水溶性合成酯极压添加剂的不锈钢切削实验

为了了解新型的水溶性合成酯极压添加剂KLG-3的切削效果,用乳化液(10%KLG-3)进行AISI 304不锈钢车削实验,通过粗糙度、刀具寿命、刀具磨损、切屑和切削力的比较,了解该微乳化液与多种传统切削液及干切削的切削效果差异。结论显示:10%KLG-3在减少刀具磨损和改善加工表面光洁度方面有良好效果,优于大部分传统切削液,因此非常适合于不锈钢切削。KLG-3的微乳化液的综合切削效果相对干切削效果有显著改善,已经达到传统切削液效果,可以代替传统切削液使用。     

单晶锗纳米切削过程分子动力学仿真与实验研究（英文）

为深入理解单晶锗纳米切削特性,提高纳米锗器件光学表面质量,采用三维分子动力学(MD)模拟方法研究了单点金刚石压头与单晶锗表面的接触和滑动过程。研究了压头在滑动切削过程中的材料变形、切削力、切屑堆积、表面形貌尺寸。仿真结果表明,随着垂直载荷的增加,切削力、表面形貌尺寸、切屑堆积在接触过程中逐渐增加,且与切削速度无明显关联。切削过程中切削力波动的根本原因是由于单晶锗晶格破坏引起相变的产生和能量波动。为了验证仿真结果的正确性,使用纳米划痕仪对单晶锗进行了纳米切削实验。实验结果与仿真结果一致,验证了MD模型的正确性和有效性。     

定向切削铜纤维烧结成形（英文）

分析定向切削铜纤维烧结载体的成形机理,研究烧结温度、烧结氛围和烧结时间对烧结成形的影响,并且分析不同烧结条件下烧结纤维的拉伸力学性能。结果表明,烧结温度和烧结氛围对烧结成形具有重要影响,而烧结时间的影响不是特别显著。在低温还原氛围和800°C下烧结60 min,可以形成烧结颈使得纤维之间紧紧连结在一起,并且在纤维表面形成粗糙的微结构,同时可以获得最佳的拉伸力学性能。     

振动辅助切削加工技术研究现状（英文）

随着精密与超精密加工技术的不断发展和成熟,将振动辅助切削技术应用到精密与超精密加工中去已成为发展的一个必然趋势。结合国内外研究人员的研究成果,介绍了超声振动辅助切削技术的基本原理,综述了超声振动辅助切削技术的优势以及研究现状。     

烧结不锈钢纤维多孔材料腐蚀行为（英文）

烧结金属纤维多孔材料是一种优质高效新型功能材料。通过浸泡试验、动电位极化扫描、金相分析及SEM扫描电镜等试验对316L不锈钢纤维多孔材料的腐蚀机理进行了系统的研究。研究发现:晶界腐蚀和蚀坑对材料的腐蚀过程均有影响;纤维烧结点处比纤维杆处耐蚀;随着孔隙率的增大,纤维毡的腐蚀失重量增大,腐蚀程度更严重。     

微波烧结316L不锈钢纤维毡研究（英文）

烧结不锈钢纤维多孔材料是一种结构功能一体化材料,在冲击能量吸收和过滤分离等领域有广泛应用。利用微波加热法制备了316L不锈钢纤维多孔材料,利用μ-CT,SEM等研究了微波烧结工艺对材料微观结构和力学性能的影响。结果表明微波烧结工艺明显降低了材料的烧结温度,缩短了烧结时间,由此抑制了纤维杆上晶粒的生长,材料的力学性能也得到了提升。微波电磁场在金属纤维间引发的微电弧可起到加快烧结进程的作用。     

不锈钢/有色金属异质接头的性能优化（英文）

不锈钢/有色金属异质接头对于先进机械和传统体系设计的前沿研究具有十分重要的意义。本文作者对钛基和铁基两种异质合金进行焊接以提高异质接头的力学性能。在粘接压力范围为1~9 MPa(步长为2 MPa)、750°C和60 min条件下进行焊接获得异质接头。同时比较了采用不同机制和方法得到的钛基和铁基异质接头的力学性能。结果表明,扩散焊接钛、铁基异质金属接头的力学性能得到明显改善。异质金属接头优异的力学性能主要是由于在扩散区产生了能避免脆性Fe-Ti基金属间化合物形成的厚度约为200μm的Ni金属第三相。所得异质接头的最大抗拉强度为560 MPa,伸长率约为11.9%,这是至今为止文献所报道的最佳值。当焊接压力不低于5 MPa时,异质接头显示出加工硬化效应。异质接头中钛基有色金属的膨胀率远高于黑色金属(不锈钢)的膨胀率。采用SEM技术研究反应区的详细情况,并用XRD验证SEM的结果。分析异质接头的力学、物理和断裂性能随焊接参数变化的原因。     

