检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车工程 2024年第12期46卷 2232-2240页

作者：李仲玉贺子桐王剑锋王兵刘逸群张君媛哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院威海264209 湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150001 吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室长春130025

兰姆波具有传播距离长、成本低、对损伤敏感性高的特点,为研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)电池箱因低速冲击造成的目视不可见的冲击损伤提供了巨大的潜力。虽然相对声学非线性参数(relative acoustic non... 详细信息

兰姆波具有传播距离长、成本低、对损伤敏感性高的特点,为研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)电池箱因低速冲击造成的目视不可见的冲击损伤提供了巨大的潜力。虽然相对声学非线性参数(relative acoustic nonlinear parameters,RANP)被证明在量化复合材料冲击损伤程度方面有效,但损伤对其影响机制尚未得到探索。本研究采用实验和仿真相结合的方法,首次研究了不同冲击损伤对兰姆波在CFRP电池箱中传播的影响。为此,首先建立电池箱结构的几何模型,然后针对CFRP开展冲击实验,搭建CFRP电池箱损伤-监测的仿真模型,最后研究分层、基体压缩损伤和纤维拉伸损伤等对CFRP电池箱损伤评估参数的影响。结果表明,建立的CFRP仿真模型计算精度可靠,RANP参数对各模式损伤面积敏感,而对于损伤在厚度方向上出现的位置不敏感;损伤会使兰姆波在传播时产生新的频率成分,计算RANP参数能够分析损伤的程度;损伤程度在较低时,RANP参数大小更多取决于分层损伤,一旦损伤超出某个阈值,RANP参数大小更多取决于纤维断裂等CFRP层内损伤。该研究成果对于汽车碰撞安全部件的结构-功能一体化设计具有重要指导价值。

关键词：电池箱轻量化复合材料冲击损伤兰姆波

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铜与异种材料钎焊的研究进展

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稀有金属材料与工程 2025年第3期54卷 818-836页

作者：龙飞宋克兴张召琦王策何鹏孙军河南省科学院材料研究所河南省先进导体材料重点实验室河南郑州450046 哈尔滨工业大学郑州研究院河南郑州450018 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001

综述了铜的基本属性、结构性和功能性应用,分析了铜钎焊的工艺特点和接头特性。通过评述铜与钢、铝、钛、陶瓷、碳基材料等异种材料的钎焊研究现状,列举了铜与异质结构钎焊的研究实例,剖析了具体钎焊过程中钎料选用、工艺制定、中间层... 详细信息

综述了铜的基本属性、结构性和功能性应用,分析了铜钎焊的工艺特点和接头特性。通过评述铜与钢、铝、钛、陶瓷、碳基材料等异种材料的钎焊研究现状,列举了铜与异质结构钎焊的研究实例,剖析了具体钎焊过程中钎料选用、工艺制定、中间层设计、钎焊装备使用及检测检验的注意事项,指出连接结构和接头界面设计的重要性。提出绿色、智能、可靠、低成本是铜钎焊的发展方向,为铜的工程应用和含铜的异种材料连接结构的钎焊制造提供技术参考。

关键词：铜与异质钎焊钎缝界面组织金属间化合物接头残余应力

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响应型固体功能表面的浸润性可逆调控研究进展

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机械工程学报 2024年第7期60卷 144-173页

作者：吴春亚孙瑞江侯博李曦光吴佳昊刘畅陈明君哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001

浸润性可逆调控响应型表面是一种通过外部刺激响应材料或形貌可控微观结构实现静态/动态浸润性可逆转换的固体表面,可有效解决传统特殊浸润表面性能单一、结构固定等问题,更符合基础研究和工程现场的多样化、时变性应用需求。着眼于表... 详细信息

浸润性可逆调控响应型表面是一种通过外部刺激响应材料或形貌可控微观结构实现静态/动态浸润性可逆转换的固体表面,可有效解决传统特殊浸润表面性能单一、结构固定等问题,更符合基础研究和工程现场的多样化、时变性应用需求。着眼于表面浸润性能主观调控中关键技术的发展态势,综述分析了响应型固体表面的类型特征、制备方法和应用前景。根据外部刺激类型,将响应型功能表面归纳为基于化学组成和基于微观结构两大类,重点围绕光响应型、温度响应型、pH响应型和磁场响应型等功能表面的响应材料、响应原理、调控机制及性能特点展开系统分析,聚焦于两类响应功能表面制备方法,梳理其基本原理、技术特色及其优劣性,并深入探讨了两类表面在可控油水分离、微液滴/流体操控等领域的潜在应用价值。最后指出了浸润性可逆调控表面在发展过程中需要面临的挑战和仍需注重解决的问题,希望能为后续人工响应型功能表面研究工作的大规模推进提供参考。

