Tribological performance of UV picosecond laser multi-scale composite textures for C/SiC mechanical seals: Theoretical analysis and experimental verification

The performance of mechanical seals can be improved by using multi-scale composite textures with spiral grooves and micro-dimples, but without a clear texture function mechanism, it is difficult to optimize the textures on the sealing surface. This research established a mathematical model based on the mass-conservative JFO cavitation boundary to analyze the mechanical seal performance of multi-scale composite micro-textures. We use the multi-grid method for numerical solutions, investigate the hydrodynamic lubrication characteristics of composite-textured mechanical seals, and inspect the coupling effect of micro-dimples and spiral grooves. We also analyzed the influence of the geometrical parameters of composite textures on the sealing performance and optimized the sealing surface textures using theoretical analysis. The numerical analysis showed that the multi-scale composite-textured mechanical seal produced a coupling effect between the micro-dimples and spiral grooves, which improved the lubrication of the sealing pair. Eventually, C/SiC mechanical seal bench tests confirmed the tribological improvement of composite textures compared with the un-textured seal under various sealing liquid pressures and rotation speeds. Through comparing the Stribeck curve, the multi-scale composite textured C/SiC mechanical seals have a lower and more stable friction torque than the un-textured.     

气体开关触发间隙与过压间隙击穿特性研究

为研究快脉冲直线变压器驱动源（FLTD）多间隙气体开关的触发击穿特性，针对一种环形电极两间隙等效实验开关，开展不同触发电压、工作系数和电极材料下的击穿特性实验，对比两个间隙的击穿延时和抖动，分析间隙击穿特性的主要影响因素和作用机制。实验结果表明：触发间隙击穿延时主要受触发电压影响，而工作系数是过压间隙击穿延时的主要影响因素；开关抖动主要来自于触发间隙，触发间隙抖动随触发电压的增大明显减小，过压间隙抖动基本不随触发电压和工作系数变化且维持在较低值；石墨电极开关的击穿延时和抖动明显小于不锈钢、黄铜和钨铜电极开关，具有良好的触发击穿性能。通过分析指出，是否有预电离可能是两个间隙击穿特性差异的主要原因。     

过时效温度对连续退火制备DP1180钢组织性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和室温拉伸等技术对DP1180钢的微观结构和力学性能进行了表征。结果表明,冷轧退火后钢的微观组织主要由铁素体(F)、马氏体(M)和少量贝氏体组成。在230℃过时效处理时,马氏体主要呈板条状,铁素体呈多边形,粒状贝氏体含量较少。随着过时效温度的升高,板条状马氏体含量减少,粒状贝氏体增加,碳化物明显增加。随过时效温度的不断上升,抗拉强度降低,伸长率增加。过时效温度为270℃时,抗拉强度为1255.0 MPa,伸长率为11.39%,强塑积为14.29 GPa·%,综合力学性能最佳。DP1180钢的合理的过时效温度区间为230～306.8℃。     

不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

为提高奥氏体不锈钢(ASS)的耐磨性及赋予其抗菌性能,应用改进的活性屏离子渗氮(ASPN)技术,将纯铜冲孔板置于不锈钢冲孔板上面作为活性屏的顶盖,对316奥氏体不锈钢在低温下(430℃)进行表面渗氮处理,在其表面形成由含Cu抗菌沉积层和S相(氮在奥氏体中的过饱和固溶体γ_N)硬质支撑层组成的功能梯度复合改性层。用扫描电镜(SEM)及其所附能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征复合改性层的组织形貌、成分及相结构。用显微硬度计和往复摩擦磨损试验机测试了基体和复合改性层的显微硬度和摩擦磨损性能,用金黄色葡萄球菌进行体外抗菌试验评价复合改性层的抗菌性能。结果表明,在偏压达到250 V后,形成了连续分布的硬质S相扩散层和含Cu沉积层组成的复合改性层。改性层表面最高硬度可达928 HV0.05,与Si₃N₄小球对磨时比磨损率较基体降低约57.76%,显著提高了不锈钢的耐磨性。抗菌试验表明,复合改性层与金黄色葡萄球菌接触24 h后,对金黄色葡萄球菌抗菌率提高到98.5%。改进的活性屏离子渗氮技术制备的功能梯度复合改性层可以有效提高...     