高氮不锈钢的奥氏体晶粒长大规律（英文）

通过实验数据拟合计算和经验公式预测相结合的方法对高氮不锈钢的原始奥氏体晶粒长大规律进行研究,主要研究了奥氏体化温度和保温时间对实验钢原始奥氏体晶粒尺寸的影响规律。结果表明:经验公式适用于预测实验钢的原始奥氏体晶粒尺寸(AGS)。虽然高氮不锈钢的奥氏体晶粒尺寸会随着奥氏体化温度的升高和保温时间的延长而逐渐增大,但是由于实验钢中析出细小氮化物的钉扎作用,会对奥氏体晶粒粗化有一定的抑制作用。并基于高氮不锈钢的AGS实测数据推导出了Arrhenius型方程,结果显示计算结果显示与测量数据具有良好的一致性。     

基于分子动力学的金属钛纳米振动切削研究（英文）

采用分子动力学模拟方法进行了金属钛的纳米振动切削和普通纳米切削的比较研究。结果表明:在相同仿真条件下,单向振动X、Y向切削力平均值仅为普通切削的1/3左右;椭圆振动切削(elliptical vibration cutting,EVC)相比单向振动切削,剪切角变大,切屑的塑性变形降低,同时主切削力以及背吃刀力值均降低;单向振动切削和EVC的切削温度呈近似正弦脉冲变化,对比普通加工,振动切削的温度显著下降;相比于单向振动切削EVC的工件平均切削温度略高。     

基于分子动力学的金属钛纳米切削过程研究（英文）

采用基于分子动力学的仿真方法建立了金属钛纳米切削分子动力学模型,选择了有代表性的切削条件,通过仿真得到瞬间原子位置图像并对切削过程中材料去除现象、加工表面形成过程、系统势能和工件温度等的变化进行了分析。发现在金属钛的纳米切削过程中切屑和加工表面是由于晶格能的释放和位错的不断延伸扩展形成的。已加工表面原子的弹性恢复和晶格重构能够减缓总势能和温度不断增加的趋势,并使其伴随有微小波动。     

单晶锗纳米切削温度场分布及各向异性对切削温度的影响研究（英文）

为深入理解单晶锗纳米切削特性,提高纳米锗器件光学表面质量,首次采用三维分子动力学(MD)的方法研究了单晶锗纳米切削过程中工件原子的温度分布情况,研究了晶体的各向异性(100),(110),(111)晶面对切削温度的影响及切削温度对切削力的影响。结果表明,在切削过程中最高切削温度分布在切屑当中,达到了460 K。刀具的后刀面与已加工表面之间的区域也有较高的温度,在400 K以上。在3个不同的晶面中,(111)晶面的切削温度最高,(111)晶面的原子密度最大,即为单晶锗的密排面,释放出的能量最多。切削温度对切削力也有影响,切削温度越高,工件中原子受到的切削力越小。     

新型铜硫浮选分离硫氨酯捕收剂的合成及吸附机理（英文）

设计合成一种新型铜硫浮选分离捕收剂：O-异丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯(IPDTC)。先利用密度泛函理论计算IPDTC的电子结构。结果表明,IPDTC比O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯(Z-200)具有更高的最高占据分子轨道能量和更低的电负性。根据相互作用能判据预测IPDTC具有较强的捕收能力。浮选试验表明,IPDTC对黄铜矿和黄铁矿的捕收能力强于Z-200。通过表面张力、吸附量、XPS、FTIR和zeta电位等方法研究捕收剂的浮选机理。研究发现,IPDTC可降低溶液表面张力。IPDTC在黄铜矿表面的吸附能力强于黄铁矿,这与浮选试验结果相吻合。FTIR、zeta电位和XPS结果表明,IPDTC通过形成Cu—S—C键在黄铜矿表面发生较强的吸附作用,但在黄铁矿表面的吸附作用较弱。     

化学还原法合成Cu纳米粒子（英文）

通过室温化学还原合成Cu纳米粒子(CuN Ps)。采用硼氢化钠还原Cu~(2+)离子,并用聚乙烯吡咯烷酮进行稳定化处理。考察还原剂/前驱体盐(RA/PS)比值的变化对CuN Ps粒径和形貌的影响。利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成的材料进行表征。UV-Vis光谱显示,569 nm处存在一Cu NPs的等离激元峰;另一峰位于485 nm处,为Cu_2O的特征峰。XRD分析表明,合成的材料为fcc-Cu相,并含有少量的fcc-Cu_2O化合物。SEM和TEM研究显示,当RA/PS比值为2.6时,得到粒径约7 nm的半球形CuN Ps微粒。过量的聚乙烯吡咯烷酮稳定剂对于防止CuN Ps的氧化至关重要。另一方面,当RA/PS比在2.0～1.84范围内时,获得较大粒径的多面体形Cu_2O颗粒,最大粒径可达150nm。此外,在RA/PS比为1.66时,得到在其尖端具有量子限域效应的星形Cu_2O粒子。     

