选区激光熔化钛镍形状记忆合金的超弹性研究

超弹性钛镍合金用于制造航空航天功能性器件,采用选区激光熔化成形方法可显著提高功能性器件设计和制造的自由度与复杂度。通过对选区激光熔化成形后的试样进行微观组织特征和超弹性行为分析,研究了材料在不同加载工况下的超弹性性能。研究结果表明:在20次循环试验中,超弹性行为表现优异且具有6%应变范围的相变平台,马氏体相变开始与结束应力出现约4MPa的小幅衰减,相变应力稳定,累积残余应变仅为1.8%;随着应变幅值的增加,合金变形过程中消耗的能量值从23N·mm增至156N·mm,耗能值与应变幅值成线性增长关系;在不同应变速率下,合金的超弹性行为未发生明显变化。不同加载工况下,选区激光熔化成形的钛镍合金与传统方式制造的钛镍合金相比,超弹性行为表现得更加稳定,利于制造性能稳定的功能性器件。     

激光回馈测量技术在航空精密制造中的应用

航空精密制造技术的发展水平已经成为衡量国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一。随着机械加工技术、电子电气技术、自动控制技术以及信息技术的高速发展,在此之上集成的航空精密制造技术得到了空前的飞跃,不断涌现出新技术、新工艺和新产品。与此同时,随着技术和产品的精度性能逐渐提高,对关键参数的精密测量的需求逐步增大。但是对于航空制造中的器件而言,很多测量需求无法由传统的测量方案满足。激光回馈效应是指激光器出射的激光被外部待测物体表面反射或者散射回到激光器内对激光器输出光强、偏振态和相位进行调制的一种现象。激光回馈效应进行精密测量具有高灵敏度,可实现非配合目标,如黑色、粗糙、柱面、微小型或液体目标的测量;结构紧凑,易于调节;测量结果分辨率高,可溯源到激光波长等优点。利用激光回馈效应,可以对航空制造中的零件进行精密测量,实现加工过程中的精密定位和部件实时工况的精密监测,对于提高航空制造精度,促进行业发展具有不可替代的作用。     

成果简介

１光导锑化铟器件制造工艺光导锑化铟器件是红外探测器的重要组成部分。光敏器件的制造工艺质量决定探测器的响应率、探测率、响应波段的优劣。制造光导锑化铟探测器的关键工艺是减薄、抛光和粘片工艺。其技术难点是器件光敏面积大和克服振动噪声两个方面。形成器件的锑化...     

TWT微型折叠波导紫外激光微加工研究

行波管(TWT)是真空电子器件中的重要一类,正在向高频段乃至太赫兹频段发展。由于器件尺寸与工作波长的共渡性,导致随着频段的提高,高频慢波互作用结构的尺寸越来越小;当太赫兹频段时,折叠波导关键尺寸从毫米级减小到微米级,慢波结构的制造技术成为高频段行波管研发的关键技术之一。基于此,开展在玻璃wafer基体上采用紫外激光微加工技术制造微型慢波结构,文章对这种方法进行了初步探索,分析了不同频率下的激光光束对玻璃表面、盲槽底部、振镜接纹处和槽深宽的影响。     

增材制造钛铝合金研究进展

钛铝合金具有轻质、高强、耐高温等优异特性,在航空领域,特别是在航空发动机涡轮叶片上具有重要应用价值。然而,钛铝合金的室温脆性大、热变形能力低,使得采用传统的锻造、精密铸造、粉末冶金等技术均难以制造具有复杂形状,特别是具有内部空腔结构的钛铝合金叶片,限制了其性能的进一步提升。增材制造技术能够突破形状的制约,有望发展成为制造钛铝合金复杂结构零部件的新技术。目前,应用于钛铝合金的增材制造技术主要有电子束选区熔化、选区激光熔化和激光金属沉积。本文调研了增材制造钛铝合金领域2010~2020年的文献,对上述3类增材制造技术的原理和特性、所使用合金粉末的特性、打印构件的相组成、组织形貌和热处理工艺、宏观和微观力学性能及其在航空领域的应用等研究进行了对比分析和评述,并对增材制造钛铝合金发展中所存在的问题及下一步研发重点进行了总结和探讨。     

