检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2023年第22期59卷 265-274页

作者：刘勇达徐杰单德彬郭斌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 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

研究铝合金微型热管这类微型复杂空心挤压型材极易产生内腔偏心缺陷的问题,提出相应的挤压模具的结构设计原则。基于Altair Inspire Extrude Metal有限元分析软件,分析挤压比、焊合室高度、模芯间距和工作带长度对模芯变形的影响规律。... 详细信息

研究铝合金微型热管这类微型复杂空心挤压型材极易产生内腔偏心缺陷的问题,提出相应的挤压模具的结构设计原则。基于Altair Inspire Extrude Metal有限元分析软件,分析挤压比、焊合室高度、模芯间距和工作带长度对模芯变形的影响规律。模拟结果表明,焊合室高度和模芯间距对模芯变形的影响比较显著,而挤压比和工作带长度影响微弱。当焊合室高度提高至某一阈值时,模芯的最大变形量随着焊合室高度增加。模芯间距存在最优值,偏离该值会促进模芯变形。挤压试验结果表明,在较优的模具结构参数下获得壁厚尺寸精度±0.04mm的微型热管型材,对应的主要模具结构参数为挤压比137、模芯间距28 mm、焊合室高度8 mm和工作带长度3 mm。

关键词：微型热管分流模具模具优化铝合金

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激光清洗技术研究进展及挑战(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 89-112页

作者：朱国栋张东赫李志超苏轩金阳徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学激光制造研究中心河南郑州450046

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光... 详细信息

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作,但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求,以航天新一代固液冲压发动机的TA15钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象,介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展,以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。

关键词：激光技术激光清洗清洗机制智能选区工程应用

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MoS_(2)/MoTe_(2)垂直异质结的电荷传输及其调制

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物理学报 2023年第3期72卷 199-206页

作者：温恒迪刘跃甄良李洋徐成彦哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳) 索维奇智能新材料实验室(诺贝尔奖科学家实验室)深圳518055 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

二维材料异质结器件具有纳米级厚度及范德瓦耳斯接触表面,因而表现出独特的光电特性.本文构建了栅压可调的MoS_(2)/MoTe_(2)垂直异质结器件,利用开尔文探针力显微镜(KPFM)技术结合电输运测量,揭示了MoS_(2)/MoTe_(2)异质结分别在黑暗和5... 详细信息

二维材料异质结器件具有纳米级厚度及范德瓦耳斯接触表面,因而表现出独特的光电特性.本文构建了栅压可调的MoS_(2)/MoTe_(2)垂直异质结器件,利用开尔文探针力显微镜(KPFM)技术结合电输运测量,揭示了MoS_(2)/MoTe_(2)异质结分别在黑暗和532 nm激光照射条件下的电荷输运行为,发现随着栅压的变化异质结表现出从n-n^(+)结到p-n结的反双极性特征.系统地解释了MoS_(2)/MoTe_(2)异质结的电荷输运机制,包括n-n^(+)结和p-n结在正偏和反偏下条件下的电荷输运过程、随栅压变化而发生的转变的结区行为、接触势垒对电荷输运的影响、n-n^(+)结和p-n结具有不同整流特征的原因、偏压对带间隧穿的重要作用及光生载流子对电学输运行为的影响等.本文所使用的方法可推广到其他二维异质结体系,为提高二维半导体器件性能及其应用提供了重要的参考和借鉴.

