法研究单个工艺参数对熔覆质量的影响,找到了激光熔覆工艺参数对熔覆质量的影响规律,并得到了较优的激光熔覆工艺参数组合;分别在不锈钢和镍基合金基板表面制备出表面形貌良好的单道金属基陶瓷复合材料熔覆条;(2)利用LSCM、SEM、EDS、XRD等检测设备对试样的宏观形貌和微观组织结构进行观测和表征分析,发现通过激光熔覆工艺可以得到形貌规则、金相组织良好,且增强相弥散分布的单道熔覆条;(3)利用显微硬度计、摩擦磨损试验机对试样的硬度和摩擦磨损性能进行检测。发现熔覆条硬度随着TiC粉末加入比例增高而增高,而熔覆条底部耐磨性能随着其加入比例的增高而下降。本文利用优化后的激光熔覆工艺参数,制备出了组织致密,且无明显缺陷的TiC陶瓷颗粒增强的Ni-Fe-Al基复合材料。说明了通过激光3D打印技术制备陶瓷增强金属基复合材料的工艺可行性

激光熔覆TiC增强Ni-Fe-Al材料的组织和性能研究

工业的快速发展对材料的性能提出了更高的要求,新材料高质量的制备是其应用的关键。激光3D打印技术,为新材料的制备方法提供了新的思路和方向。尤其是在陶瓷颗粒增强的金属基复合材料制备方面,激光3D打印技术有着独特的优势。激光3D打印利用粉末材料微区熔融快速凝固的特点,可以避免陶瓷粉末偏析和凝聚的问题,显著提升材料的制备质量。因此,本文将基于3D打印技术,在不锈钢和镍基合金上开展不同比例TiC陶瓷颗粒增强Ni-Fe-Al粉末激光熔覆的工艺试验,并进行陶瓷增强的金属基复合材料的制备机理研究。本文通过改变激光功率、激光频率、激光扫描速度、离焦量等参数,探索激光熔覆工艺参数对熔覆层的宏观形貌和微观组织的影响规律。利用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等检测设备,对熔覆条截面的组织形貌和相成分组成进行分析;使用维氏硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆条截面的硬度和耐磨性能进行表征和分析。主要工作和结论如下:(1)对激光熔覆工艺进行了探索研究。利用控制单因子变量法研究单个工艺参数对熔覆质量的影响,找到了激光熔覆工艺参数对熔覆质量的影响规律,并得到了较优的激光熔覆工艺参数组合;分别在不锈钢和镍基合金基板表面制备出表面形貌良好的单道金属基陶瓷复合材料熔覆条;(2)利用LSCM、SEM、EDS、XRD等检测设备对试样的宏观形貌和微观组织结构进行观测和表征分析,发现通过激光熔覆工艺可以得到形貌规则、金相组织良好,且增强相弥散分布的单道熔覆条;(3)利用显微硬度计、摩擦磨损试验机对试样的硬度和摩擦磨损性能进行检测。发现熔覆条硬度随着TiC粉末加入比例增高而增高,而熔覆条底部耐磨性能随着其加入比例的增高而下降。本文利用优化后的激光熔覆工艺参数,制备出了组织致密,且无明显缺陷的TiC陶瓷颗粒增强的Ni-Fe-Al基复合材料。说明了通过激光3D打印技术制备陶瓷增强金属基复合材料的工艺可行性

316L不锈钢粉末激光熔覆工艺研究

为了探索激光工艺参数对316L不锈钢粉末在304#不锈钢板上熔覆质量的影响规律,发现最优的工艺参数,利用实验室自行设计组装的光纤激光熔覆系统对其进行了一系列的激光熔覆工艺试验。用激光共聚焦显微镜、维氏硬度计以及其他方法,对不同组合的工艺参数(激光功率、熔覆速度、激光频率以及离焦量等)下单道熔覆的试样的表面形貌和横截面质量进行了检测和分析,发现了工艺参数对熔覆质量的影响规律,并据此确定了一个最佳的熔覆参数组合范围,在这个范围内得到的熔覆试样结果显示,熔覆条表面光滑,有完整的熔覆条纹,无气孔和裂纹