关键词：功能表面可逆调控浸润性响应类型制备方法应用前景

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铝硅酸盐聚合物聚合机理与动力学研究进展

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硅酸盐学报 2022年第9期50卷 2551-2566页

作者：汪其堃马思齐阳华龙何培刚贾德昌哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所哈尔滨工业大学先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工信部重点实验室哈尔滨150001

近年来,铝硅酸盐聚合物因其原料来源广、工艺低碳绿色和性能独特等而引起学者的关注,并被寄予希望在更广泛的领域发挥作用。但铝硅酸盐聚合物的聚合行为易受原料反应活性的影响,进而引起其力学性能和耐久性等出现大幅波动。诸如上述相... 详细信息

近年来,铝硅酸盐聚合物因其原料来源广、工艺低碳绿色和性能独特等而引起学者的关注,并被寄予希望在更广泛的领域发挥作用。但铝硅酸盐聚合物的聚合行为易受原料反应活性的影响,进而引起其力学性能和耐久性等出现大幅波动。诸如上述相关问题均与铝硅酸盐聚合物的聚合机理、聚合反应动力学以及铝硅酸盐聚合物性能的影响因素与调控途径等直接相关,故本研究就此进行了综合评述,给出相关领域未来研究的发展方向,希望籍此推动低品质铝硅酸盐矿物或铝硅质工业废弃物利用,为中国早日实现“双碳”目标助力。

关键词：铝硅酸盐聚合物聚合机理聚合动力学反应活性溶解行为力学性能

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“航空航天增材制造”专题前言

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中国激光 2024年第10期51卷 9-10+2页

作者：顾冬冬林鑫汤海波何卫锋雷力明陈玮南京航空航天大学西北工业大学西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室中国机械工程学会特种加工分会常务委员和中国材料研究学会凝固科学与技术分会北京航空航天大学北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室中国材料研究学会空间材料科学技术分会空军工程大学航空发动机健康管理与容错控制教育部重点实验室太行实验室工程技术创新中心上海市机械工程学会上海市3D打印材料工程技术研究中心技术委员会中国航空制造技术研究院中国航空工业集团高能束流加工技术研究所高能束流加工技术国家级重点实验室技术委员会

航空航天产品通常具有多品种和小批量生产的特点。相比之下，增材制造技术由于具有无需模具、生产速度快以及能够实现近净成形等优势，在成本和效率方面相比传统制造方法有着显著的优势，特别适合用于制造航空航天领域的复杂结构。在新...

航空航天产品通常具有多品种和小批量生产的特点。相比之下，增材制造技术由于具有无需模具、生产速度快以及能够实现近净成形等优势，在成本和效率方面相比传统制造方法有着显著的优势，特别适合用于制造航空航天领域的复杂结构。在新型号研制与定型阶段，增材制造技术已经发挥了不可替代的重要作用。自20世纪80年代诞生以来，航空航天领域的增材制造技术经历了从快速原型试制到零件装机应用，再到以发动机燃油喷嘴为代表的批量生产阶段；同时，其应用范围也从功能结构扩展到次承力结构，再到现在的大型框梁承力结构，为航空航天飞行器的结构减重和经济性提升等提供了重要支持。

关键词：

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镶嵌结构Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)复相多铁性陶瓷的制备与界面阻抗特性

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稀有金属材料与工程 2022年第3期51卷 1063-1071页

作者：李方喆柯华张洪军邢苗田晶鑫唐晓慧贾德昌周玉哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所黑龙江哈尔滨150080 先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院黑龙江哈尔滨150080

使用溶胶-凝胶法原位制备了具有镶嵌结构的0-3型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)(NBT-CFO)复相多铁性陶瓷,并研究其电、磁性能。通过TG-DTA、XRD等表征手段研究了干凝胶的结晶过程,利用CFO与NBT的差异化结晶温度设计了分步煅烧... 详细信息

使用溶胶-凝胶法原位制备了具有镶嵌结构的0-3型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)(NBT-CFO)复相多铁性陶瓷,并研究其电、磁性能。通过TG-DTA、XRD等表征手段研究了干凝胶的结晶过程,利用CFO与NBT的差异化结晶温度设计了分步煅烧结晶工艺并得到粒径45 nm的NBT-CFO纳米粉体,并烧结得到具有镶嵌结构的0.9NBT-0.1CFO(0.1CFO-SG)复相陶瓷,陶瓷中CFO晶粒均匀分布在NBT晶粒内部。与使用机械混合法制备的复相陶瓷(0.1CFO-MM)相比,具有镶嵌结构的0.1CFO-SG复相陶瓷在250 Hz~1 MHz频率范围内的室温介电损耗均更低,250 Hz时其损耗只有前者的30%。介电温谱、阻抗谱与模谱分析表明,0.1CFO-SG复相陶瓷在350~650℃温区内表现出由铁电-铁磁相界面极化造成的介电弛豫行为,其激活能为0.77 eV。镶嵌结构使0.1CFO-SG复相陶瓷在室温下具有更大的剩余极化和更高的抗击穿场强,提高了其铁电性能。

