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一种铁基高熵微纳合金类芬顿催化剂的制备方法
实质审查的生效专利号: CN118002143A
申请人: 西北工业大学
发明人: 夏琦兴;马泽浩;方逸申;和天逸;董文强
申请日期: 2024-03-09
公开日期: 2024-05-10
IPC分类:
B01J23/889
摘要:
本发明公开了一种铁基高熵微纳合金类芬顿催化剂的制备方法，首先活化纯铜电极；然后配置硫酸亚铁/硫酸铜/硫酸钴/硫酸镍/硫酸锌/硫酸锰电解液；在电解液中加入络合剂、析氢抑制剂、辅助剂；以活化的纯铜电极作为阴极，以环形石墨电极作为阳极；由阴极和阴离子交换膜再加透明石英反应槽底座构成电沉积装置，电沉积装置中盛装电解液；电源正极连接阴离子交换膜，电源负极连接阴极；阳极浸没在电解液中；设置电流密度反应，铁基高熵微纳合金粉体在阴极沉积；最后收集催化剂粉体。本发明方法在广泛的pH范围中对PMS都具有非常良好的催化性能。
主权项:
1.一种铁基高熵微纳合金类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：活化电极；选择纯铜电极，用磨砂纸打磨以除去表面杂质，然后在丙酮中浸泡除去油脂，用去离子水水清洗后在摩尔比为5∶1的HCl/HNO3混酸中酸洗，以除去纯铜电极表面的氧化层；步骤2：配置硫酸亚铁/硫酸铜/硫酸钴/硫酸镍/硫酸锌/硫酸锰电解液；步骤3：在电解液中加入络合剂、析氢抑制剂、辅助剂；步骤4：以活化的纯铜电极作为阴极，以环形石墨电极作为阳极；由阴极和阴离子交换膜再加透明石英反应槽底座构成电沉积装置，电沉积装置中盛装电解液；电源正极连接阳极，电源负极连接阴极；阴离子交换膜浸没在电解液中；步骤5：设置初始电流密度1A/dm2，反应10s；然后再增大至初始电流密度的2倍，再进一步反应10s，此时铁基高熵微纳合金粉体在阴极沉积；步骤6：收集催化剂粉体；用乙醇冲刷阴极使制备的铁基高熵微纳合金粉体脱落，分别用去离子水和乙醇清洗3次后离心，真空65℃烘干。
一种优化高熵合金高温摩擦性能的方法
实质审查的生效专利号: CN118028637A
申请人: 西北工业大学
发明人: 贺一轩;刘浩翔;刘栩东;霍子龙;王龙
申请日期: 2024-02-26
公开日期: 2024-05-14
IPC分类:
C22C30/00
摘要:
本发明涉及高熵合金性能优化技术领域，具体公开了一种优化高熵合金高温摩擦性能的方法，包括：根据Nb元素添加后的Co<subgt;39.2</subgt;Ni<subgt;39.2</subgt;Al<subgt;15.6</subgt;Nb<subgt;6</subgt;高熵合金的各元素摩尔比，确定Co、Ni、Al、Nb元素的质量，并进行称量；将根据成分比配置的金属原料进行熔炼，后随炉冷却；将熔炼所得铸锭置于石英管中，抽真空并封管；将封存有铸锭的石英管置于马弗炉中，以10℃/min升温速率随炉升至1150℃并保温2小时，后取出淬火；将淬火后的封存有铸锭的石英管再次置于马弗炉中，随炉升温至650℃并保温150小时，后随炉冷却。通过本发明工艺方法，能够使得FCC相中析出大量大块高温稳定L12有序相，该结构的出现对于合金高温摩擦学性能优化效果显著。
主权项:
1.一种优化高熵合金高温摩擦性能的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：根据Nb元素添加后的Co39.2Ni39.2Al15.6Nb6高熵合金的各元素摩尔比，确定 Co、Ni、Al、Nb元素的质量，并进行称量；步骤2：将根据成分比配置的金属原料进行熔炼，后随炉冷却；步骤3：将熔炼所得铸锭置于石英管中，抽真空并封管；步骤4：将封存有铸锭的石英管置于马弗炉中，以10℃/min升温速率随炉升至1150℃并保温2小时，后取出淬火；步骤5：将淬火后的封存有铸锭的石英管再次置于马弗炉中，随炉升温至650℃并保温150小时，后随炉冷却。
一种激光粉末床熔融技术制备高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料的方法
实质审查的生效专利号: CN117983834A
申请人: 西北工业大学;
发明人: 苏海军;杨培鑫;郭一诺;夏乐;高宏亮;李翔;张卓;郭敏
申请日期: 2024-02-22
公开日期: 2024-05-07
