喷射参数对Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层结构及耐磨性的影响

采用喷射电沉积的方法在不同喷射电压和喷射速度参数下制备了Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层,并利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损仪等分别对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度和摩擦因数进行了表征和分析。结果表明:Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层中各元素分布均匀,除喷射速度为0.5 m/s的样本外,镀层表面无明显纳米颗粒团簇现象;Ni-Co-BN(h)镀层为晶态结构,晶粒细小,Ni(111)和Co(111)为其主要生长面,Ni原子与Co原子间形成了单一的α相固溶体;喷射电压和喷射速度参数对Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的表面形貌、显微硬度和自润滑性能等均有影响,且过低的喷射速度直接影响到镀层的使用寿命;当喷射电压为18 V,喷射速度为1.5 m/s时,Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的硬度最高,摩擦因数最低,镀层表现出较好的减摩和自润滑性能。     

超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的制备及耐腐蚀性能研究

为提高45钢基体材料的耐腐蚀性能,采用电化学法与氟硅烷修饰相结合的方式在45钢基体表面制备超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、表面粗糙度、润湿性及耐蚀性能进行了研究。结果表明:采用电沉积法制备的Ni-P-Al2O3镀层表面均匀、致密,且无明显气孔缺陷,接触角测试表明其表面达到了超疏水状态,而经电化学加工后,镀层表面形成不规则的微凹坑结构,表面粗糙度值明显增大。经电化学测试,与普通Ni-P-Al2O3镀层相比,超疏水Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀电流密度、腐蚀速率均更小,表现出优异的耐腐蚀性能。     

宇航级气体轴承斯特林制冷机研发

通过Sage建立-80℃温区气体轴承斯特林制冷机热力学模型,成功开发了宇航级气体轴承斯特林制冷机并进行试验测试。环境温度23℃,供液温度30.5℃时(流量70 L/h),方波驱动输入功率为279.6 W,制冷量为68.5 W@-87℃;正弦波驱动输入功率179.5 W,制冷量为43.96 W@-87℃;正弦波驱动输入功率99.1 W,制冷量为22.5 W@-87℃。制冷机组件最大稳态噪声为45.4 dBA,满足舱内稳态噪声不超过50 dBA的要求。通过了宇航级力学和热环境适应性并开展了可靠性及寿命试验,采用线性外推法计算得出寿命在172 800 h以上,满足空间站的可靠性及寿命(6.67年)的要求。2022年7月24日随问天实验舱成功发射进入空间站,实现了中国气体轴承制冷机首次在轨验证,填补空白。目前制冷机正常开机运行,已在轨累计运行2 730 h,已经冷冻了包括植物样品、细胞样品及相变单元等15批样品,样品随神舟14号飞船下行。     

基于超表面的动态可调太赫兹空间功分器北大核心CSCD

在无线通信系统中，空间功率的灵活分配有助于实现不同辐射方向信号覆盖强弱的按需调节，提升不同方向通信质量与用户体验。本文提出了一种动态可调的太赫兹空间功分器，可以用于太赫兹波信号在不同空间信道上的强度分配与动态调控，也可应用在双空间信道上进行高效信号调制。全波仿真实验证明，所提出的超表面功分器基于极化转换与波前控制的方式，能够很好地实现设计预期的功能。该功分器既能通过对入射载波信号功率进行二次动态分配的策略，为不同空间信道上通信质量的保障提供帮助；也可单独作为信号调制器使用，通过双空间通道半周期延迟同时完成两路信号的高效率调制。所提出的超表面器件将可能在无线通信、信号控制等领域具有潜在应用价值。     

优化变分模态分解与集成机器学习的风力机滚动轴承故障分类研究

针对滚动轴承振动信号特征提取及故障分类困难这一问题，提出了一种基于鲸鱼算法(WOA)的滚动轴承特征信号提取与极限梯度提升的机器学习方法。以模态信号包络熵最小为适应度函数，对变分模态分解(VMD)层数和惩罚因子进行寻优处理。根据所得最佳分解参数对原始信号模态分解，得到各模态分量并根据能量波动法进行特征信号的筛选，最后根据模态分量建立极限梯度提升学习模型。对四类信号进行学习训练和故障分类。结果表明：WOA-VMD与XGBoost结合可以有效降低信号噪声，得到轴承的故障特征，并能够有效的识别出故障类型。