载流滑动摩擦部件表面失效及其修复技术研究进展 被引量：2

1

作者 张佳美 贾磊 +1 位作者 邢志国 吕振林 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期696-714,共19页

滑动电接触部件在电能传递与转换过程中起着举足轻重的作用,其失效和损伤行为带来的安全因素和经济影响重大,因此对其失效机理和修复技术的研究成为当今热点之一.已有众多学者通过试验和计算机模拟仿真等手段研究了电接触部件的表面损... 滑动电接触部件在电能传递与转换过程中起着举足轻重的作用,其失效和损伤行为带来的安全因素和经济影响重大,因此对其失效机理和修复技术的研究成为当今热点之一.已有众多学者通过试验和计算机模拟仿真等手段研究了电接触部件的表面损伤机制和寿命预测,至今为止,已研究出载流摩擦部件的表面修复技术多达15种以上,修复材料更是有上百种.本文中首先介绍了电接触的基本概念,从有无电流载入2个角度概述了滑动摩擦部件表面失效形式,并从试验研究及仿真模拟研究2个方面对表面损伤机制的研究方法进行了归纳;最后综述了滑动电接触失效部件的表面修复技术和修复材料体系的研究进展,总结了目前滑动电接触部件研究领域存在的问题,提出了利用试验与仿真模拟相结合探究涂层导电耐磨自润滑机理并优化涂层质量的研究思路. 展开更多

关键词 滑动电接触部件 载流摩擦磨损 导电性 耐磨性 表面失效机理 表面修复技术

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冷喷涂铜基复合涂层及后处理技术的研究现状 被引量：2

2

作者 郭伟玲 邢志国 +2 位作者 李鹏 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期192-204,共13页

冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。... 冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。文中从铜基金属复合涂层与铜基陶瓷复合涂层两方面综述了冷喷涂铜基复合涂层形成的机理,归纳了冷喷涂铜基金属复合涂层的四大结合机理和铜基陶瓷复合涂层的三个结合假设;分析冷喷涂过程参数对复合涂层微观结构及综合性能的影响,重点探讨了喷嘴结构与材质、载气类型与温度、喷涂颗粒结构与粒径、基体硬度与粗糙度等对复合涂层综合性能的影响;总结了多种后处理技术对复合涂层微观结构及综合性能的影响,以期为冷喷涂铜基复合涂层的研究与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 冷喷涂 铜基复合涂层 后处理技术 微观组织 力学性能

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超高速激光熔覆Ni-cBN/(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层的组织及性能

3

作者 王新生 骆纪锋 +6 位作者 李洋 牟泓霖 仝永刚 邢志国 蔡志海 魏世忠 于月洋 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期46-56,共11页

钛合金性能优越,但表面耐磨性差制约了其应用和发展。为了克服钛合金耐磨性差的缺点,采用超高速激光熔覆技术在TC11基体上制备(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层并加入Ni包覆cBN颗粒,借助cBN颗粒的高硬度特性制备耐磨涂层。采用X射线衍射... 钛合金性能优越,但表面耐磨性差制约了其应用和发展。为了克服钛合金耐磨性差的缺点,采用超高速激光熔覆技术在TC11基体上制备(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层并加入Ni包覆cBN颗粒,借助cBN颗粒的高硬度特性制备耐磨涂层。采用X射线衍射仪分析涂层物相,采用扫描电子显微镜(SEM)与能量分散谱仪(EDS)分析涂层组织,借助维式显微硬度计研究涂层截面硬度分布规律,利用摩擦磨损试验机测试涂层的耐磨性能。研究结果表明,Ni包覆cBN颗粒的加入会促进(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层中Cr元素的偏聚,使富Cr相组织长大。当Ni包覆cBN颗粒的含量在5~15 wt.%时,涂层组织逐渐致密,涂层的硬度随Ni包覆cBN含量的增多而升高,但Ni包覆cBN颗粒含量到达20 wt.%时,涂层致密性降低,涂层的硬度也随之降低。涂层的摩擦因数随Ni包覆cBN含量的增加而升高,耐磨性也随含量的增多而增强。15 wt.%Ni包覆cBN涂层的综合性能最佳,硬度达到1024 HV_(0.5),摩擦因数为0.534,磨损体积0.017 mm3,涂层耐磨性是未添加Ni包覆cBN颗粒涂层的2.8倍。Ni包覆cBN颗粒的加入可以提升涂层的耐磨性,为cBN在耐磨涂层的研究及应用提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 Ni包覆cBN 硬度 耐磨 (NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层