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明提供了一种激光粉末床熔融技术制备高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料的方法，涉及激光增材制造技术领域。本发明提供的激光粉末床熔融技术制备高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：将陶瓷粉末和镍基高温合金粉末混合，得到混合粉末；将所述混合粉末进行激光粉末床熔融成形，得到高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料。本发明提供的制备方法能够细化晶粒，提高强度和硬度，提升镍基高温合金/陶瓷复合材料的综合性能。
主权项:
1.一种激光粉末床熔融技术制备高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料的方法，包括以下步骤：将陶瓷粉末和镍基高温合金粉末混合，得到混合粉末；将所述混合粉末进行激光粉末床熔融成形，得到高性能镍基高温合金/陶瓷复合材料。
一种超高温陶瓷材料的制备方法
未知状态专利号: CN118026695A
申请人: 西北工业大学
发明人: 刘永胜; 张冰慧; 曹晔洁; 吕云蕾; 董宁; 王晶
申请日期: 2024-02-19
公开日期: 2024-05-14
IPC分类:
C04B35/58
摘要:
本发明涉及超高温陶瓷材料技术领域，具体涉及一种超高温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将硅钇合金粉体I与硼化锆、石墨均匀混合，得到初始粉末；在惰性气氛下，对初始粉末进行球磨处理，然后进行成型加工，制得陶瓷素坯材料；将陶瓷素坯材料与硅钇合金粉体II在1200～1500℃下进行反应熔体浸渗，得到ZrB<subgt;2</subgt;?YSi<subgt;2</subgt;?SiC超高温陶瓷材料。本发明采用反应熔体浸渗的方法制备高致密超高温陶瓷材料，在高温服役环境下，双元掺杂改性ZrB<subgt;2</subgt;陶瓷在高温氧化条件下形成致密氧化层，以期提高材料的抗氧化腐蚀性能。
主权项:
1.一种超高温陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅钇合金粉体I与硼化锆、石墨均匀混合，得到初始粉末；在惰性气氛下，对初始粉末进行球磨处理，然后进行成型加工，制得陶瓷素坯材料；将陶瓷素坯材料与硅钇合金粉体II在1200～1500℃下进行反应熔体浸渗，得到超高温陶瓷材料。
一种多组分碳纤维增强复合材料及低温熔渗制备方法
实质审查的生效专利号: CN118047622A
申请人: 西北工业大学
发明人: 付前刚;张祎;刘冰;苏晓宣;董智杰
申请日期: 2024-01-29
公开日期: 2024-05-17
IPC分类:
C04B35/83
摘要:
本发明公开了一种多组分碳纤维增强复合材料及低温熔渗制备方法，采用反应熔渗技术，以低熔点熔渗剂作为载体，将高熔点组元低温引入C/C复合材料，根据各组分与热解碳的反应速率差异，出现不同组分在不同区域富集的特征，降低低熔点相内部含量，提高抗烧蚀性能。
主权项:
1.一种多组分碳纤维增强复合材料的低温熔渗制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将C/C复合材料置于混合粉末中，混合粉末包覆C/C复合材料，所述混合粉末由低熔点熔渗剂和高熔点熔渗剂组成；所述低熔点熔渗剂为Zr-Cu合金粉，所述高熔点熔渗剂的熔点大于熔渗温度；所述高熔点熔渗剂包括一类高熔点组元和二类高熔点组元，一类高熔点组元与热解碳的反应速率低于低熔点熔渗剂与热解碳的反应速率，二类高熔点组元与热解碳的反应速率低于一类高熔点组元与热解碳的反应速率；步骤2，在1200～1400℃下进行真空负压反应熔渗，获得多组分碳纤维增强复合材料。
C/Ti涂层、C/Ti氧化涂层及其制备方法、具备C/Ti涂层和/或C/Ti氧化涂层的双极板、具备双极板的氢燃料电池
实质审查的生效专利号: CN117878347A
申请人: 西北工业大学;
发明人: 王显宗;胡倩;刘佳明;刘开颐;李祎
申请日期: 2024-01-22
公开日期: 2024-04-12
IPC分类:
H01M8/0228
摘要:
提供了C/Ti涂层(1)、C/Ti氧化涂层(4)及其制备方法、具备C/Ti涂层(1)和/或C/Ti氧化涂层(4)的双极板(3)、具备双极板(3)的氢燃料电池。该双极板(3)包括基材(2)和附着在基材(2)至少一部分表面的C/Ti氧化涂层(4)，该C/Ti氧化涂层(4)主要由C/Ti涂层(1)与附着在C/Ti涂层(1)至少一部分表面的氧化层(14)构成，该C/Ti涂层(1)主要由Ti层(11)、C?Ti复合层(12)以及a?C表层(13)所构成。通过引入具有高耐蚀性和导电性的C/Ti氧化涂层(4)，不仅改善了双极板(3)的耐蚀性，还提高了电极表面的电导率，从而提升了燃料电池的整体性能和稳定性。
主权项:
1.一种附着在基材表面以形成双极板的C/Ti涂层，所述C/Ti涂层包括：Ti层；C-Ti复合层，其附着在所述Ti层至少一部分表面；和a-C表层，其附着在所述C-Ti复合层至少一部分表面；其中，所述C-Ti复合层中，C与Ti的原子比为2：1-6：5；其中，所述a-C表层中以C-C sp2键合为主，所述C-C sp2在XPS拟合后的峰面积占比为55%-60%。
高温TiAl合金的热模拟方法
实质审查的生效专利号: CN117848889A
申请人: 西北工业大学
发明人: 张铁邦;同若兰;宋霖
申请日期: 2024-01-19
公开日期: 2024-04-09
IPC分类:
G01N3/60
摘要:
本发明涉及用于高温TiAl合金力学性能分析的热模拟方法，包括如下步骤：制备表面光洁的圆柱试样；取钽箔焊接在试样侧面中间位置，再将S型铂铑热电偶焊接在钽箔上；将焊接好S型铂铑热电偶的圆柱试样放置在工作仓内，连接热电偶传输器并抽真空，然后向仓内充氩气；设置温度力学处理变化程序；启动该程序，获得膨胀曲线或真应力?真应变曲线。此外，本发明还涉及通过所述用于高温TiAl合金力学性能分析的热模拟方法获得的高温TiAl合金，其成分为Ti?42Al?8.5Nb?0.1B。本发明提供的热模拟试验方法为研究高温TiAl合金的相变和变形提供了一种新的实验思路，可广泛应用于TiAl合金新品种的开放和热处理及加工工艺参数的选择。
主权项:
1.一种用于高温TiAl合金力学性能分析的热模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：制备所述高温TiAl合金的表面光洁的圆柱试样；取小片钽箔焊接在试样侧面中间位置，再将S型铂铑热电偶焊接在钽箔上；将其放置在工作仓内，连接好热电偶传输器，开始抽真空，当真空度低于0.05Pa时，向仓内充氩气；设置温度力学处理变化程序；启动所述温度力学处理变化程序，获得所述高温TiAl合金的膨胀曲线或真应力-真应变曲线。
基于定向能量沉积的低驱动力NiTiCu合金制备方法
实质审查的生效专利号: CN117888045A
申请人: 西北工业大学
发明人: 丰焱;刘倩雯;谢勤
申请日期: 2024-01-12
公开日期: 2024-04-16
IPC分类:
B33Y70/00
摘要:
本发明涉及一种基于定向能量沉积的低驱动力NiTiCu合金制备方法，通过激光直接能量沉积方式制备出沉积态NiTiCu合金，然后将沉积态NiTiCu合金进行两次热处理获得时效态NiTiCu合金。本发明采用激光直接能量沉积设备制备NiTiCu合金，可以制备出成形性良好、致密度高的复杂且不受尺寸影响的NiTiCu合金构件，对沉积态NiTiCu合金样品进行高温固溶处理和低温时效处理两次热处理，获得的时效态NiTiCu合金样品在更低的驱动应力下同时具有高超弹回复率。
主权项:
1.一种基于定向能量沉积的低驱动力NiTiCu合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将NiTi合金基板固定于激光直接能量沉积设备的成形室后，利用高纯循环氩气将所述成型室的气氛氧含量降低至100ppm以下；S2：设置激光直接能量沉积设备参数，将烘干后的NiTiCu预合金粉末在NiTi合金基板上进行多次连续沉积形成预设实体模型，获得NiTiCu合金试样，待成型室内的NiTiCu合金试样冷却至室温后取出并切割成目标测试尺寸，获得沉积态NiTiCu合金样品；S3：将沉积态NiTiCu合金样品置于真空石英管中，然后将真空石英管置于900℃～1000℃的马弗炉中保温1h～2h进行高温固溶处理，高温固溶处理结束后将真空石英管从马弗炉中取出并迅速放入冰水混合物中进行第一次淬火；S4：将第一次淬火完成后获得的NiTiCu合金样品再次置于真空石英管，然后将真空石英管置于600℃～700℃的马弗炉中保温2h～3h进行低温时效处理，低温时效处理结束后将真空石英管从马弗炉中取出并迅速放入冰水混合物中进行第二次淬火，第二次淬火完成后获得时效态NiTiCu合金样品。
一种二维氮磷共掺杂Ti3C2纳米材料及其混合型超级电容器电极的制备方法
实质审查的生效专利号: CN118047379A
申请人: 西北工业大学
发明人: 杨晨辉; 谢洋洋; 周江鸿; 轩晓蝶; 毕昭
申请日期: 2024-01-11
公开日期: 2024-05-17
IPC分类:
H01G11/30
摘要:
