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第十九届中国铸造协会年会

作者：潘密蔡波胡耀磊杨宗明杨华周焱何程程婧璠武汉重型机床集团有限公司武汉武重铸锻有限公司华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室武汉软件工程职业学院机械工程学院

采用金相方法对HT250灰铸铁铸件加工面孔洞缺陷的微观、宏观的形貌特征和产生原因进行了比对分析,认为:灰铸铁切削加工后形成的孔洞缺陷实际是灰铸铁中的石墨剥落而形成的,石墨剥落时可能有部分附着基体跟随被剥落,结合实际熔化、加工... 详细信息

采用金相方法对HT250灰铸铁铸件加工面孔洞缺陷的微观、宏观的形貌特征和产生原因进行了比对分析,认为:灰铸铁切削加工后形成的孔洞缺陷实际是灰铸铁中的石墨剥落而形成的,石墨剥落时可能有部分附着基体跟随被剥落,结合实际熔化、加工等控制工艺要求提出了预防和改善孔洞缺陷的具体措施。

关键词：灰铸铁加工面孔洞石墨

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微尺度纤维/金属混杂层板的低约束拉伸变形性能

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锻压技术 2022年第10期47卷 63-71页

作者：王耀宋国鹏杨超魏强赵丽滨胡宁郎利辉河北工业大学机械工程学院天津300401 清华大学苏州汽车研究院(相城) 江苏苏州215134 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

为了研究微尺度下纤维金属层板的变形规律,以TA1钛合金板和碳纤维增强预浸料为原材料,制备了不同类型的微尺度TiGr层板,并通过单向拉伸试验研究了TiGr层板的变形性能。通过改变制备工艺、层板结构、金属层厚度以及设置不同的加载速度,... 详细信息

为了研究微尺度下纤维金属层板的变形规律,以TA1钛合金板和碳纤维增强预浸料为原材料,制备了不同类型的微尺度TiGr层板,并通过单向拉伸试验研究了TiGr层板的变形性能。通过改变制备工艺、层板结构、金属层厚度以及设置不同的加载速度,得到应力-应变曲线。对各种情况下的抗拉强度和伸长率进行对比分析,得到了试验变量对TiGr层板变形过程的影响规律,并分析了层板的断裂失效形式和断口宏观形貌。最终得出:采用低约束工艺制备,加载速度为3 mm·min^(-1)、金属层厚度为0.04 mm情况下,TiGr层板的变形性能最好,其抗拉强度为229.45 MPa、伸长率为27.8%。

关键词：纤维金属层板 TiGr层板微尺度单向拉伸变形性能低约束

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超薄微尺度碳纤维/TA1复合层板的拉伸断裂行为

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锻压技术 2022年第10期47卷 72-81页

作者：郭宏王耀宋国鹏程娥赵丽滨胡宁郎利辉河北工业大学机械工程学院天津300401 清华大学苏州汽车研究院(相城) 江苏苏州215134 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

基于三维Hashin失效准则、双线性牵引-分离法则、B-K失效准则和韧性准则,分别定义纤维增强复合材料层、Cohesive粘结层、超薄TA1钛合金层(0.04 mm)的损伤本构模型,采用Abaqus/Explicit模块并关联VUMAT子程序,对该超薄TiGr碳纤维-钛合金... 详细信息

基于三维Hashin失效准则、双线性牵引-分离法则、B-K失效准则和韧性准则,分别定义纤维增强复合材料层、Cohesive粘结层、超薄TA1钛合金层(0.04 mm)的损伤本构模型,采用Abaqus/Explicit模块并关联VUMAT子程序,对该超薄TiGr碳纤维-钛合金层板进行准静态单向拉伸模拟,并通过准静态拉伸试验对模拟结果进行了验证,研究了超薄TiGr层板的单向拉伸变形规律。结果表明:试验和有限元模拟得到的断裂位移分别为1.60和1.53 mm,二者的相对误差为4.3%;试验与模拟的拉伸断裂缺口部位均为试件圆角区域,证明了有限元模型的准确性。并且,纤维结构对其力学性能的影响比较大:在拉伸前中期,纤维层与金属层表现出较好的协同变形能力;拉伸后期,层板出现轻微分层现象,其协同变形能力逐渐降低,最终超薄TiGr层板各组层同时断裂。

关键词：超薄TiGr层板断裂行为纤维层金属层本构模型准静态单向拉伸

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呋喃树脂砂残留水分控制的工艺研究

呋喃树脂砂残留水分控制的工艺研究

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第十九届中国铸造协会年会

作者：王世良何程杨宗明蔡波金万国陈春生王冰叶文华程婧璠武汉重型机床集团有限公司武汉武重铸锻有限公司华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室武汉软件工程职业学院机械工程学院