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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状

4

作者 朱合法 邢志国 +4 位作者 郭伟玲 董丽虹 王海斗 董瀚 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期89-102,共14页

钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 掺杂 电学性能

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钛酸铋钠基压电材料制备技术研究进展

5

作者 欧阳雨舟 陈爽 +2 位作者 黄艳斐 邢志国 郭伟玲 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期56-70,共15页

钛酸铋钠(BNT)基压电材料因具有较好的电学性能以及高居里温度等优点,成为了压电材料领域的研究热点之一。如何制备出性能优异的钛酸铋钠基压电材料,是满足各个领域应用要求的重要环节。重点综述了近年来钛酸铋钠基压电材料制备技术的... 钛酸铋钠(BNT)基压电材料因具有较好的电学性能以及高居里温度等优点,成为了压电材料领域的研究热点之一。如何制备出性能优异的钛酸铋钠基压电材料,是满足各个领域应用要求的重要环节。重点综述了近年来钛酸铋钠基压电材料制备技术的研究进展,从固相烧结、放电等离子烧结以及微波烧结等角度对其烧结技术进行论述;从溶胶-凝胶、脉冲激光沉积和射频磁控溅射等角度对其薄膜制备技术进行综述;对热喷涂制备压电涂层的机理和工艺进行总结。结果表明,烧结温度是影响块体材料结构和性能的关键因素,其中放电等离子烧结与微波烧结相较于传统的固相烧结能够有效控制材料的烧结温度;在钛酸铋钠薄膜的制备中对沉积温度、氧气压力以及退火温度的控制可以有效提高薄膜电学性能;热喷涂制备的钛酸铋钠涂层通过热处理工艺能够改善涂层的电学性能,并且热喷涂能够在复杂零件表面实现压电涂层的可控制备,其中钛酸铋钠压电陶瓷薄膜和涂层的制备扩展了其应用范围。最后,展望了压电陶瓷材料技术的未来发展趋势,为压电材料制备技术的研究提供了一定的参考。 展开更多

关键词 无铅陶瓷 钛酸铋钠 制备技术 热喷涂 涂层

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超高速激光熔覆镍包覆c-BN颗粒增强耐磨复合涂层及摩擦磨损行为

6

作者 刘康诚 娄丽艳 +3 位作者 蔡志海 邢志国 王海斗 李成新 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期337-345,共9页

钛合金拥有较轻的密度和较高的比强度被广泛应用在航空航天以及航海等领域。然而,较差的耐磨性限制了其在各种工况下的应用。为提升钛合金在极端服役条件下耐磨性能,采用超高速激光熔覆工艺在高温钛合金表面成功制备出完整、致密的镍包... 钛合金拥有较轻的密度和较高的比强度被广泛应用在航空航天以及航海等领域。然而,较差的耐磨性限制了其在各种工况下的应用。为提升钛合金在极端服役条件下耐磨性能,采用超高速激光熔覆工艺在高温钛合金表面成功制备出完整、致密的镍包覆c-BN复合耐磨涂层。利用XRD、SEM、EDS和显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段分析测试涂层微观组织形貌、物相组成和力学性能。结果显示,c-BN颗粒在激光照射下部分分解,并与熔池中的Ti反应,原位生成TiN、TiB等增强相;另外在涂层凝固过程中,c-BN表面包覆的镍进入Ti晶格并部分与Ti反应生成Ni-Ti金属间化合物,对涂层起到固溶强化和弥散强化,使得镍包覆的c-BN涂层硬度和耐磨性能相较于钛合金基体和未包覆镍的c-BN涂层均显著提升:涂层平均硬度值在1200 HV0.3以上,达到钛合金基体3倍以上;经过摩擦磨损试验后,其磨损体积相较于钛合金基体和未包覆镍c-BN涂层分别减少72%和22%。磨损形貌显示,钛合金基体表现出明显的黏着磨损,未包覆镍的c-BN涂层表现为磨粒磨损;而镍包覆的c-BN涂层磨痕则出现大量“鱼鳞”状磨屑。研究采用镍包覆的方式在熔覆前将c-BN颗粒包裹,使得c-BN陶瓷粉末流动性提升,并进一步增强复合涂层的显微硬度,从而提升复合涂层的耐磨性能。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 钛合金 表面改性 摩擦