过滤铸造对高硅铝合金中初晶硅尺寸的控制

初晶硅颗粒的细化是过共晶高硅铝合金制备过程中的一个主要问题。本研究提出了一种通过过滤的方式来获得含有细化初晶硅颗粒的高硅铝合金的方法。在过滤铸造的过程中,过共晶硅铝合金熔体保持在Al-Si二元相图共晶线偏上一点的温度。大颗粒初晶硅被筛网阻拦下来,细小的初晶硅颗粒连同共晶熔体穿过筛网进入下部坩埚冷却结晶。在本研究中通过以上方法所制备的高硅铝合金中硅的质量分数约为27%,初晶硅颗粒的平均直径在45 μm以下,圆度为1.43,布氏硬度为70 HB。通过该方法有望制备出初晶硅颗粒球形度更高、硅含量更高的高硅铝合金产品。     

锰渣与再生砖骨料制备免烧砖的性能及应用

锰渣与再生砖骨料均属于大宗固废,提升大宗固废利用率具有重要的环境效益和经济效益。本文利用锰渣、再生砖骨料等制备了免烧砖,探究了锰渣掺量对免烧砖各项性能的影响,且对其微观结构及有害物质浸出行为进行了分析。结果表明:制备的免烧砖外观质量优良,色泽均一,尺寸标准;结合强度要求和抗冻性要求,锰渣掺量不超过10%(质量分数)时,可制备出强度、耐水性和耐久性优异的MU20免烧砖,锰渣掺量不超过15%时,可制备出性能优异的MU15免烧砖;掺适量锰渣的免烧砖中形成了较多的钙矾石相,有利于强度发展。锰渣和再生砖骨料制备的免烧砖可以应用于人行道等市政工程,应用效果良好。研究结果可为锰渣低碳资源化利用以及生态砖制品的生产和应用提供技术支持。     

中间包水模型数据的流出百分比分析方法

针对已有停留时间分布曲线或F曲线分析方法在归一化过程中,将单流中间包流出百分比或多流中间包中各流流出百分比之和限定为100%,将示踪剂流出总量信息掩盖,导致结果不精确的问题,本工作提出了流出百分比的分析方法,通过计算可以将物理实验结果转化为各流实时的流出百分比曲线。以流出百分比曲线为基础,计算得到时间加权平均方差和剩余示踪剂百分比,并以此对单流、四流中间包水模型实验结果进行分析。结果表明,采用流出百分比方法能对实验结果进行校对,进一步验证实验的可重复性。同时可对比双挡墙和U型挡墙控制装置设置下,四流中间包监测时间终点流出百分比差异及两倍理论停留时间时刻的死区比例大小。并可直观对比多流中间包不同挡墙下各流的一致性,及在单流堵塞后示踪剂在其他各流的分配及一致性。     

The energy consumption in a batch stripper and a batch rectifier

The energy consumption in a batch rectifier and a batch stripper was investigated with a shortcut mathematical model. The minimum energy consumption of a batch stripper was compared to that of a batch rectifier under “general constant reflux” and “general constant distillate composition” with the ratio of minimum energy consumption E _S /E _R . When the feed contains a large amount of light component, the product purity specification is low and the relative volatility is small, the minimum energy consumption of a batch stripper is less than that of a batch rectifier under “general constant reflux” and “general constant distillate composition”. When the feed contains a small amount of light component, the product purity specification is very high and the relative volatility is low, a batch stripper can also consume less energy only in the “general constant distillate composition” operation mode. In other cases, a batch rectifier can consume less energy.     

深亚微米集成电路静态功耗的优化

随着工艺的发展,器件阈值电压的降低,导致静态功耗呈指数形式增长。进入深亚微米工艺后,静态功耗开始和动态功耗相抗衡,已成为低功耗设计一个不可忽视的因素。针对近年来提出的各种降低静态功耗的设计方法,本文进行了总结。对源极反偏法、双阈值法、变阈值法、多阈值法的原理和应用进行了分析和说明,并通过对各种方法的优缺点进行比较,旨在为集成电路设计人员提供减小静态功耗方面的设计思路和努力方向。