关键词：二维过渡金属硫族化合物异质结电荷传输机制能带结构开尔文探针力显微镜

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激光抛光技术研究进展与发展趋势

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中国激光 2023年第16期50卷 92-110页

作者：刘二举徐杰陈曦陈彦宾单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

近年来,制造业进入了新的发展时期,对表面抛光技术提出了新的要求,激光抛光技术的快速发展为表面抛光智能化高效化提供了新的途径。激光抛光技术具有无污染、应用广、抛光质量稳定和易实现自动化等优点,是一种极具发展前景的工业抛光技... 详细信息

近年来,制造业进入了新的发展时期,对表面抛光技术提出了新的要求,激光抛光技术的快速发展为表面抛光智能化高效化提供了新的途径。激光抛光技术具有无污染、应用广、抛光质量稳定和易实现自动化等优点,是一种极具发展前景的工业抛光技术。但是目前激光抛光技术还不够成熟,仍有一些技术难点亟待解决。从激光抛光机制、激光抛光工艺和激光抛光新技术等方面梳理了近年来激光抛光技术的发展现状,阐述了激光类型、材料特性、工艺参数、抛光机制和抛光质量等多个维度的相互关系,总结了激光抛光技术需要解决的问题,并浅析了激光抛光技术未来的发展趋势。

关键词：激光技术激光抛光抛光机制纳秒脉冲激光表面形貌粗糙度

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碳纤维复合材料飞机蒙皮表面漆层激光清洗工艺研究

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中国激光 2024年第12期51卷 72-85页

作者：顾军义李文琴苏轩徐杰郭斌哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学郑州研究院河南郑州450046 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先... 详细信息

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先利用田口正交阵列开展了不同参数下的清洗实验。随后采用信噪比(S/N)与方差分析(ANOVA)探讨了激光功率、扫描速度、搭接率与重复频率等工艺参数对油漆清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的影响。最后借助红外热成像与高速摄像技术,对激光清洗过程中的温度响应、羽流形成与消逝及漆层动态行为进行了观测。研究结果表明:搭接率是影响清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的最主要参数,扫描速度与激光功率的影响同样显著,而重复频率的影响不显著。CFRP表面油漆的激光去除机制主要以激光热效应造成的热烧蚀、气化为主。

关键词：激光技术激光清洗碳纤维增强复合材料除漆机理清洗工艺

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TA15钛合金氧化膜激光清洗温度场有限元模拟

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中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 318-332页

作者：李志超徐杰张东赫单德彬郭斌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 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规... 详细信息

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规律密切相关.本文采用Comsol Multiphysics商业模拟软件,建立了TA15钛合金氧化膜激光清洗有限元仿真模型,分析了光斑形状、激光能量与加载方式、脉冲宽度等对钛合金氧化膜激光清洗过程温度场变化的影响规律.结果表明,在毫秒脉冲激光作用下基材损伤严重,脉冲宽度越短表面热扩散越小,方形平顶光斑较高斯光斑加热更均匀,矩形脉冲较高斯光斑维持高温时间短,基材不易损伤.当方形平顶微秒脉冲激光以矩形加载方式时,钛合金氧化膜激光清洗效果最佳.

关键词：激光清洗温度场氧化膜钛合金有限元模拟

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超细晶镁合金电流辅助微拉伸变形行为研究

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机械工程学报 2022年第16期58卷 68-76页

作者：虞钧陈万吉徐杰单德彬郭斌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 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电... 详细信息

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电流辅助下材料的流动应力明显降低,且相同条件下超细晶镁合金的抗拉强度较低,而伸长率较高。粗晶试样和超细晶试样的断口形貌明显不同,粗晶镁合金的变形不均匀,韧性断裂后产生局部熔断;超细晶镁合金变形均匀,从试样外表面形成裂纹后产生整体熔断。在此基础上,绘制了超细晶镁合金电流辅助微成形热加工图,结果表明,超细晶镁合金功率耗散效率更高,成形性能明显优于粗晶镁合金。

关键词：微成形电致塑性超细晶高压扭转镁合金

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复杂微型构件特种能场辅助微成形研究进展

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精密成形工程 2024年第7期16卷 23-47页

作者：单德彬李虎山陈俞希丁朝刚徐振海徐杰郭斌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150001 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 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