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TiC含量对SPS制备TiC/Cu复合材料力学与摩擦学性能的影响

7

作者 李雪伍 陈朝鹏 +2 位作者 尹艳丽 邢志国 于鹤龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期178-188,共11页

采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦... 采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦学行为的影响。结果表明:850℃烧结得到的TiC/Cu复合材料组织致密,增强体和基质相结合良好。一方面,随着TiC含量的升高,TiC/Cu复合材料中的铜基质相的晶粒不断得到细化,晶界密度升高,导致复合材料的硬度和屈服强度升高。另一方面,TiC含量的增加逐渐导致增强体和基质相的结合界面出现孔隙和裂纹,并成为应力集中和裂纹形成的首选位置,造成复合材料电导率、抗拉强度和伸长率的下降。TiC质量分数为5%~15%时,复合材料的抗拉强度、弹性模量和屈服强度较高,硬度适当,综合力学性能较好。当TiC质量分数超过20%时,TiC/Cu复合材料的屈服强度大幅降低,复合材料断裂机制由韧性断裂转为脆性断裂。TiC增强体显著改善了铜基复合材料的摩擦学性能,摩擦过程中复合材料摩擦因数和磨损量随载荷增大呈线性增加,并随TiC含量的升高呈下降趋势。在TiC质量分数为20%时,复合材料具有最高的耐磨性和最低的摩擦因数,其磨损机制以磨粒磨损为主,且伴随轻微黏着磨损和氧化磨损。 展开更多

关键词 铜基复合材料 放电等离子烧结 微观结构 力学性能 摩擦学行为

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冷喷涂粒子沉积的数值模拟研究现状

8

作者 王慧鹏 胡泽凌 +5 位作者 郭伟玲 黄艳斐 朱合法 周龙龙 邢志国 王海斗 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期158-176,共19页

机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷... 机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷喷涂过程中的机理性问题。因此,通常采用数值模拟建立模型的方式来探讨喷涂过程中粒子的沉积机理。基于数值模拟从金属、陶瓷和金属-陶瓷复合三方面,系统分析模型的差异及适用场景,阐述粒子速度、粒子入射角度和粒子尺寸对冷喷涂沉积行为的影响,概括冷喷涂实际应用场景。结果表明,二维模型与三维模型存在边界条件设置和热传导问题,但在特定的情况下,二维模型与三维模型并无差别,且二维模型是一个简化模型,相比较于准确的三维模型更节约时间成本;单粒子与多粒子在喷涂过程中存在热传导问题,并且单粒子模型适用于沉积形式和结合机理的分析,而多粒子模型适用于沉积形貌和实际验证的分析;三个影响因素对沉积行为都有着不可忽视的影响,优化影响因素可大大提高沉积效率,提升涂层质量;虽然对冷喷涂的研究以及制备涂层已经进入大发展阶段,但在实际应用方面却极少,未来对冷喷涂的发展应广泛的应用到实际工作中。从数值模拟模型上分析三种材料的模拟结果,并且对影响因素进行总结,从而对冷喷涂技术的微观过程进行研究,可为冷喷涂沉积机理的研究提供理论认识。 展开更多

关键词 冷喷涂 数值模拟 沉积机理 沉积行为

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红外抗反射微纳结构刻蚀制备研究进展

9

作者 李雪伍 王红星 +3 位作者 郭伟玲 邢志国 黄艳斐 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期162-171,共10页

“蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管... “蛾眼效应”指光波折射率因蛾眼表面微纳结构在深度方向呈连续性变化,使大部分光被吸收,只有极少被反射的现象。受“蛾眼效应”启发,在材料表面制备微纳结构使其具有独特抗反射性能受到广泛关注,在太阳能电池、光电探测器、光电二极管和军事隐身等领域有广阔应用前景。本文梳理不同微纳结构抗反射原理,并对红外抗反射结构的不同刻蚀制备方法及其应用进行综述,总结了化学刻蚀、反应离子刻蚀、超快激光刻蚀等红外抗反射结构制备方法的特点以及对抗反射性能的影响,阐述红外抗反射结构在红外探测、红外热成像和隐身等方面的应用,并对抗反射结构制备方法研究方向与未来前景进行展望。 展开更多

关键词 抗反射结构 红外 微纳结构 刻蚀制备

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铸铁表面激光熔覆的研究进展 被引量：5

10

作者 周永欣 张洁 +1 位作者 邢志国 王海斗 《热加工工艺》 北大核心 2021年第6期1-6,共6页

激光熔覆技术具有能量密度高、基体热变形小、界面冶金结合、自动化程度高等优点,被广泛应用于铸铁表面改性和再制造。从熔覆材料体系、熔覆层质量与制备工艺和应用三方面对铸铁表面激光熔覆的研究现状进行综述,并对铸铁表面激光熔覆未... 激光熔覆技术具有能量密度高、基体热变形小、界面冶金结合、自动化程度高等优点,被广泛应用于铸铁表面改性和再制造。从熔覆材料体系、熔覆层质量与制备工艺和应用三方面对铸铁表面激光熔覆的研究现状进行综述,并对铸铁表面激光熔覆未来的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 铸铁 激光熔覆 熔覆材料 熔覆层 性能 再制造

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脉冲磁场对合金凝固过程影响的研究进展 被引量：2

11

作者 张磊 邢志国 +4 位作者 王海斗 郭伟玲 李国禄 黄艳斐 张执南 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第14期86-96,共11页

磁场影响合金凝固过程的相关技术自20世纪70年代出现以来,发展至今已衍生出脉冲、稳恒、旋转等多种磁场形式。其中,脉冲磁场因其瞬时场强高、非接触、场强易于控制而引起了学界的大量研究。脉冲磁场对合金凝固过程的影响主要体现在:晶... 磁场影响合金凝固过程的相关技术自20世纪70年代出现以来,发展至今已衍生出脉冲、稳恒、旋转等多种磁场形式。其中,脉冲磁场因其瞬时场强高、非接触、场强易于控制而引起了学界的大量研究。脉冲磁场对合金凝固过程的影响主要体现在:晶粒形貌转变与细化;合金内部相结构与成分发生改变;合金凝固后宏观缺陷得到改善。目前,学者们对上述现象的内在机理进行了探索。由脉冲磁场引发的熔体强制对流可以将凝固过程中在模具金属型内壁激冷形核的细小晶粒不断从金属型撕下并运往熔体内部,促进晶粒细化,从而抑制晶粒长大。同时,脉冲磁场能降低形核能垒,提升形核率。脉冲磁场引起的焦耳热效应一方面能延长凝固时间,防止熔体表面过快固化;但焦耳热的积累也会导致晶核熔化进而降低形核率。已有大量将脉冲磁场应用于高温合金、Mg合金以及Al合金等对生产生活影响重大的合金的报道。但该技术距离大规模工业化应用还有一段距离。本文分别从脉冲磁场对合金凝固组织的影响、脉冲磁场对合金凝固过程的动态影响机理和脉冲磁场在不同合金凝固过程中的具体应用情况共三个方面系统性地介绍脉冲磁场对合金凝固过程的影响,分析了脉冲磁场处理合金凝固技术的优势与不足,并对该技术的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 脉冲磁场 合金凝固 细晶强化

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超快激光制备金属抗反射表面的研究进展 被引量：4

12

作者 吕晓仁 钟兵 +2 位作者 黄艳斐 邢志国 郭伟玲 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期90-101,共12页