接触热导率对CFRTP/不锈钢激光直接连接温度场的影响

为了提高碳纤热塑复合材料(CFRTP)/不锈钢激光直接连接(LDJ)数值模拟的准确性,在实验的基础上拟合得到接触热导率计算公式,建立了考虑界面接触热阻的三维有限元传热模型。理论仿真结果与实验结果的对比分析表明,与传统模型相比,热接触模型更符合实际情况,可用于表征夹具压力对激光连接效果的影响。在激光功率为339W、夹具压力为0.1MPa时,传统模型计算的相对误差为12.3%,考虑接触热导率的热接触模型则将相对误差降至2.8%。该模型对提高激光直接连接数值模拟的准确性和工艺参数的优化选择具有重要价值

镍铁铝混合粉末的激光熔覆冶金研究

为了利用高能激光束将镍、铁、铝金属单质的混合粉末快速熔融,得到高性能的镍铁铝合金,并直接用于熔覆,采用激光3-D打印的金属粉末成型的方法,用一台中低功率的光纤激光器,以工程中常用的轧制不锈钢板为基底,研究了一定比例的镍、铁、铝混合粉末的熔覆冶金情况。通过优化激光工艺参量(激光频率、扫描速率、激光功率和离焦量)组合,得到了质量良好的单道熔覆结果。通过激光共聚焦显微镜、晶相显微镜以及扫描电子显微镜等检测手段,对熔覆条的宏观形貌和微观组织进行观察。结果表明,可获得良好的无气孔无裂纹的合金组织,且合金与基板形成了良好的冶金结合;熔覆层硬度低于基板硬度30HV左右,但截面硬度分布均匀。该研究有助于得到各向性质统一的冶金层

7075铝合金纳秒激光微孔加工研究

利用纳秒激光器对7075铝合金进行激光冲击钻孔实验研究,采用控制变量法,分别研究了不同激光脉冲数、激光峰值功率以及不同离焦量条件下对进出孔直径以及孔锥度的影响规律。结果表明,在一定参数范围内,不同激光脉冲数对进出孔直径具有一定影响,激光峰值功率在一定程度上增加会减小孔的锥度,但当峰值功率增加至45.22kW时,大量的熔融物和飞溅物对孔的形貌影响很大;当激光焦点位于工件表面时,可获得最小入口直径86μm,最小锥度为0.38°。研究结果为铝合金激光微孔加工工艺优化和参数选取提供参考

热塑复合材料的焊接方法及其中所用到的掺杂树脂

本发明涉及一种碳纤维热塑复合材料的焊接方法及其中所用到的掺杂树脂，属于复合材料连接固定技术领域。该掺杂树脂包括基体材料和掺杂材料，所述基体材料为透明的热塑性树脂，所述掺杂材料为能够吸收光能转换为热能的有色颗粒，所述掺杂材料在所述掺杂树脂中的体积百分比为0.01％-1％。该掺杂树脂可用做碳纤维热塑复合材料焊接的填充树脂，在焊接时，于待焊接的碳纤维热塑复合材料之间填充一层上述掺杂树脂，并以激光照射该掺杂树脂，激光束在此掺杂树脂内部传输，被该掺杂树脂吸收形成一条热源带，对该填充用的掺杂树脂和碳纤维热塑复合材料的基体树脂进行加热，并使其融化，熔融态的树脂材料在外部压力作用下流动、扩散、凝固，即可形成焊接

新疆野生鸢尾属植物的引种驯化及应用研究

该课题着眼于引种驯化到推广应用的全过程的研究，内容系统完整，包括了引种驯化试验、种苗繁育技术、栽培管理技术以及对中亚鸢尾的生殖生物学方面的研究。研究的技术路线正确，总结提出了系统的栽培管理技术，为野生鸢尾的人工繁育和栽培提供了技术支撑;生殖生物学的研究包括了形态学、生殖生物学和杂交育种等内容，其成果为鸢尾属的杂交育种与集约栽培提供了一定的理论依据。该项目的创新点体现在，引种种类多，覆盖了新疆野生种的50%以上，引种成功率达70%以上，提出了鸢尾属植物的最佳繁育方法和时间，并制定了完整的栽培管护月历。引种驯化与生殖生物学研究规模工作量大，技术难度大，研究方法科学，在国内首次开展了野生鸢尾的专属引种，该项成果具有很大的应用价值和一定的理论价值。目前已初步成为新疆鸢尾属花卉苗木的生产基地和种质资源基因库