硅纳米晶体浮栅存储器件特性研究

通过硅(Si+)离子注入使硅纳米晶体存在于SiO2层中充当离散浮栅,制造出纳米晶体浮栅存储器件,测试器件的阈值电压变化(△Vth)、耐擦写能力和数据保持能力,得到该纳米晶体浮栅存储器件的存储特性。测试结果表明,该纳米晶体浮栅存储器件具有大的△Vth和较快的写/擦速度、非常好的耐擦写能力和很好的数据保持能力,具有应用于航空航天设备中的潜力。     

航天产品中高电压器件的材料工艺及其故障分析

本文介绍了航天工程中高电压器件使用的材料、材料的电气参数、器件的制造工艺,分析了器件出现故障的原因,最后就故障防护提出了一些建议。     

先进纳米制造技术及应用——访长江学者特聘教授、华中科技大学机械科学与工程学院教授史铁林

(多):纳米技术、信息技术和生物技术并列为21世纪的三大科技,而纳米制造则是支撑它们走向应用的基础.那么,纳米制造是如何定义的?其主要特征是什么? 史铁林:美国科学基金会将纳米制造定义为构建适用于跨尺度集成的、可提供具有特定功能的产品和服务的纳米尺度的结构、特征、器件和系统的制造过程.     

21世纪的制造技术和加工设备（下）

２１世纪的制造技术和加工设备（下）中国航空信息中心丁立铭４原型件快速制造技术原型件快速制造技术是砂型铸造、精密铸造、失蜡铸造和注塑造型成形模具的全新制造技术，可以显著降低制造成本，缩短制造周期，对小批量生产产品具有重要意义。目前，原型件制造技术有两种...     

激光增材制造技术的研究现状及发展趋势

增材制造技术能够快速将复杂结构的三维数据模型直接转化为实体零部件,是一种快速发展的数字化制造技术.激光增材制造技术是增材制造技术中最具代表性的一类,在增材制造技术领域扮演着重要的角色.主要介绍了两种典型的激光增材制造技术:激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术和激光金属直接成形(Laser Metal Direct Forming,LMDF)技术的原理与特点,归纳了其发展和研究现状,指出了激光增材制造技术的发展趋势.     

Laser joining of CFRTP to titanium alloy via laser surface texturing

Grid pattern was textured on Ti-6Al-4V alloy (TC4) substrate surface by nanosecond laser system. Laser joining of carbon fiber reinforced thermoplastic composite (CFRTP) to TC4 joints were performed, and the effect of texture grid depth was investigated. The contact angle of molten CFRTP on textured TC4 surface was measured and the tensile-shear force was tested. The fracture surface and interface morphology were observed. The results indicated that the wettability of molten CFRTP on TC4 surface improved remarkably after laser textured TC4. Shear force of CFRTP/TC4 joints was increased by 156% after laser textured TC4 surface. When the depth of grid was deeper than 100 μm, contact angle increased and incomplete filling of molten CFRTP in grid occurred, the shear force thus decreased gradually. Resin-carbon fibers mixture was adhered on the fracture surface of TC4, and the variation tendency of adhesion ratio was consistent with that of shear force. TC4 matrix was exfoliated from substrate and adhered at the fracture surface of CFRTP, indicating stronger mechanical interlocking occurred at the joining interface after laser textured TC4 surface. Beside mechanical interlocking, compound layer consisted of CTi_0.42V_1.58 carburization phase was also confirmed at interface, suggesting that chemical bonding also occurred at the joining interface.     