金属材料抗反射表面在太阳能电池、光电子产品和军事隐身等领域具有广泛应用,制备微结构的金属抗反射表面具有极大地挑战性,通常这种结构是通过相当复杂和耗时的技术制备。超快激光微加工技术刻蚀的微纳抗反射结构具有可控、稳定、环保... 金属材料抗反射表面在太阳能电池、光电子产品和军事隐身等领域具有广泛应用,制备微结构的金属抗反射表面具有极大地挑战性,通常这种结构是通过相当复杂和耗时的技术制备。超快激光微加工技术刻蚀的微纳抗反射结构具有可控、稳定、环保且单步制备等特点,已成为近年来的研究热点。梳理抗反射表面的理论模型及影响因素,概述国内外超快激光刻蚀抗反射表面的结构类型,提出未来超快激光制备金属微纳结构可能在太阳能电池的开发和利用、军事隐身及环保产品的应用等领域得到应用。最后,总结超快激光刻蚀制备抗反射微纳结构表面存在的问题,并对超快激光加工微纳结构抗反射多功能表面的应用前景进行展望。结果表明:超快激光在金属表面织构能够制备纳米、微米和微纳混合多种类型的微纳结构,实现了金属表面多种波段的超宽波谱的低反射率。随着波长的增加,具有微纳米结构的金属表面的反射率比具有相对光滑结构的金属表面的反射率增加得更慢。对超快激光制备金属抗反射表面在各领域的应用研究有一定的理论依据与参考意义。 展开更多

关键词 抗反射表面 金属 超快激光 微米结构 纳米结构 微纳结构

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基于GRNN的珩磨缸套表面3D粗糙度图像检测方法 被引量：4

13

作者 吕延军 强程 +3 位作者 张永芳 邢志国 赵晓伟 罗宏博 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期116-127,共12页

活塞-缸套系统是内燃机重要的摩擦副之一,活塞-缸套的表面质量影响着活塞-缸套系统的摩擦学性能,进而直接影响整机的服役性能。针对磨缸套表面2D粗糙度参数的局限性与表面粗糙度非接触检测方法研究,提出一种基于广义回归神经网络(GRNN)... 活塞-缸套系统是内燃机重要的摩擦副之一,活塞-缸套的表面质量影响着活塞-缸套系统的摩擦学性能,进而直接影响整机的服役性能。针对磨缸套表面2D粗糙度参数的局限性与表面粗糙度非接触检测方法研究,提出一种基于广义回归神经网络(GRNN)的珩磨缸套表面3D粗糙度图像检测方法。通过运用灰度共生矩阵(GLCM)提取缸套表面图像的纹理特征参数,并分析纹理特征参数与3D粗糙度间的相关性。以图像纹理特征参数作为输入,分别采用GRNN和多元回归分析(MRA)建立3D粗糙度检测模型,通过与试验检测结果对比验证了模型的准确性。GRNN检测模型获得的可决系数R²均值(0.962)优于MRA检测模型,且均方误差MSE均值(0.07)更小,与试验检测结果对比可知,采用GRNN建立的磨缸套3D粗糙度检测模型具有更高的精度,与实测3D粗糙度的相对误差均值为7.9%。所建立的3D粗糙度检测模型具有较高的检测精度。 展开更多

关键词 3D粗糙度 粗糙度检测 回归分析 广义回归神经网络

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高性能氧量变送器的设计

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作者 贾铁军 张谦 +2 位作者 邢志国 尹卫 张进富 《分析仪器》 CAS 2022年第3期6-11,共6页

通过对早期氧化锆产品的分析和总结,进行了针对性的改进和升级,采用智能化、模块化方法设计研制了新型高性能氧变送器。硬件采取高性能微处理系统,扩展数字电位器、看门狗、RS485通讯等模块组成系统。软件采取自动定时重启、加权滤波和... 通过对早期氧化锆产品的分析和总结,进行了针对性的改进和升级,采用智能化、模块化方法设计研制了新型高性能氧变送器。硬件采取高性能微处理系统,扩展数字电位器、看门狗、RS485通讯等模块组成系统。软件采取自动定时重启、加权滤波和队列滤波结合的算法、采用冗余容错、数字通讯等技术结合。充分发挥32位CPU的数据处理能力和外部设备性能,采取硬件与软件相结合的方法,大幅提高设备的可靠性、易用性和智能化水平。 展开更多