一种二维氮磷共掺杂Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;纳米材料及其混合型超级电容器电极的制备方法以二维Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;纳米材料为基体，利用磷酸三聚氰胺或磷酸哌嗪作为氮磷源，通过溶剂热法实现非原位掺杂改性制备二维氮磷共掺杂Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;层状材料，并将其应用在混合型超级电容器方面。相比目前所报道的其它MXene掺杂改性方法，氮磷共掺杂能够引入丰富的原子缺陷和表面活性位点，有利于改善Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;的电导率、增加材料的活性面积与离子扩散空间、降低电极材料与电解质之间的电荷传质阻力，增强离子扩散速率以及减缓材料在循环过程中的体积变化，增强其结构与循环稳定性。此外，氮、磷元素在高温、高压的反应条件下取代Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;表面的?F、?Cl等官能团有利于增强Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;的赝电容活性，赋予其更强的电荷存储能力。二维氮磷共掺杂Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;复合电极材料的成功开发将为本专利的技术创新有望推动混合型超级电容器在快速充电领域的应用，为电动汽车和消费电子产品等领域提供更为高效、可靠且可持续的储能解决方案。
主权项:
1.二维氮磷共掺杂Ti3C2纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：二维少层Ti3C2纳米材料的制备；首先，分别按照Ti:Al:C＝3:1.2:2的摩尔比称取相应的原料粉体混合研磨，在氩气环境下1350℃烧结2小时。待降温结束后，将烧结得到的陶瓷材料研磨至400目，得到前驱体Ti3AlC2层状陶瓷材料；其次，混合腐蚀液液相刻蚀Ti3AlC2以得到二维Ti3C2纳米材料。取2-8gLiF粉末加入到20-40mL质量浓度为36-38％的浓盐酸中，于室温下搅拌10-30分钟。随后，称取1-4g上述合成的Ti3AlC2粉末，加入到混合腐蚀液中，置入通风橱中，500-1000rpm转速磁力搅拌，35-45℃油浴加热，腐蚀1-2天；再次，刻蚀结束，将刻蚀混合物置于离心管中，先用浓盐酸清洗多余的LiF，以3500-4000rpm离心清洗2-4分钟，重复3次；加入适量超纯水，以3500-5000rpm离心清洗2-4分钟，去除酸性废液，重复多次至上清液pH>5；最后，通过添加超纯水，将离心所得黑色沉淀置于250mL蓝口瓶中，总体积50-150mL，液体中通入20mL·min-1的氩气，同时利用超声波细胞破碎机超声剥离1-2小时，拌以冰浴；超声结束后，随即以1500-3500rpm离心分层10-60分钟，取悬浮液；将黑色悬浮液冷冻干燥，所得的黑色气凝胶粉末即为剥离后的二维少层Ti3C2纳米材料。步骤二：二维氮磷共掺杂Ti3C2纳米材料的制备；首先，以5-10g磷酸三聚氰胺或磷酸哌嗪为氮磷源，溶于乙二醇中使溶液总体积为30mL，室温下搅拌30-60分钟，使其充分溶解，分散均匀；其次，取50-150mg步骤一所得的Ti3C2粉末，置于上述混合溶液中，室温下搅拌30-60分钟，分散均匀；将混合溶液置于50mL四氟内衬及反应釜中，进一步将固定好的反应釜置于高精密数控干燥箱，180-200℃下反应24-48小时；最后，取出混合溶液，将沉淀分别用无水乙醇和超纯水在8000-10000rpm转速下离心5-10分钟清洗干净，将黑色悬浮液冷冻干燥，产物即为二维氮磷共掺杂Ti3C2层状材料。
一种高温合金薄壁变截面铸件的成型方法
实质审查的生效专利号: CN117884609A
申请人: 西北工业大学;
发明人: 郭敏;孙裁云;张军;郝新;介子奇;杨敏;刘鼎元;黄谦
申请日期: 2024-01-10
公开日期: 2024-04-16
IPC分类:
B22D27/04
摘要:
本发明提供了一种高温合金薄壁变截面铸件的成型方法，包括以下步骤：将高温合金熔体浇注于定向凝固炉的模壳中，然后采用定向抽拉装置将模壳从热区抽拉至冷区，得到高温合金薄壁变截面铸件；所述模壳的保温温度为1260～1290℃；所述抽拉的速度为400μm/s；所述抽拉的方向为自上至下。本发明采用了较高的模壳保温温度，使得合金在模壳中充型时可以始终保持较高的温度，从而提高充型性能；采用400μm/s的抽拉速度自上至下抽拉，实现了从下往上的顺序凝固，在这一过程中，当下方厚壁部位进入冷区凝固时，上方处于热区的薄壁部位还未凝固，因此通过重力作用对下方厚壁部位进行及时补缩，从而达到减少缩松的目的。
主权项:
1.一种高温合金薄壁变截面铸件的成型方法，包括以下步骤：将高温合金熔体浇注于定向凝固炉的模壳中，然后采用定向抽拉装置将模壳从热区抽拉至冷区，得到高温合金薄壁变截面铸件；所述模壳的保温温度为1260～1290℃；所述抽拉的速度为400μm/s；所述抽拉的方向为自上至下。
基于有限元及轨迹追踪的增材制造场量宏观特性预测方法