对呋喃树脂砂残留水分的主要来源进行了分析和现场测算,通过控制新砂、树脂、固化剂的水分含量,加强砂处理系统设备管理,采用干燥后压缩空气以及强化对新砂和呋喃树脂砂的烘烤操作管控等措施,降低了型芯、地坑型腔和砂箱树脂砂的残留水... 详细信息

对呋喃树脂砂残留水分的主要来源进行了分析和现场测算,通过控制新砂、树脂、固化剂的水分含量,加强砂处理系统设备管理,采用干燥后压缩空气以及强化对新砂和呋喃树脂砂的烘烤操作管控等措施,降低了型芯、地坑型腔和砂箱树脂砂的残留水分含量,减少了铸件气孔类缺陷,提高了呋喃树脂砂铸件的内外部质量。

关键词：呋喃树脂砂型砂残留水分树脂砂干燥实验

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SnO的歧化反应对SnTe热电性能的优化

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无机材料学报 2019年第3期34卷 315-320页

作者：胡慧珊杨君友辛集武李思慧姜庆辉华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室武汉430074

PbTe基化合物是一种热电性能优良的中温区热电材料,但铅的毒性限制了其广泛应用,因此类似化合物SnTe引起了人们关注。但SnTe的载流子浓度较高和晶格热导率较大使其ZT值较低。本研究利用SnO歧化反应对SnTe热电性能实现了协同调控。热压... 详细信息

PbTe基化合物是一种热电性能优良的中温区热电材料,但铅的毒性限制了其广泛应用,因此类似化合物SnTe引起了人们关注。但SnTe的载流子浓度较高和晶格热导率较大使其ZT值较低。本研究利用SnO歧化反应对SnTe热电性能实现了协同调控。热压烧结过程中SnO在500℃左右发生歧化反应生成Sn单质和单分散的SnO2颗粒,Sn单质作为自掺杂可以填充SnTe中的Sn空位,导致载流子浓度降低:相比于SnTe基体,SnTe-6mol%SnO样品在600℃下的电阻率从6.5增大到10.5???m, Seebeck系数从105增大到146?V?K?1。同时,原位反应生成的SnO2第二相单分散于晶界处,多尺度散射声子传播而降低晶格热导率,SnTe-6mol%SnO样品晶格热导率在600℃下仅为0.6 W?m?1?K?1,相比于基体下降了33%左右,从而使SnTe体系的热电性能得到明显提高。最终,当SnO加入量为6mol%时,样品在600℃下的ZT值～1,相比于基体提升了一倍左右。

关键词： SnTe 歧化反应热电性能

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ReX_2(X=S,Se):二维各向异性材料发展的新机遇

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无机材料学报 2019年第1期34卷 1-16页

作者：王人焱甘霖翟天佑华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室武汉430074

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物... 详细信息

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物作为各向异性材料的典型代表,具有可调的可见光波段吸收带隙,极弱的层间耦合作用力,以及各向异性的光学、电学性能,现已成为电子和光电子领域的研究热点之一。本文主要介绍了ReX_2(X=S,Se)的晶体结构和基本性质,总结目前该材料体系主流的合成方法,研究其各向异性物理特性及优化的手段和条件,并对ReX_2的制备和发展进行了展望。

关键词：各向异性 ReS2 ReSe2 综述

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直接CH4固体氧化物燃料电池金属支撑体研究现状与发展

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材料导报 2020年第17期34卷 17149-17154页

作者：李凯高文明杜莹李箭西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 66389部队西安710061 华中科技大学材料科学与工程学院材料成型及模具技术国家重点实验室燃料电池研究中心武汉430074

金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)是一种不同于传统金属陶瓷阳极支撑的新型燃料电池。MS-SOFC以高热导率的不锈钢金属材料作为支撑体,具有成本低廉、结构强度高、启动速度快、抗热震性能好等优点。然而,金属与陶瓷材料在物理和化学... 详细信息