微克量级激光微烧蚀质量测量方法

激光微推进性能研究离不开比冲的测量,烧蚀质量测量的好坏一定程度上决定了比冲的测量精度。提出了一种激光微烧蚀质量测量方法——体积修正法,介绍了此方法的构建思路和原理,与平均质量法和体积估算法进行了比较分析,建立了激光微烧蚀质量测量装置,以透射式激光烧蚀黑纸靶为例,对实验结果进行了分析。研究表明:此方法能够有效测量微克、十微克量级的激光微烧蚀质量,测量精度较高,为激光微烧蚀质量的性能研究提供了一种简便、快捷的测量手段。     

激光微推进的靶特性研究进展

2003年,首款激光等离子体微推力器(micro-Laser Plasma Thruster,μLPT)应用于美国空军微小卫星姿态轨道控制,激光微推进技术越来越受到业内人士的广泛关注。总结了激光微推进的五种工作模式,并进行了简要分析,重点关注了激光微推进技术发展过程中的靶特性研究现状,介绍了靶材物态和靶材结构两个方面的推进性能研究进展,并对其进行了分析,对激光微推进技术的进一步发展形成了一些认识和建议。     

透射式激光等离子体微烧蚀推力性能研究

激光等离子体微推进技术经过近10年的发展,越来越受到业内人士的广泛关注。针对透射式激光等离子体微烧蚀物理过程,构建了理论分析模型,并进行了仿真。结合仿真结果,分析了激光脉宽和靶材的选取对烧蚀产生的推力和冲量的影响,提出了激光微烧蚀推进参数设计过程中,需要注意的几个问题。采用冲击摆系统测量激光微烧蚀靶材推力特性,对理论模型进行修正,与实验结果对比,模型与实验测量结果符合良好。     

复合材料的加工工艺与连接技术

介绍了复合材料的传统机械加工、特种加工及其结构连接,其中特种加工主要介绍高压水射流、激光及超声波技术。     

工业气体分析中的气相色谱分析技术进展

当今气相色谱技术、多维色谱技术已成为色谱技术的“核动力”,将这些技术整合成先进的微型化分析仪更成为色谱技术的革命性变革,本文着重对两大色谱技术及仪器微型化做了详细的阐述.     

吸气式激光推力器概念设计

以发射10kg级微小卫星为航天任务背景,基于地面推力1000N的设计指标,分析了吸气式激光推进的主要性能参数,依据所建立的激光推进能量相似律理论和数值计算研究结果,对激光参数、聚焦系统和喷管子系统进行设计,完成了封闭的吸气式激光推力器概念设计循环。所提出的二次反射聚焦系统与抛物形喷管组合的吸气式激光推力器概念模型经数值计算程序验证,可以获得地面500N/MW的冲量耦合系数。所提出的设计理论和方法对激光推力器概念设计有一定的参考价值,是研制激光推力器模型的重要基础。     

微细电解铣削加工模型及实验研究

 对微细电解铣削加工技术进行了深入研究。将分层加工技术应用到微细电解加工过程中,显著改善了加工稳定性;建立了微细电解铣削加工的数学模型;基于电化学刻蚀原理,在线制得直径小至10 μm的圆柱电极;分组实验并验证了加工模型中各参数如：电极直径、加工电压、电解液浓度、铣削层厚度等对微细电解铣削加工精度的影响。通过优化加工参数,成功加工出了深三角结构和四棱台微型腔,形状精度高,加工稳定性好。     

显微CT检测技术在复杂结构焊缝无损检测中的应用

针对复杂结构焊缝的检测问题,开展了三维显微CT检测技术研究。分析了复杂结构焊缝的常规射线检测难点,利用三维显微CT检测技术焦点尺寸小(微米级)、检测分辨率高等优势,对复杂结构电子束对接焊缝、端面焊缝以及钎焊缝进行了检测,得到了良好的检测效果。实验结果表明,通过三维显微CT检测技术可实现复杂结构焊缝的三维检测,进而实现对微气孔、微裂纹、未焊透等缺陷的识别、定位与测量,为焊缝质量评估提供依据。     

高超声速风洞小滚转力矩测量技术研究

 简介了小滚转力矩测量技术 :小滚转力矩天平、自由滚转法,重点介绍了气动中心高速所研究的气浮天平技术,气浮天平技术具有小滚转力矩天平经济、直观的优点,同时具有自由滚转法精度高的优点。在微量滚转力矩的测量中,角度偏差和同轴度偏差将直接影响到滚转力矩的测量精度,应根据滚转力矩的测量精度对角度偏差和同轴度偏差进行控制。