实质审查的生效专利号: CN117798382A
申请人: 西北工业大学
发明人: 王灵杰;邢辉;李玉泽;景涵煦;李博涵
申请日期: 2024-01-08
公开日期: 2024-04-02
IPC分类:
B33Y50/02
摘要:
本发明公开了一种基于有限元及轨迹追踪的增材制造场量宏观特性预测方法，包括步骤：基于工程实际对增材制造中选区激光熔化过程进行数学物理模型假设；根据实践经验建立控制方程；对增材制造中合金粉末床和基板材料的物理参数进行构建；合金粉末床和基板几何模型建立；热源模型建立；非自由面边界条件设定；自由面边界条件设定；多物理场耦合；扫描策略设定；引入动网格技术表征熔覆\刻蚀成形区；几何模型网格生成及求解器设定；预测基于任意扫描路径激光增材制造及加工过程中熔池内多物理场场量宏观特性。本发明高精度、高效率，实现了对增材制造过程中宏观多物理场场量特性仿真技术的补充，真正做到了基于工艺仿真技术实现工艺策略的优化设计。
主权项:
1.一种基于有限元及轨迹追踪的增材制造场量宏观特性预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、基于工程实际对增材制造中选区激光熔化过程进行数学物理模型假设；步骤二、根据实践经验建立控制方程，所述控制方程包括能量控制方程、质量控制方程和动量方程；步骤三、对增材制造中合金粉末床和基板材料的物理参数进行构建；步骤四、合金粉末床和基板几何模型的建立；步骤五、热源模型的建立；步骤六、非自由面边界条件设定；步骤七、自由面边界条件设定；步骤八、多物理场耦合；步骤九、扫描策略设定；步骤十、引入动网格技术表征熔覆\刻蚀成形区；步骤十一、几何模型网格生成及求解器设定；步骤十二、基于步骤一至步骤十一，预测基于任意扫描路径激光增材制造及加工过程中熔池内多物理场场量宏观特性。
一种单晶高温合金铸件条纹晶缺陷的分析方法
实质审查的生效专利号: CN117664992A
申请人: 西北工业大学
发明人: 刘林; 张朝; 黄太文; 许瀚元
申请日期: 2024-01-08
公开日期: 2024-03-08
IPC分类:
G01N23/2251
摘要:
本发明提供了一种单晶高温合金铸件条纹晶缺陷的分析方法，属于组织分析技术领域。元素分析本身误差较大，仅结合元素分析和条纹晶晶体取向研究条纹晶形成机制，证据链不闭合，似是而非，存在漏洞；本发明首次使用真彩色共聚焦显微镜用于条纹晶缺陷的分析，再结合元素分析和条纹晶晶体取向分析，能够更加准确地推断引起条纹晶缺陷的机制，对于工业生产中控制条纹晶缺陷形成具有重要实际意义。
主权项:
1.一种单晶高温合金铸件条纹晶缺陷的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：使用真彩色共聚焦显微镜对含有条纹晶缺陷的单晶高温合金铸件样品进行观察，观察条纹晶起源位置是否存在孔洞，如果存在，测量条纹晶起源位置孔洞的深度和宽度；通过扫描电子显微镜的能量色散谱仪附件表征条纹晶起源处成分，得到条纹晶起源位置的元素种类，判断有无杂质元素的侵入；通过扫描电子显微镜的电子背散射衍射附件表征条纹晶的晶体取向，得到条纹晶和基体的晶体学取向的角度差异，结合所述条纹晶起源位置孔洞的尺寸和成分表征结果，推断引起条纹晶缺陷的机制。
一种高Al低密度镍铁基高温合金铸锭双联冶炼方法
实质审查的生效专利号: CN117802336A
申请人: 西北工业大学;
发明人: 史新波;王志军;樊晓光;徐涛;许泉;何峰;林立洲
申请日期: 2023-12-29
公开日期: 2024-04-02
IPC分类:
C21C7/06
摘要:
本发明公开了一种高Al低密度镍铁基高温合金铸锭双联冶炼方法，该方法针对铝含量高、易于烧损使得铸锭头尾成分不一致的问题，通过对原材料选材和处理、真空感应熔炼过程中对加料顺序、精炼温度等合理匹配，以及电渣熔炼渣系的选择和熔炼参数的优化，从而得到夹杂物含量较低、头尾成分一致性较好的双联新型低密度镍铁基高温合金铸锭。
主权项:
1.一种高Al低密度镍铁基高温合金铸锭双联冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，称量原材料：镍板、真空脱气铬、工业纯铁、钛锭、铝豆、镍钼合金和石墨碳；烘烤镍板、真空脱气铬和工业纯铁；步骤2，将称量的30wt.％-50wt.