关键词：复合材料多铁性陶瓷界面介电弛豫阻抗谱

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连续纤维增强3D打印复合材料工艺缺陷及其失效行为研究进展

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4478-4501页

作者：张鑫郑锡涛杨甜甜宋璐阳闫雷雷西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学飞行器复合材料结构研究所西安710072 哈尔滨工业大学航天科学与力学系哈尔滨150001

因设计自由度高、无需模具和快速制造等优点,连续纤维增强3D打印已成为当今最具创新性的先进复合材料成型技术之一。本文综述了连续纤维增强3D打印复合材料工艺缺陷及失效行为的最新研究进展,引入了“干/湿/干湿-混合”的概念对打印工... 详细信息

因设计自由度高、无需模具和快速制造等优点,连续纤维增强3D打印已成为当今最具创新性的先进复合材料成型技术之一。本文综述了连续纤维增强3D打印复合材料工艺缺陷及失效行为的最新研究进展,引入了“干/湿/干湿-混合”的概念对打印工艺进行了系统性分类阐述,重点介绍了由于工艺过程引入的三种缺陷及其特点。随后,归纳了连续纤维增强3D打印复合材料的失效力学行为,并分析了引发失效的主要原因。最后,针对如何减少工艺缺陷、改善失效模式和降本增效对连续纤维增强复合材料3D打印技术的未来进行了展望。

关键词： 3D打印连续纤维工艺缺陷失效模式复合材料

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材料表面微图案结构成型技术及其研究进展

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材料工程 2024年第4期52卷 87-101页

作者：裴云亮姚煜邹文俊彭进宋旭东河南工业大学材料科学与工程学院郑州450001 白鸽磨料磨具有限公司郑州450007

表面微图案结构成型技术作为实现材料表面纹理化并促进材料先进化、功能化的一种手段已经广泛应用到实际生产制造中。根据材料应用领域的差异,表面微图案成型的主要方法包括热压花、化学蚀刻、电火花加工、光刻和3D打印。本文综述了不... 详细信息

表面微图案结构成型技术作为实现材料表面纹理化并促进材料先进化、功能化的一种手段已经广泛应用到实际生产制造中。根据材料应用领域的差异,表面微图案成型的主要方法包括热压花、化学蚀刻、电火花加工、光刻和3D打印。本文综述了不同表面微图案结构成型技术及制备表面纹理化功能材料的基本原理,并列举其在光伏、电子信息、智能制造、超精密制造等领域的实际应用。总结了不同表面微图案结构成型技术的特点及适用范围,提出了实现材料表面纹理化和功能化所面临的关键问题,为表面微图案结构的微加工技术提供了一定参考。

关键词：微图案热压花蚀刻电火花加工光刻 3D打印

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Ni-Mn-Ga合金激光粉末床熔融成形工艺及磁性能

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焊接学报 2025年第4期46卷 52-60页

作者：宫淑鹤钱明芳张学习孙良博哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

文中通过激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)技术,结合热处理工艺优化策略,探索新型制造方案以实现功能性Ni-Mn-Ga合金及其复杂构件的可控制备.结果表明,激光加工制造过程中产生了气孔、裂纹和未熔合等缺陷,裂纹主要源于快... 详细信息

文中通过激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)技术,结合热处理工艺优化策略,探索新型制造方案以实现功能性Ni-Mn-Ga合金及其复杂构件的可控制备.结果表明,激光加工制造过程中产生了气孔、裂纹和未熔合等缺陷,裂纹主要源于快速凝固引起的大热应力.在优化的工艺区间内,成功制备致密度97.5%以上的成形件,材料在环境温度为295~301 K时表现为L2_(1)有序奥氏体结构.经均匀化、有序化和去应力退火热处理后,材料成分均匀性有所提高,相变温度区间变窄,相变特征温度的提高约为20 K,磁化强度显著提高.热处理态材料在环境温度下表现为L2_(1)有序奥氏体和五层调制(5 M)马氏体结构的混合物相.磁感应强度为5 T磁场下,热处理态材料在温度为300 K的饱和磁化强度可达到65.8(A·m^(2))/kg.L-PBF能够制备功能性Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金.