金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)是一种不同于传统金属陶瓷阳极支撑的新型燃料电池。MS-SOFC以高热导率的不锈钢金属材料作为支撑体,具有成本低廉、结构强度高、启动速度快、抗热震性能好等优点。然而,金属与陶瓷材料在物理和化学性能上具有截然不同的特性,将金属引入到SOFC中作为支撑体,在材料选择、电池制备工艺和燃料气体种类等方面面临很多新的问题。近年来关于MS-SOFC的研究,除了金属支撑体的材料和成型工艺外,研究者们主要尝试利用各种先进的薄膜沉积技术制备MS-SOFC的阳极、电解质和阴极,并根据多孔电极和致密电解质的不同微观结构需求,不断优化MS-SOFC制备工艺。为了实现在MS-SOFC中直接使用CH 4基燃料,研究者将纳米催化剂颗粒包覆在金属支撑体的多孔网络骨架表面,从而实现阳极在重整性和抗积碳性的双重优化。此外,通过在金属支撑体外层增加高催化活性的重整层,也可以实现碳氢燃料的原位重整,提高MS-SOFC在CH 4基燃料中的稳定性能。本文讨论了MS-SOFC的发展现状,系统总结了SOFC金属支撑体材料的研究现状,分析了MS-SOFC制备过程中的关键问题。在此基础上,特别关注了直接应用CH 4作为燃料的Ni-Fe合金支撑SOFC,分析了Ni-Fe合金支撑体的结构特性,提出增强Ni-Fe合金支撑体催化活性的措施,探讨了直接CH 4固体氧化物燃料电池金属支撑体未来的发展方向。

关键词：金属支撑体 Ni-Fe合金制备工艺 CH 4燃料

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一种宽域型氧气传感器的制备及其性能研究

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传感技术学报 2020年第12期33卷 1713-1717页

作者：杨斌王超肖建中安康学院化学化工学院新型材料研究中心陕西安康725000 华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

采用流延技术制备了YSZ电解质膜,并在其两面丝网印刷了电极和扩散障,将它们叠层共烧获得了氧气传感器。再将它与在氧化铝基片上丝网印刷铂浆制备的加热器组装获得了传感器器件,并测试了相关性能。加热器温度随输入电压增大而迅速上升,在... 详细信息

采用流延技术制备了YSZ电解质膜,并在其两面丝网印刷了电极和扩散障,将它们叠层共烧获得了氧气传感器。再将它与在氧化铝基片上丝网印刷铂浆制备的加热器组装获得了传感器器件,并测试了相关性能。加热器温度随输入电压增大而迅速上升,在13 V时可达690℃。通过对传感器在空气中线性电压扫描测试,典型的极限电流平台在输入电压为9 V、11 V和13 V时均被发现,表明它在此工作温度范围内具有监测21%以下氧气浓度的能力。扫描电压固定在0.7 V,又在这三种工作温度下测试了它对1%~21%范围内不同浓度氧气的响应电流信号。发现传感器可在10 s内快速响应,信号值与氧气浓度间存在较好的线性关系,且重复性好,表明它具有快速监测宽域氧气浓度的稳定性能。

关键词：氧气传感器宽域型丝网印刷极限电流加热器

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碳纤维增强塑料的纤维取向介电测量方法

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塑料工业 2019年第5期47卷 103-106页

作者：叶庆莹张逸沈关成王云明张云周华民华中科技大学材料成型及模具技术国家重点实验室

针对碳纤维增强塑料的纤维取向测量中制样复杂、基体和纤维对比度不高的现状,提出了基于叉指电容的纤维取向介电测量方法。本文建立了各向异性材料的介电-取向理论模型,完成了叉指电容(IDC)传感器的结构设计与优化,最后通过单向碳纤维... 详细信息

针对碳纤维增强塑料的纤维取向测量中制样复杂、基体和纤维对比度不高的现状,提出了基于叉指电容的纤维取向介电测量方法。本文建立了各向异性材料的介电-取向理论模型,完成了叉指电容(IDC)传感器的结构设计与优化,最后通过单向碳纤维增强聚醚醚酮(CFR/PEEK)板材的电容测量实验和超景深显微观测结果,验证了该方法的可行性。

关键词：纤维取向叉指电容复合材料各向异性

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汽车后备箱底板覆盖件成型的有限元分析

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模具技术 2021年第6期 54-60页

作者：徐淑波薛现猛任国成景财年山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101 华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

以汽车后备箱底板覆盖件为研究对象,利用有限元分析软件Autoform,研究了毛坯尺寸、拉延筋以及压边力的变化对覆盖件成型性能的影响,最后得出最优的设计参数。进行了数值模拟,并对该覆盖件的拉伸模具进行了优化设计,发现模具节点所受作... 详细信息

以汽车后备箱底板覆盖件为研究对象,利用有限元分析软件Autoform,研究了毛坯尺寸、拉延筋以及压边力的变化对覆盖件成型性能的影响,最后得出最优的设计参数。进行了数值模拟,并对该覆盖件的拉伸模具进行了优化设计,发现模具节点所受作用力大,容易发生破坏。最终在优化结果的基础上设计出新模具结构。模拟优化后获得的工艺参数,为数值模拟在汽车覆盖件成型中的应用提供可靠的理论指导。

关键词：汽车覆盖件 Autoform 拉深模具数值模拟

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