％镍板、真空脱气铬、镍钼合金和工业纯铁置于真空感应熔炼中，抽真空后送电，直至物料完全熔化，然后以送电功率为800kW-1000kW真空熔炼，真空熔炼期间真空度≤0.3mbar；物料完全熔化后，进行电磁搅拌；降低送电功率至100kW-200kW，待钢液结膜后，加入钛锭和铝豆，升高送电功率精炼，送电功率为300kW-450kW，保持时间为2h-4h；加入剩余的镍板和称量的石墨碳，充入230mbar-300mbar的氩气，增加功率至500kW-750kW，同时进行电磁搅拌，待钢液不再产生气泡后进行浇铸，形成过程铸锭；步骤3，将过程铸锭和电渣加入至ESR中熔炼，以质量百分数计，电渣的成分为：CaF2为75％，Al2O3为20％，TiO2为5％；化渣时，先加入30％-60％的渣料，设定化渣功率为400kW-600kW，10min-15min后，加入剩余渣料；熔炼时，熔速为180kg/h-210kg/h，渣阻为6mohm-10mohm，熔炼期间通过0.1bar-0.5bar的Ar保护；当电极剩余重量为200kg-180kg时开始补缩，降低熔速，完成ESR熔炼，从Ar冷却1h-3h后形成铸锭，为低密度镍铁基高温合金；所述低密度镍铁基高温合金密度小于7.8g/cm3。
一种高纯度Ti3SiC2块体陶瓷及其制备方法
实质审查的生效专利号: CN117843369A
申请人: 西北工业大学
发明人: 李晓强; 朱文杰; 郑策; 任育伟; 卫冲; 张程
申请日期: 2023-12-28
公开日期: 2024-04-09
IPC分类:
C04B38/00
摘要:
本发明涉及一种高纯度Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;块体陶瓷及其制备方法，针对当前采用反应熔体渗透工艺(RMI)制备的RMI Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;块体陶瓷中Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;相含量较低的问题(已有文献报道体积分数最高为85vol.％)，通过“调控原始粉料配比”、“控制反应温度”，并且“引入Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;混合粉体作为反应助剂”，进一步促进了产物中Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;相的生成，将RMI Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;块体陶瓷中Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;相含量提高到了98vol.％，该纯度可以达到并且超过当前商业上采用热压工艺(HP)制备的HP Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;块体陶瓷中Ti<subgt;3</subgt;SiC<subgt;2</subgt;相纯度。
主权项:
1.一种高纯度Ti3SiC2块体陶瓷的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在蒸馏水中加入质量分数为0.1～0.5wt.％的聚丙烯酸，搅拌成均匀溶液；步骤2：将原料TiC与TiO2的混合粉末、反应助剂Y2O3与Al2O3混合粉末加入溶液中，加入溶液的混合粉末质量为溶液质量的30～50wt.％；将上述混合物置于球磨罐中球磨36～48小时得到均匀浆料；步骤3：将浆料放入烘箱120℃烘干24小时之后，获得干燥的混合粉料；步骤4：取混合粉料冷压获得陶瓷生胚；步骤5：将冷压获得的圆形陶瓷生胚放置在真空炉中，在1200～1600℃保温2小时，获得多孔陶瓷预制体；步骤6：将多孔陶瓷预制体包埋在含Si的合金碎块中，在真空炉中进行RMI工艺熔渗AlSi合金，在1250～1450℃保温30～60分钟，获得高纯Ti3SiC2致密陶瓷块体。
一种CMSX-4镍基单晶高温合金的腐蚀溶液及其配制和使用方法
实质审查的生效专利号: CN117660966A
申请人: 西北工业大学
发明人: 樊江昆;宋岳林;李金山;李佳煜;杨洪赐;陈佳宁;陈悦檀;寇宏超;袁睿豪;王军;王毅
申请日期: 2023-12-11
公开日期: 2024-03-08
IPC分类:
C30B29/52
摘要:
本申请涉及合金腐蚀技术技术领域，具体公开了一种CMSX?4镍基单晶高温合金的腐蚀溶液及其配制和使用方法，该腐蚀溶液由以下组分组成：高氯酸、浓硝酸、蒸馏水、液体肥皂，各组分之间的配比为：高氯酸：硝酸：蒸馏水：液体肥皂等于：8?12ml：8?12 ml：30ml：1滴（0.04?0.06ml）液体肥皂。本发明的腐蚀液不仅能快速高效的腐蚀出CMSX?4合金的金相组织，对比现有传统腐蚀液，本发明的腐蚀液可以通过选择性腐蚀γ′相从而获得更高的衬度，在扫描电子显微镜下的微观组织分辨率远高于其他腐蚀方法，甚至达到透射电子显微镜的水平，可清晰观察到纳观次生γ′相与相界面沟槽形貌，对大视场下纳米级微观结构的表征与定量统计具有重要意义。
主权项:
