常用固体润滑薄膜的辐照损伤研究进展

摘要:固体润滑薄膜以其优异的减摩抗磨性能、化学稳定性和高温稳定性在航空航天、核工业及机械制造等领域得到广泛应用。然而,在太空、核反应堆等极端环境中,固体润滑薄膜易受辐照损伤而导致润滑性能失效。本文首先介绍了3 类常用的固体润滑薄膜:二维层状润滑薄膜、碳基润滑薄膜和金属基润滑薄膜,并概述了它们在辐照和摩擦学方面的研究进展。然后,提出了该领域目前存在的问题,并总结了该领域未来的发展方向。最后,针对固体润滑薄膜在辐照环境下面临的挑战,从热退火处理、元素掺杂、多层复合膜结构设计、界面调控、晶粒细化5 方面展望了提高3 类常用的固体润滑薄膜抗辐照性能的措施。该综述旨在帮助研究人员了解该领域研究的重要性及紧迫性,以推动具有优异抗辐照性能的固体润滑材料在苛刻辐照领域的发展应用,从而确保其机械部件在极端环境下的可靠性和稳定性。

激光刻蚀与电沉积复合技术制备超疏水表面的研究进展

摘要:超疏水表面因其卓越的防腐、自清洁、防冰等性能,在表面工程、应用科学及微纳制造等领域展现出重要的应用潜力。因此,超疏水表面的制备及相关工艺优化已成为当前学术研究的热点。其中,激光加工与电沉积技术因其工艺成熟性,在超疏水表面制备中得到了广泛关注。本文系统地综述了激光、电沉积及其复合工艺在制备超疏水表面的研究现状。首先,阐述了超疏水表面的定义及润湿性理论,并详细分析了电沉积和激光刻蚀作用机理,归纳了相关研究成果;其次,针对激光与电沉积复合工艺,总结了其在制备超疏水表面方面的优势及研究进展;最后,讨论了当前复合工艺在实际应用中面临的技术瓶颈,并对未来的研究方向进行了展望。

激光增材制造表面完整性理论与控制技术的研究现状

摘要:激光增材制造技术虽然具有极高的设计灵活性和制造多功能性,但在应用中其制造的一致性、重复性和质量的可靠性、可预测性难以保证,这就意味着开展表面完整性的理论与控制技术研究,实现以服役性能的精准保证为目标的加工过程定量控制,将成为推动激光增材制造过程精准调控的关键。因此,通过实验和仿真来研究工艺-结构-性能-服役(PSPP)关系是进一步提高增材制造能力的行之有效的策略。本文首先简要概述了激光增材制造技术的分类,并对过程控制进行了描述;然后,讨论了表面微观结构、内部缺陷、表面粗糙度和残余应力如何影响激光增材制造构件的力学和服役性能;并探讨了引入机器学习对PSPP 的非线性过程的影响;最后,讨论了激光增材制造表面完整性控制技术未来的发展趋势。

异质材料钎焊技术与应用研究进展

摘要:轻量化、高性能与多功能化是当前制造业的新兴趋势,在该趋势的推动下,材料连接技术逐渐向多材料、混合结构的方向发展,从而显著提升了对异质材料连接的需求. 异质材料连接技术能够充分发挥不同材料的性能优势,满足现代工业对结构轻量化、功能集成化和性能最优化的要求. 然而,异质材料在连接过程中,由于物理、化学和热力学性质的显著差异,容易出现物相不相容、受热不均匀、界面化合物不稳定、残余应力较大等难题. 针对上述问题,文中总结了近年来异质材料钎焊领域的相关研究和应用现状. 首先,从被连接母材的角度出发,介绍了陶瓷与陶瓷基复合材料、高温合金和金刚石3 种典型异质材料钎焊问题的研究热点;其次,从连接方法的角度,介绍了熔钎焊等新兴钎焊工艺和技术的发展现状;最后,总结了异质材料钎焊技术的应用以及所面临的关键问题,并对其未来的发展趋势和技术难点进行了展望.创新点: (1) 从被连接母材和连接技术两个角度出发,梳理了国内外关于异质材料钎焊连接问题的研究现状.(2) 提出了异质材料钎焊技术所面临的问题,并展望了其未来发展方向.

焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术

摘要:目前,焊接结构件焊缝成形质量的无损检测仍普遍采用低效率、低精度的目视方法. 为改善这一现状,一种基于结构光视觉的焊缝成形质量在线检测技术被提出,建立的3D 坐标识别模型,赋予了该技术对空间3D 信息的感知能力,融合YOLOv5 与空间距离判断法的图像处理算法,从结构光图像中自主判定焊缝的类型,并自动测量焊缝的几何尺寸,如焊缝宽度、余高与焊脚尺寸等,该算法不再局限于焊缝轮廓的监测,还可准确地识别、分类与定位各种焊缝几何缺陷,如焊缝超高、错边、未焊满下垂、咬边、焊瘤、凸度过大与焊脚不对称等,并根据ISO 5817:1992 标准在线自主评定缺陷的质量等级. 结果表明,该技术对焊缝几何尺寸的测量精度可达10−2 mm 量级,对焊缝几何缺陷的质量等级评定准确率达100%,完全满足自动化焊接生产线在线评定焊缝成形质量的技术要求.创新点: (1) 设计了对接焊缝和角接焊缝同等适用的成形质量在线检测技术.。(2)实现了焊缝几何尺寸的精确测量.(3) 实现了焊缝几何缺陷的准确识别、分类、定位与质量等级评定.