关键词 氧化锆探头 智能化 模块化

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铁碳合金表面激光熔覆的研究进展 被引量：15

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作者 赵聪硕 邢志国 +2 位作者 王海斗 李国禄 刘喆 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期418-426,共9页

激光熔覆技术具有加热速度快、熔覆过程中产生的热影响区小、基体表面温度低等优点,因此能够较好地保证零部件的尺寸精度,近年来发展成广泛应用的表面改性技术。激光熔覆技术对涂层粉末以及基材选择要求不高,因此广泛应用于不同种类基... 激光熔覆技术具有加热速度快、熔覆过程中产生的热影响区小、基体表面温度低等优点,因此能够较好地保证零部件的尺寸精度,近年来发展成广泛应用的表面改性技术。激光熔覆技术对涂层粉末以及基材选择要求不高,因此广泛应用于不同种类基体材料的再制造修复。从铁碳合金材料出发,分别对激光熔覆技术在改善铸铁、碳钢及合金钢材料的力学性能、耐磨性、耐蚀性、抗热疲劳性等方面的应用进展和存在的问题及对策进行了分析,阐明了工艺参数、材料成分以及工件的预热或后处理对制备高质量大熔覆层组织和性能的影响规律,最后指出了激光熔覆技术在目前研究中存在的问题并对其未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 激光熔覆 铁碳合金 熔覆材料 熔覆层工艺 熔覆层性能

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铌酸钾钠基无铅压电陶瓷掺杂改性的研究进展 被引量：6

16

作者 宋牙牙 黄艳斐 +4 位作者 郭伟玲 邢志国 王海斗 吕振林 张执南 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期30-39,共10页

压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而被广泛应用,主要分为铅基压电陶瓷和无铅基压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷因含有高浓度的重金属铅而对环境损害极大,目前世界各国均已立法限制其应用。因此,环境友好型的无铅压电陶瓷成为学者的研... 压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而被广泛应用,主要分为铅基压电陶瓷和无铅基压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷因含有高浓度的重金属铅而对环境损害极大,目前世界各国均已立法限制其应用。因此,环境友好型的无铅压电陶瓷成为学者的研究重点。其中,铌酸钾钠(KNN)基陶瓷因含有较大的压电系数、较高的居里温度,且通过适当的成分设计和晶体相位调整,在多晶型相界处可获得最佳电学性能,有的甚至可与锆钛酸铅(PZT)相媲美,从而备受人们的青睐。但对于在多晶型相界处可获得最佳电学性能的物理机理并未明确,同时多晶型相界不易调控以及KNN基陶瓷自身K、Na元素易挥发,对其电学性能产生了严重影响。本文以离子取代、添加新组元和添加烧结助剂为切入点,论述KNN基陶瓷的掺杂机理和烧结特性,讨论A位掺杂、B位掺杂以及A、B位共掺对KNN陶瓷晶体结构的影响,重点论述三方相-正交相(R-O)、正交相-四方相(O-T)或三方相-四方相(R-T)共存与高压电性的物理机制,总结KNN基无铅压电陶瓷的发展。其中,在离子取代基础上添加新组元化合物,更加有利于构建多相共存的微观相结构;同时,开发的烧结助剂可有效地解决KNN基陶瓷烧结性能较差的问题。综上可知,KNN基无铅压电陶瓷在取代PZT基压电陶瓷材料方面具有极大潜力。 展开更多

关键词 铌酸钾钠 压电陶瓷 钙钛矿 多晶型相界 纳米铁电畴 烧结助剂

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重载齿轮弯曲疲劳寿命测试方法研究现状 被引量：13

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作者 王志远 邢志国 +3 位作者 王海斗 李国禄 刘珂璟 邢壮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期3051-3059,共9页