1.一种CMSX-4镍基单晶高温合金的腐蚀溶液，其特征在于，所述腐蚀溶液包括以下组分：高氯酸、浓硝酸、蒸馏水、液体肥皂，该四种组分的配比为：高氯酸：硝酸：蒸馏水：液体肥皂等于：8-12ml：8-12 ml：30ml：0.04-0.06ml液体肥皂。
一种用于抑制金属构件成型过程中开裂的增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN117680703A
申请人: 西北工业大学
发明人: 陈彪;李康安;万杰;李金山;王军;樊江昆
申请日期: 2023-12-07
公开日期: 2024-03-12
IPC分类:
B33Y50/02
摘要:
本发明涉及增材制造金属材料技术领域，具体公开了一种用于抑制金属构件成型过程中开裂的增材制造方法，该方法包括：设计金属材料的零件模型与材料外壳模型，并将二者合为一个整体模型，利用切片软件逐层对模型进行切片，利用增材制造技术例如SLM方法对金属粉末进行3D打印，最终获得无裂纹或少裂纹金属材料结构件。本发明有利于针对新型材料进行高通量实验以便快速获得适当打印参数，同时可以大幅扩大新型金属材料的增材制造工艺窗口，有利于制备无裂纹或少裂纹金属材料结构件，操作简单，成本低廉。
主权项:
1.一种用于抑制金属构件成型过程中开裂的增材制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：使用三维建模软件设计金属材料结构件模型，并添加必要的支撑设计；步骤2：设置金属材料结构件模型与支撑模型的制造工艺参数，并对模型按照设计的层厚进行逐层切片处理；步骤3：在所述结构件模型区域外围增加一层壳型区域，作为保护区；步骤4：设置外围保护区制造工艺参数，且需保证所述外围保护区的能量密度输入小于或等于内部结构件模型区；步骤5：筛分出对应层厚的金属粉末并烘干；步骤6：采用增材制造工艺方法利用外部热源将粉末在基板平面上进行3D打印，打印过程中每一层均先打印材料外壳型区域，后打印内部区域，最后得到无裂纹或少裂纹金属材料结构件。
一种面向增材制造过程宏观热应力场的有限元建模仿真方法和系统
实质审查的生效专利号: CN117669315A
申请人: 西北工业大学
发明人: 马良;杨自豪;王为任;林鑫
申请日期: 2023-12-04
公开日期: 2024-03-08
IPC分类:
G06F30/17
摘要:
本发明公开了一种面向增材制造过程宏观热应力场的有限元建模仿真方法和系统，每一层计算将上一层计算的温度场整体下移，采用低热应力区单元尺寸动态改变，但温度场和热应力场改变的方法来模拟增材制造过程，该方法在整个模拟过程中保持了单元数量不变，并保持了单元与单元之间的拓扑关系不变，能够在不增加单元的情况下模拟增材制造过程，单元数量少，计算效率高。并且由于单元与单元之间的拓扑关系不变，适合程序化控制，能够实现该过程的全自动化，从而实现无人干预的全自动化仿真计算。
主权项:
1.一种面向增材制造过程宏观热应力场的有限元建模仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立打印件(2)的有限元模型，将打印件(2)从下到上依次分为堆叠的低热应力区(3)、过渡区(4)和熔覆区(5)，过渡区(4)由若干层堆叠的单元组成；将有限元模型划分网格，进行第一次计算，获得第一层温度场和第一层热应力场；S2，将低热应力区(3)的高度增加，过渡区(4)和熔覆区(5)中每一个节点的Z坐标值增加同样的高度值；将第一层温度场的熔覆区(5)上表面每一个节点的温度值，赋予过渡区(4)中最上层单元上表面中每一个对应节点；将第一层温度场的过渡区(4)中每一个单元上表面中每一个节点的温度值，赋予所述每一个单元的下一层单元每一个对应节点；将过渡区(4)中最下层单元上表面中每一个节点的温度值，赋予低热应力区(3)上表面中每一个对应节点；S3，基于每一个节点赋予的新温度值，进行第二次计算，获得第二层温度场，将第二次计算获得的位移载荷加载在对应的节点，结合第二层温度场获得对应的第二层热应力场；S4，重复S2和S3设定次数，每完成一次计算，低热应力区(3)的高度增加一次，最终获得第N次计算后的第N层温度场和第N层热应力场，完成仿真计算。
一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及系统
实质审查的生效专利号: CN117252030A
申请人: 西北工业大学
发明人: 郭敏;陈佳;张军;杨敏;赵勇
申请日期: 2023-11-02
公开日期: 2023-12-19
IPC分类:
G06F119/02
摘要:
本发明公开一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及系统，涉及数值模拟和材料加工交叉技术领域，方法包括：基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据从铸态单晶高温合金试样中提取的元素浓度分布，确定铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；采用相场法对铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果，然后确定铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。本发明具有耗时短、效率高、成本低的优点。
主权项:
1.一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，方法包括：从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布；基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤；当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置
实质审查的生效专利号: CN117444177A
申请人: 西北工业大学; 宝鸡金航华颢新材料技术研究院有限公司; 西安金航新材料技术开发有限公司
发明人: 杨光昱; 王强; 杨文超; 吴昊; 介万奇
申请日期: 2023-11-02
公开日期: 2024-01-26
IPC分类:
B22D18/06
摘要:
本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，包括：熔炼系统、铸造系统、离心机构、真空系统、注砂系统以及供气系统。本装置通过熔炼系统、铸造系统、离心机构、真空系统、注砂系统以及供气系统组成高温合金多功能反重力铸造设备，以保证高温合金大型复杂薄壁铸件在真空下除气、负压下充型、正压下凝固，实现大型高温合金复杂薄壁件控形和控性的要求。
主权项:
1.一种高效实现高温合金多功能反重力铸造装置，其特征在于，包括：熔炼系统(3)，其包括熔炼炉(6)，所述熔炼炉(6)内设置有坩埚驱动机构(7)，所述坩埚驱动机构(7)的输出端设置有熔炼机构(8)，所述熔炼炉(6)的进口处还设置有挡板阀(20)，挡板阀(20)用于遮挡熔炼炉(6)的进口；铸造系统(4)，其包括铸造炉(10)，其与熔炼炉(6)顶部的开口拆卸连接，其内设置有型壳(41)，所述型壳(41)上设置有与熔炼炉(6)连通的吸铸组件，铸造炉(10)的顶部设置有盖板(33)，盖板(33)上设置有进口管道(34)；离心机构(11)，用于驱动铸造炉(10)离心转动；真空系统，用于在合金熔炼时对熔炼炉(6)进行抽真空；注砂系统(5)，用于将定量砂砾送入铸造炉(10)的砂箱内；以及供气系统，其出口分别与熔炼炉(6)、铸造炉(10)的进口连通，用于调节熔炼炉(6)、铸造炉(10)内的压力，使得熔炼炉(6)、铸造炉(10)产生压差，并在其中，供气系统的出口与盖板(33)上设置的进口管道(34)转动连接；其中，坩埚驱动机构(7)用于在驱动熔炼机构(8)升降或者翻转，使得熔炼坩埚(26)上升时升液管(32)进入熔炼机构(8)内。
一种辅助增材制造的超声装置及其使用方法
实质审查的生效专利号: CN117283106A
申请人: 西北工业大学
发明人: 杨海欧;杨魁通;杨文哲;陈辉;艾于翔;满靖宇;林鑫
申请日期: 2023-11-01
公开日期: 2023-12-26
IPC分类:
B06B3/02
摘要:
本发明公开了一种辅助增材制造的超声装置及其使用方法，该装置由超声换能器和基体组成，基体的高度由超声换能器类型及所用基体材料决定，该装置将变幅杆与基体形成紧固连接，且超声换能器的上端面和基体的下端面紧密贴合，超声换能器的上端面和基体的下端面之间有预紧力。本发明中的超声设备可避免超声振动效果随成形位置变化发生衰减这一问题；本发明能够利用超声的声流及空化效应对金属熔池产生除气效果，并能显著细化成形材料微观组织，尤其是能够破碎柱状枝晶，减弱增材制造材料力学性能的各向异性，显著优化成形材料组织。
主权项:
1.一种辅助增材制造的超声装置，其特征在于，包括：超声换能器(1)，用于发出超声波；基体(2)，和超声换能器(1)的变幅杆(101)连接，且下端面和超声换能器(1)的上端面贴合，基体(2)的下端面和超声换能器(1)的上端面之间有预紧力；所述基体(2)和电弧增材制造焊机的负极导线电连接，所述基体(2)的高度为超声波的半波长。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
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B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)