激光冲击微成形研究现状及展望

摘要: 激光冲击微成形是一种基于高能脉冲激光诱导等离子体冲击波实现微纳米级塑性变形的先进制造技术。系统综述了激光冲击微成形的原理及装备、尺寸效应、技术应用、最新应用拓展和局限性, 并进行了总结与展望。激光冲击微成形的核心装备主要包括高能脉冲激光系统、精密运动控制系统和约束烧蚀系统等, 实现高能脉冲对微纳米结构的精准成形。该技术已广泛的在微压印和微拉深等领域展开深入研究, 并较为成功地用于微纳结构的制备和生产中。同时, 基于该技术开发了以激光冲击微液压成形、激光冲击微气泡成形和激光冲击微铆接成形等新兴的激光冲击微成形技术, 促进了激光冲击技术的多元化发展。最后基于该技术现有的发展及相关局限性, 对其进行了系统性的总结与展望。

复杂薄壁构件电磁成形制造技术的发展与展望

摘要:介绍了电磁成形工艺的技术特色和难点问题, 从材料的宏微观变形角度分析了电磁成形工艺对不同合金微观组织演变的影响规律, 研究了材料的宏微观断裂行为并总结了该工艺的增塑机制, 探讨了电磁成形工艺对零件回弹的控制能力及内应力振荡衰减的影响。从成形工艺角度, 综述了当前不同板管类零件成形的多级多向电磁力调控方案, 归纳了现有的电磁复合成形工艺研究现状。电磁成形技术从单一的电磁力成形不断向复合工艺方向发展, 成形零件类型向极端尺寸、变截面和多曲率等方面扩展, 零件的成形极限和精度均得到了显著提升。电磁成形在应用材料、尺度效应和多工艺耦合等方面的研究还有待进一步完善。

机器学习在增材制造中的研究进展

摘要:增材制造(Additive manufacturing,AM)技术的迅速发展为复杂结构部件的构建与功能梯度材料的实现提供了新的可能性。但是其工艺过程涉及复杂的多物理场耦合与动态演化机制,易引发孔隙、翘曲和裂纹等微观缺陷,进而对成形质量与结构性能构成严峻挑战。机器学习(Machine learning,ML)技术凭借数据驱动优势,逐步应用于增材制造的设计优化、工艺参数调整、质量预测与缺陷检测等领域。本文综述了增材制造主要工艺及其控制特性,分析了传统物理建模在复杂耦合过程下的局限性,并系统探讨了监督学习、无监督学习、深度学习与强化学习等算法在3D打印工艺参数优化、过程异常检测、内部质量评判等关键任务中的应用,最后展望了智能化AM系统在实时感知、自适应控制与反馈优化、多模态融合与物理引导建模等方向的发展潜力。

冷喷涂高温合金:研究现状、挑战与展望

摘要:冷喷涂技术凭借其固态沉积特性,在制备高质量金属涂层、高效高速损伤修复及增材制造领域展现出显著的优势及应用潜力。然而,该技术在喷涂高强度高温合金材料时,仍存在涂层孔隙率高、强度不足、无塑性等技术挑战。本文系统综述了冷喷涂高温合金的临界沉积条件及其影响因素,重点探讨了沉积态材料的显微组织特征及其与性能(尤其是拉伸性能)的关联,并总结了显微组织与性能优化的主要方法,比如喷后热处理、喷后热等静压、激光辅助冷喷涂、原位喷丸辅助冷喷涂沉积等。为拓展冷喷涂高温合金工程应用,今后需要极大改善高温合金粉末的变形条件及沉积窗口,降低工艺成本,并通过复合处理技术改善冷喷涂态高温合金涂层的性能,为推动其在航空航天修复领域的应用提供理论依据与技术指导。

加工钛合金用硬质合金铣刀的研究进展及现状

摘要:本文综述了近年来应用于钛合金加工领域的硬质合金铣刀的研究进展与现状。钛合金因其优异的机械性能和耐腐蚀性,在航空航天、生物医疗等领域得到广泛应用,但其加工难度大,对刀具材料及结构提出了更高要求。硬质合金作为主流切削工具材料,可以通过刀具结构设计、涂层技术以及参数选择等方面的发展,显著提升刀具寿命和加工效率。未来,硬质合金铣刀的发展将更加注重复合材料的应用和智能刀具的设计,以适应更复杂的工作环境和更高的生产效率需求。