关键词：激光粉末床熔融热处理磁性形状记忆合金 Ni-Mn-Ga合金

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微细电/磁复合功能器件一体化增材制造技术研究

微细电/磁复合功能器件一体化增材制造技术研究

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作者：俞中委哈尔滨工业大学

学位级别：博士

光固化增材制造是一种通过投影光层层固化液态光敏材料以成形复杂三维结构的先进制造技术,具有成形效率高、原料种类多、可拓展性强等特点,因此在航空航天、军事国防以及生物医疗等领域功能器件微型化、集成化制造方面极具应用潜力。部... 详细信息

光固化增材制造是一种通过投影光层层固化液态光敏材料以成形复杂三维结构的先进制造技术,具有成形效率高、原料种类多、可拓展性强等特点,因此在航空航天、军事国防以及生物医疗等领域功能器件微型化、集成化制造方面极具应用潜力。部分关键领域功能器件具有悬臂结构特征以及机、电、磁等多功能复合特性,以用于安全开关的微型鉴码器为例,其具有多层亚毫米级悬齿和嵌入式局部导电环,通过这两部分协同来实现器件功能,然而现有光固化增材制造技术在其悬臂结构层厚方向变形方面的研究局限于厘米级以上,缺乏微细尺度悬臂结构层厚方向变形机理及调控方法研究;现有辅助悬臂成形的支撑方法或需人工去除,或材料种类受限,难以满足微细尺度悬臂结构光固化成形需求;在多功能复合成形方面,现有多材料、多工艺及粒子掺杂方法或工艺流程复杂、效率及精度损失大,或受材料间适配性制约、适用范围窄,在多功能器件集成设计与制造方面能力不足。为此,本文以微型鉴码器为典型器件,针对悬臂特征结构成形和功能集成制造方法展开研究,提出微细尺度下的电/磁复合功能器件一体化增材制造技术。为实现微型鉴码器等典型功能器件悬齿特征结构成形,提出微细悬臂层厚方向变形调控方法,从材料特性与成形过程两方面分析微细悬臂结构层厚方向变形机理,明确变形主要来源;系统分析光敏树脂材料组分特性对固化反应过程及成形结果的影响规律,提出针对悬臂层厚方向变形的材料配比调控策略;设计包含微细悬臂主要结构参数及成形工艺参数的正交试验,使用极差分析和方差分析方法研究主要成形参数对微细悬臂直接成形时层厚方向变形的影响程度和作用规律,提出相应的微细悬臂成形参数优选及调控策略,并通过微细悬臂特征结构制造与功能实验验证结果的有效性。为在工艺参数限定条件下实现微细悬臂结构层厚方向变形调控,提出基于灰度曝光成形部分固化光敏树脂材料的弱支撑方法,阐明弱支撑方法作用原理,建立完整的弱支撑成形工艺流程;通过微细悬臂结构成形实验与材料反应过程实时监测结果,明确弱支撑材料反应程度及力学与流体特性,实现弱支撑工艺精准调控;分析弱支撑方法对光固化成形平面尺寸精度及层厚精度的影响机制,建立弱支撑成形深度方向上的能量穿透累加数学模型,提出成形平面及深度方向精度调控补偿策略,实现微细尺度悬臂及悬空结构弱支撑成形。为满足微型鉴码器等典型器件多功能集成制造及发展需求,基于磁化石墨烯片掺杂光敏树脂,研制同时具备电/磁功能的光固化成形复合材料;研究石墨烯片改性磁化工艺及其对材料磁性的影响规律;通过理论与实验相结合的方法研究磁化石墨烯片掺杂光敏树脂材料稳定性;明确外加电场操控光敏树脂内部磁化石墨烯片偏转排布机理,研究磁化配比、掺杂含量以及电场作用参数等对成形器件电/磁功能特性的影响规律,实现单一材料体系、单步成形工艺下电/磁复合功能器件成形。为验证磁化石墨烯片掺杂光敏树脂材料成形微细尺度电/磁复合功能器件能力,研究磁控局部导电功能器件设计方法与制造工艺,搭建外加电场辅助光固化成形系统装备;提出外部磁场驱动、局部导电区域作为电路连通触点的器件复合功能设计策略,设计并制造微细悬臂开关功能器件,能够通过磁场控制并联支路特定次序通断,以及信息编码齿轮功能器件,能够通过磁场控制编码信息以电路通断信号形式传递,实现微细尺度电/磁复合功能器件特性分布灵活可控设计及一体化成形。

关键词：光固化增材制造微细悬臂结构层厚方向变形功能复合材料一体化成形

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