不同材料模型的超弹TiNi合金法向接触的有限元分析

采用多线性弹性和双线性等向强化两种材料模型，对在法向力载荷作用下的TiNi形状记忆合金进行有限元模拟。结果表明：多线性弹性模型不适合用来分析TiNi合金的超弹性；而通过用最大弹性变形量(与屈服极限对应的极限应变值)来模拟TiNi合金的超弹性，采用双线性等向强化模型可以描述TiNi合金的超弹性与产生的最大Von Mises弹性应变及最大Von Mises塑性应变之间的关系，能够为以TiNi合金作为机敏材料、耐磨材料及耐磨膜层材料设计提供依据。最后，在该材料模型下，将用有限元方法与用纳米力学探针得到的位移与载荷关系曲线进行对比，两者相差不大。     

基板温度对PVD薄膜分维的影响

采用动态蒙特卡罗(KMC)方法研究物理气相沉积(PVD)制备薄膜过程中基板温度对薄膜微观结构的影响,并用分维理论研究薄膜表面的复杂程度.该KMC模型中既包括入射原子与表面之间的碰撞,又包括被吸附原子的扩散.模拟中用动量机制确定被吸附原子在表面上的初始构型,用分子稳态计算(MS)方法计算扩散模型中跃迁原子的激活能,用红黑树选择跃迁路径并更新系统跃迁机率.研究结果表明:基板温度大于500 K时,薄膜表面分维均小于2.04,表面光滑,而当基板温度小于500 K时薄膜分维随基板温度降低而增大,表面随基板温度升高变得越来越粗糙,直到基板温度降到250 K时,分维达到最大的稳定值2.32,表面情况非常复杂,具有细致的皱褶和缺陷.分维与基板温度之间的关系说明高基板温度有利于分维小、表面光滑薄膜的制备,而低基板温度使薄膜分维增大、表面结构更加复杂.该研究结果与基板温度对PVD薄膜表面粗糙度影响的研究结果趋势上一致,分维能更细致地评价薄膜表面的复杂程度.     

新型缸套-活塞环零部件摩擦磨损试验机及其测控系统

介绍了一种新型摩擦磨损试验机，同时以组态王（Kingview）工业控制组态软件为开发平台，为该试验机设计了一套测控系统，实现了对该试验机的实时监测与控制、现场模拟、报警报表以及故障诊断等功能。该系统经调试已经投入现场运行，结果表明该系统运行稳定，达到了设计要求。本试验机的研制成功与本测控系统的成功应用为缸套一活塞环配对副摩擦磨损特性评价提供了一种新的、方便快捷而又有效的方法。     

添加La2O3快速无压烧结制备高红外透过率Al ON陶瓷

利用La₂O₃作为烧结助剂,分别采用D₅₀为1.1μm和2.0μm的AlON粉体,在1 880℃保温2.5 h快速无压烧结成功制备了红外透过率达80%～84%(3 850 nm处)的AlON陶瓷。基于AlON粉体粒度研究了La₂O₃掺量对陶瓷透过率的影响规律,并通过研究高透光性AlON陶瓷烧结过程升温阶段的物相组成、微观结构及致密化进程,揭示了其致密化机制。结果表明,La₂O₃对Al ON分解具有一定的抑制作用,使样品中的α-Al₂O₃含量较低,从而避免了颗粒的早期团聚、粗化等,为后期致密化烧结奠定了良好的基础,同时,高致密度高透光性Al ON陶瓷的快速无压烧结制备表明La₂O₃能为后期烧结提供充足的动力。     

升温速率对Y-α-sialon陶瓷致密化及微观结构的影响

根据Y-Si-Al-O-N相图设计Y2O3掺杂α-sialon陶瓷的组成,采用热压烧结方法在1900℃保温30min制备了设计成分为Y0.4Si9.8Al2.2O1.0N15的sia-lon陶瓷,研究了升温速率对陶瓷致密化过程、物相组成以及微观结构的影响规律。结果表明,所制备的陶瓷相组成均为α-sialon;不同升温速率陶瓷的致密化过程曲线变化趋势相同,但随升温速率增大向高温区平移,收缩的起止温度和峰值收缩速率均随升温速率增大而增大;快速升温有利于提高晶核密度,抑制柱状晶发育,柱状晶的尺寸和长径比随升温速率增大而减小。     

强流脉冲离子束辐照镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能

采用强流脉冲离子束在束流密度为200 A/cm2、辐照次数为1~10次条件下对AZ31镁合金微弧氧化膜进行辐照改性处理。采用扫描电子显微镜对氧化膜的表面及截面形貌进行表征;在Princeton Applied Research(PAR)2273型电化学工作站测量氧化膜的极化曲线。结果表明:在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下氧化膜表面获得连续、致密的改性层;以3.5%NaCl溶液为腐蚀液,氧化膜表面发生的腐蚀过程由辐照前的活化溶解向辐照后的钝化-孔蚀击穿转变;在束流密度200 A/cm2、5次辐照条件下击穿电位提高到最大值-800 mV(vs SCE)。强流脉冲离子束辐照产生的连续致密改性层是氧化膜耐蚀性改善的主要原因。     

船舶柴油机气缸套拉缸机理的试验研究

根据模拟试验的相似准则设计磨损试验,研究对船舶航行安全构成严重威胁的异常磨损现象,例如拉缸和咬缸。试验结果表明硬化相的性能和含量与试验所选用的材料耐磨性相一致,且随着载荷的增加,材料发生拉毛的时间呈指数关系下降,本文根据摩擦副三滑磨面接触模型,进而提出摩擦界面温度升高导致粘着以及摩擦副表面的强烈摩擦导致硬化相的碎裂甚至折断等因素是气缸套异常磨损的根本原因,为预防气缸套拉缸或者咬缸提供了理论依据。     

球磨时间对碳热还原AlON粉体相组成的影响

以纳米γ-Al2O3和活性炭为原料,采用碳热还原法合成AlON粉体,研究原料粉末在行星式球磨机上的球磨时间对合成粉体物相组成的影响规律。结果表明,在2~24 h内混合原料粉末时,延长原料粉末的球磨时间可有效细化活性炭,提高混合粉末的比表面积,提高Al2O3和活性炭混合的均匀性,有利于纯相AlON粉体的合成,而对于球磨时间较短的原料粉末,可以通过提高烧结温度或延长保温时间促进AlON相形成。经24 h球磨的原料粉末在1 750℃碳热还原60min获得的纯相AlON粉体,在1 880℃无压烧结制备了最大红外透过率为81%的AlON透明陶瓷(3 mm厚样品)。     

NiTi合金涂层的穴蚀过程研究

本文采用磁至伸缩式穴蚀试验机研究爆炸喷涂NiTi合金涂层的穴蚀性能。试验表明，热处理对NiTi合作层的耐穴蚀性能有明显的影响，在180min的试验时间内，穴蚀失重差别可达到2倍。穴蚀形貌观察结果表明，未热处理涂层表现出严重的脱落现象。其原因是适当的热处理工艺可以有效地低涂层的热应力和机械应力，合金元素进行充分的扩散，提高合金成分均匀性，降低相应阻力，提高了NiTi合金涂层的超弹性，从而提高其耐穴蚀性。