重载齿轮是大型机械装置(推土机、挖掘机、装甲车等)传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。随着科学技术的发展和军事装备的更新换代,重载齿轮的研究除了在材料性能、齿形设计、承载能力等方面取得了新成... 重载齿轮是大型机械装置(推土机、挖掘机、装甲车等)传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。随着科学技术的发展和军事装备的更新换代,重载齿轮的研究除了在材料性能、齿形设计、承载能力等方面取得了新成就外,另一个突出的进步就是在齿轮性能测试技术方面获得了很多成果,使得一些过去难以定量研究的问题(如齿轮的疲劳强度、齿轮传动品质等)都有了比较实用的测量手段。而在重载齿轮疲劳性能研究中,相对于接触疲劳产生的齿面点蚀、胶合、磨损等微小破坏而引起齿轮传动效率降低,啮合不到位等现象,弯曲疲劳则会直接导致齿根产生裂纹甚至形成断齿现象,造成重大事故。因此,准确测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命,分析弯曲疲劳性能,进而优化齿轮设计,提升齿轮性能,对监测因弯曲疲劳失效所引起设备故障以及避免服役过程中发生重大事故具有重要意义。重载齿轮弯曲疲劳寿命受多方面因素的影响,其中包括材料性能、加工尺寸、制备工艺以及测试手段等,因此对其弯曲疲劳寿命的定量测试一直是各国研究人员关注的热点话题。关于重载齿轮弯曲疲劳寿命的研究可以归纳为以下三方面:弯曲疲劳原理探究方面已发展到声发射信号检测、光学图像分形理论计算、计算机有限元数学模拟等多方面的实际应用;性能检测实验已有单齿/双齿脉冲加载、动态啮合式加载等多种试验方法;数据处理方面已发展出升降法、成组法、雨流法以及多种S-N曲线拟合的数据处理手段。这些分析方法以及测试手段的应用可以大大节省实验成本、提高分析效率、减少试验误差,进而提高重载齿轮弯曲疲劳寿命检测的准确性。本文从重载齿轮弯曲疲劳寿命的测试原理、试验方法以及测试数据处理三方面出发,根据国内外研究现状,对重载齿轮的弯曲疲劳性能进行机理性与实验性的探究,为测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命提供有效的理论依据、具体的测试方法以及准确的数据处理手段。 展开更多

关键词 重载齿轮 弯曲疲劳寿命 弯曲疲劳性能 测试方法

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强化方法对重载齿轮弯曲疲劳强度影响的研究现状与建议 被引量：11

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作者 李彩云 邢志国 +3 位作者 赵向伟 王海斗 李国禄 石佳东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期21146-21154,共9页

齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯... 齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯曲疲劳断裂为主。近年来,有关重载齿轮的研究成果表明,表面强化技术已成为实现重载齿轮的高弯曲疲劳极限和长弯曲疲劳耐久寿命等高性能要求的核心技术。然而,随着军用车辆、舰艇、航空航天器、高速铁路设施等技术的进步与发展,其动力传动机构进一步要求重载齿轮具有高质量、高效率、低变形、低成本的“二高二低”等特点,传统单一的表面强化技术已难以满足重载齿轮表面性能的要求。因此,研究具有“二高二低”的重载齿轮表面强化方法显得极为迫切。近年来,一些新型的表面强化技术和表面复合强化技术正在替代传统的表面强化技术,如机械能表面强化技术、高能束表面强化技术及复合表面强化技术等已经在重载齿轮表面强化的处理上得到了一定的应用,并取得了良好的工程实用效果。通过复合多种表面强化技术,比如热喷涂与喷丸相结合的复合强化工艺等,可以实现齿轮综合性能的协同提升。本文简要分析了重载齿轮服役工况与弯曲疲劳失效机理,总结了残余应力、粗糙度、渗层在重载齿轮服役过程中的重要作用。综述了不同表面强化技术在重载齿轮中的研究和应用现状,其中微粒喷丸、激光喷丸、稀土催渗、脉冲磁场强化等表面强化新技术越来越受到国内外研究者的重视。文中阐述了这些强化技术的基本原理、技术特点和应用效果,最后就今后重载齿轮强化的发展提出了若干建议,以期为工业应用中重载齿轮的使用提供参考,提高其服役安全性。 展开更多