随着复杂微型构件特征尺寸的不断减小,尺度范围不断扩大,材料种类日益增多,单纯依靠模具施加载荷的塑性微成形技术受到越来越多的挑战,成为制约微型构件实际应用的关键技术瓶颈。特种能场微成形技术利用超声场、电场和电磁场等能场与材... 详细信息

随着复杂微型构件特征尺寸的不断减小,尺度范围不断扩大,材料种类日益增多,单纯依靠模具施加载荷的塑性微成形技术受到越来越多的挑战,成为制约微型构件实际应用的关键技术瓶颈。特种能场微成形技术利用超声场、电场和电磁场等能场与材料相互作用产生的特殊物理效应进行微加工,可以明显改善材料的塑性流动,降低微成形载荷,从而显著提高微型构件成形质量。本文综述了超声场、电场和电磁场等特种能场作用下塑性微成形的研究进展。首先探讨了特种能场作用下材料力学性能响应机制及微成形尺度极限,其次介绍了特种能场作用下微成形过程中材料微观组织结构演化与缺陷形成机理,最后总结了特种能场辅助微成形的关键工艺参数及其对成形质量的影响规律,强调了通过优化工艺参数实现高精度成形的重要性,为复杂微型构件的低成本、高效制造提供了新的技术路径。

关键词：微成形尺度效应微观组织特种能场微型构件

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衬板轧制铝/镁/铝复合板的波纹界面结构及形成机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第4期33卷 1038-1053页

作者：霍鹏达李峰王野李超哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学先进制造智能技术教育部重点实验室哈尔滨150080 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150001

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,... 详细信息

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,故而界面轮廓呈现波浪状特征,层间实现互锁连接。界面连接强度为64 MPa,是传统轧制复合板的4倍。力学性能测试表明:衬板轧制复合板的抗拉强度可达210 MPa,比传统轧制法提高12.3%。综上可知,衬板轧制法为高性能铝/镁/铝异质复合板成形制造提供一种新思路。

关键词：衬板轧制铝/镁/铝复合板界面形貌连接强度力学性能

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SUS304不锈钢箔电流辅助微拉伸变形行为研究

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精密成形工程 2023年第7期15卷 1-10页

作者：李虎山曹圆圆朱成席丁朝刚徐杰单德彬郭斌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150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

目的基于电流辅助微拉伸实验,研究SUS304不锈钢箔的流动应力和微观结构的影响规律,为SUS304不锈钢箔的电流辅助微成形工艺提供指导。方法通过电流辅助微拉伸工艺,研究在应变速率为0.001 s^(−1)、频率为100 Hz、占空比为50%的条件下,不... 详细信息

目的基于电流辅助微拉伸实验,研究SUS304不锈钢箔的流动应力和微观结构的影响规律,为SUS304不锈钢箔的电流辅助微成形工艺提供指导。方法通过电流辅助微拉伸工艺,研究在应变速率为0.001 s^(−1)、频率为100 Hz、占空比为50%的条件下,不同电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔力学性能的影响规律,通过扫描电子显微镜和准原位电子背散射衍射分析电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔微观组织的影响规律。结果SUS304不锈箔的流动应力随着晶粒尺寸的增加而降低。脉冲电流的引入可以降低SUS304不锈钢箔的流动应力,同时也降低了SUS304不锈钢箔整体的伸长率。随着电流密度的增加,韧窝尺寸变得大而深,断裂模式由准解理断裂向韧性断裂转变,脉冲电流改善了SUS304不锈钢箔的局部韧性。另外,脉冲电流可以减小KAM值,脉冲电流的引入可以减小几何必须位错密度,对于晶粒尺寸为11.98μm的不锈钢箔,其几何必须位错密度降低得更显著,晶粒间变得更均匀,变形协调性更好。结论采用电流辅助微拉伸有效降低了SUS304不锈钢箔的流动应力。晶粒尺寸较小的SUS304不锈钢箔具有更好的变形协调性。

关键词： SUS304不锈钢箔尺度效应微拉伸力学性能组织演变脉冲电流

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