碳酸亚乙烯酯添加剂对LiFePO_4/石墨电池高温循环性能的影响（英文）

研究成膜添加剂对材料结构稳定性及LiFePO4/石墨电池高温循环性能的影响。分别测试添加和未添加碳酸亚乙烯酯(VC)的18650电池的高温循环性能,并通过充放电测试、交流阻抗、扫描电镜、X射线能量色散光谱以及拉曼光谱等方法研究VC对电池正、负材料结构的影响。结果表明:VC添加剂在提高石墨结构稳定性的同时显著抑制LiFePO4材料中的溶铁行为;此外,VC添加剂阻止电解液在负极表面还原分解及负极表面SEI膜的增厚,也阻止电解液在LiFePO4电极表面的分解;含有VC添加剂的电解液可以有效改善LiFePO4/石墨电池在高温下的循环稳定性。     

葡萄糖辅助水热合成钙钛矿纳米材料（英文）

以钛酸四正丁酯和相应的硝酸盐为反应物料,KOH作为矿化剂,葡萄糖作为添加剂,通过水热法在200°C反应12 h成功合成了纳米粒子钛酸钙(CaTiO_3)、钛酸铅(PbTiO_3)和钛酸锶(SrTiO_3)。产物在空气中退火除去与碳元素有关的杂质就可以得到相应的纯相样品。为了进行比较,用没有加葡萄糖的水热方法制得了相应的PhTiO_3、CaTiO_3和SrTiO_3。这6个样品经过XRD分析证1明均为钙钛矿型结构。如果可以在其他钙钛矿材料上应用,这种方法将会很有意义。     

熔盐电化学合成NbC-Sn复合粉末（英文）

研究在900°C的CaCl_2-Na Cl熔融盐体系中,以SnO_2、Nb_2O_5和碳粉为前驱体,使用电化学还原和原位碳化的方法,成功制备出NbC-Sn复合粉体材料。通过对不同反应阶段的产物进行分析,研究反应过程机理。考察前驱体中碳粉物质的量变化对最终产物的影响,并通过酸浸NbC-Sn粉体的方式制备NbC。研究表明通过该方法制备出尺寸分别为50～100 nm和200 nm的NbC和Sn颗粒,两者紧密地聚集在一起。SnO_2在烧结过程中被碳还原为金属Sn,Nb_2O_5在熔盐中被逐步电化学还原为金属Nb,并与碳反应生成NbC。其中,历经了铌酸盐的形成与分解、低价铌氧化物的形成与进一步还原等过程。当阴极片中的碳不足时,会造成铌氧化物还原不完全并形成Nb_3Sn。复合粉体材料通过HCl水溶液浸出,能够获得分散性很好的NbC粉体材料。     

6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究（英文）

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6HSiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现:初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

单晶锗纳米切削过程应力场分布的分子动力学研究（英文）

采用分子动力学方法研究了材料原子的应力场分布以及不同刀具角度对应力分布的影响。采用近邻平均法计算了切削过程中不同时刻的hydrostatic应力和von Mises平均应力值。结果表明,在单晶锗的纳米切削过程中,最大平均应力集中于刀具尖端的亚表面区域,最大应力值为8.6 GPa。在切屑中也有很高的应力值,在4.2 GPa左右。此外,刀具的角度也对应力场的分布有很大影响,绘制了不同刀具角度的切削力曲线。发现,刀具前角对切削力有显著影响。刀具采用负前角切削时切削力最大,而刀具后角对切削力没有影响,这与宏观切削理论相一致。     

刀具磨损对单晶铝纳米切削过程的影响（英文）

基于分子动力学的理论建立了单晶铝的纳米切削仿真模型,比较研究了在刀具未磨损和刀具磨损条件下对切削过程的影响。研究表明:相比于刀具未磨损,在刀具磨损的情况下,已加工表面质量有所下降,基体上出现了大量的位错等缺陷;切削力也全部有所升高,其中刃口半径磨损对切削力影响最为显著,在相同的切削条件,相比于刀具未磨损升高约为17. 78%,后刀面磨损和前刀面磨损对切削力的影响基本相同,提高了约7. 98%;刀具温度和工件的温度也都有不同程度的升高,其中,工件的温升更高。刀具刃口半径磨损对温升影响最大,达到稳定切削时,刀具的平均温度相比于刀具未磨损升高约为7. 2%。     

切削深度对单晶γ-TiAl合金力学性能的影响（英文）

通过分子动力学模拟方法建立了单晶γ-TiAl合金的纳米切削模型和拉伸力学模型,研究了不同的切削深度对工件力学性能的影响。首先详细分析了切削过程中晶格转变和微观缺陷演化之间的关系;然后系统探讨了不同的切削深度对工件应力-应变曲线、位错形核位置和断口位置的影响。研究结果表明:在纳米切削过程中,晶格转变数量随着切削深度的增加而增加,并且与微观缺陷演化具有一致性;在一定切削深度范围内,切削后工件的屈服应力和弹性模量会有所提高。另外,切削深度对工件的位错形核位置和断口位置有较大的影响,切削后工件位错形核于工件的亚表面,而未经切削的工件其位错形核于边界处;工件的断口位置随着切削深度的增加向拉伸端靠近。