关键词 重载齿轮 弯曲疲劳强度 表面性能 齿轮强化方法

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织构化表面摩擦学性能的研究进展 被引量：10

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作者 钟兵 邢志国 +4 位作者 王海斗 吕晓仁 黄艳斐 郭伟玲 张仲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期23171-23178,共8页

表面织构作为一种提高表面性能的方法,已经成为国内外表面工程领域研究的热点。随着精细加工技术的快速发展,人们可以通过控制表面织构的尺寸和形状来改善样品的表面性能。仿生技术为表面织构设计提供了源泉,将生物体表面微观形状特征... 表面织构作为一种提高表面性能的方法,已经成为国内外表面工程领域研究的热点。随着精细加工技术的快速发展,人们可以通过控制表面织构的尺寸和形状来改善样品的表面性能。仿生技术为表面织构设计提供了源泉,将生物体表面微观形状特征加工到材料表面,使仿生结构表面展现出优异的性能。目前,对表面织构的精确制造以及加工影响因素的模型化研究已取得了较大进展,但对某些特定接触条件下表面织构化的有效性研究仍处于初级阶段。现有研究中没有能够适用于任何方案的织构设计,因为大多数表面织构技术只有在特定的尺寸和几何条件下才能使用,对不同问题需要用不同的技术来处理。织构化表面比未织构化表面具有更好的摩擦学性能。本文对织构化表面的摩擦学性能进行了讨论,首先介绍了使用激光刻蚀技术、化学刻蚀技术、光刻蚀技术、电化学加工技术、激光喷丸技术和超声波振动辅助加工技术在材料表面制备微观结构的方法,通过改变被加工表面织构的几何尺寸、加工精度,面积密度等条件,可以得到不同的减摩抗磨织构;然后分析了在不同摩擦状态下的减摩机制;最后总结了当前各种表面织构制备技术的优缺点。目前,对最佳织构参数的研究仍在进行,减摩抗磨表面织构的有效性主要取决于实际接触情况和应用。表面织构设计参数较多,主要有织构形状、面积密度、特征尺寸等。必须优化织构化技术,才能使表面织构具有规则的几何形状和特征尺寸。因此,最佳织构参数的预测很有必要。模拟不同摩擦状态下表面织构的摩擦磨损,可以代替耗时长、价格昂贵的“反复试验”,为机械和医学领域的快速发展提供了便利。最后,对织构化表面进行了展望。 展开更多

关键词 织构方法 织构化表面 摩擦性

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基于磁场作用下的金属凝固研究现状 被引量：5

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作者 周杰 郭伟玲 +4 位作者 王志远 邢志国 蔡振兵 王海斗 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期154-169,共16页

利用磁场辅助金属凝固,不仅可以细化晶粒、改善凝固组织的力学性能,同时由于磁场和熔融态金属是非直接接触,还可以避免缺陷的引入,进而已成为研究热点。针对磁场作用下的金属熔体形核和晶核生长特点,对金属凝固过程进行深入分析,从磁场... 利用磁场辅助金属凝固,不仅可以细化晶粒、改善凝固组织的力学性能,同时由于磁场和熔融态金属是非直接接触,还可以避免缺陷的引入,进而已成为研究热点。针对磁场作用下的金属熔体形核和晶核生长特点,对金属凝固过程进行深入分析,从磁场对金属凝固的影响原理和仪器设备两个方面进行总结,综述磁场作用下金属凝固的研究进展;分别从铁磁性、顺磁性、抗磁性三种磁性金属在磁场作用下试验研究进行梳理分析。结果表明:磁场引发的洛伦兹力、热电磁力、磁转矩及磁取向等作用通过影响金属熔体的形核和晶核生长,最终改善凝固组织性能;磁场设备利用永磁铁或者电磁铁产生磁场环境;三种磁性金属在磁场环境下凝固后的性能改善体现在力学性能、导电性能、磁性能等方面。最后归纳磁场辅助金属凝固过程中所存在的问题,并展望未来的发展趋势。 展开更多

关键词 金属凝固原理 磁场作用 磁性金属 磁场设备

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