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一种新型FeCrMnVSix高熵合金涂层及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN114774754A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 吴晓宏;卢松涛;秦伟;李杨;姚忠平
申请日期: 2022-04-12
公开日期: 2023-02-10
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明公开了一种新型FeCrMnVSix高熵合金涂层及其制备方法，属于表面改性与激光熔覆制备高熵合金涂层技术领域。本发明选用激光熔覆技术制备质量优异的高熵合金涂层，该涂层的相结构为单一的体心立方(BCC)固溶体结构，具有硬度高和高温抗氧化性好的特性。本发明提供的制备流程简单，易操作，重复性强，粉末成本较低，易形成高熵合金，为激光熔覆技术制备高熵合金涂层在表面改性领域拓宽应用方向。
主权项:
1.一种高熵合金涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，将高熵合金粉末进行干燥处理后，平铺在模具中，将基体嵌入模具中压实，在基体表面形成预制高熵合金粉末层；步骤2，对预制高熵合金粉末层进行激光熔覆得到高熵合金涂层，激光熔覆的工艺参数为：光斑直径为2.0～3.0mm，激光功率为1000～1400W，扫描速度为5～10mm/s。
一种抑制B4C/Al复合材料界面脆性相的低成本快速B4C粉末表面改性方法
发明专利权授予专利号: CN114538447A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 姜龙涛;薛威;修子扬;武高辉;康鹏超;陈国钦;张强;苟华松
申请日期: 2022-03-22
公开日期: 2023-05-23
IPC分类:
C01B35/10
摘要:
一种抑制B4C/Al复合材料界面脆性相的低成本快速B4C粉末表面改性方法，本发明涉及一种抑制B4C/Al复合材料界面脆性相的低成本快速B4C粉末表面改性方法。本发明是要解决现有B4C增强Al基复合材料中B4C颗粒的尖角、B4C与金属Al基体之间界面结合差、界面反应严重、界面处生成脆性金属间化合物等问题。方法：将B4C粉末放置于加热装置中同时充入O2，将反应温度由室温加热至500～800℃，保温5～120min，获得核壳结构的B4C@B2O3颗粒。本发明用于B4C/Al复合材料的制备，解决B4C在Al基复合材料中作为增强体时，与Al基体的界面结合差、抑制界面脆性相形成的问题。
主权项:
1.一种抑制B4C/Al复合材料界面脆性相的低成本快速B4C粉末表面改性方法，其特征在于抑制B4C/Al复合材料界面脆性相的低成本快速B4C粉末表面改性方法具体按以下步骤进行：将B4C粉末放置于加热装置中同时充入O2，将反应温度由室温加热至500～800℃，在500～800℃的温度下保温5～120min，获得核壳结构的B4C@B2O3颗粒；充入O2的浓度为21％～90％。
一种低应力成型B4C/Al复合材料型材的制备方法
发明专利权授予专利号: CN114703389A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 姜龙涛;薛威;修子扬;武高辉;康鹏超;陈国钦;张强;苟华松
申请日期: 2022-03-09
公开日期: 2022-12-09
IPC分类:
C22C1/10
摘要:
一种低应力成型B4C/Al复合材料型材的制备方法，本发明涉及一种低应力成型B4C/Al复合材料型材的制备方法。本发明是要解决现有B4C/Al复合材料型材在其热变形过程中变形抗力高的问题。方法：一、粉体预氧化；二、粉体混合；三、复合材料冷压；四、复合材料热压烧结；五、复合材料热挤压。本发明生产周期短、操作简单、生产成本低、能耗低；所得复合材料型材无脆性界面反应产物生成，致密化程度高(＞99％)，比强度、比刚度高、密度低，强度和塑性匹配优良，具有低的变形抗力；型材可用于丝杠、桁条、导弹支撑结构，以降低结构质量，提高材料的可靠性。本发明用于B4C/Al复合材料型材。
主权项:
1.一种低应力成型B4C/Al复合材料型材的制备方法，其特征在于低应力成型B4C/Al复合材料型材的制备方法具体按以下步骤进行：一、粉体预氧化：将B4C粉体平铺于托盘中，然后置于加热炉中，在温度为450～850℃的条件下对粉体进行预氧化处理，处理时间为5～120min，得到预氧化粉体；二、粉体混合：将预氧化粉体和含铝粉体放入球磨容器中，再加入球磨球，在转速为50～300r/min的条件下将粉体球磨0.5～4h，得到混合粉体；所述混合粉体中预氧化粉体的体积分数为3～30％；三、复合材料冷压：将混合粉体置于钢模具中，在压力为10～50MPa的条件下冷压成坯，然后连同模具放入电炉中，在温度为550～650℃的条件下保温1～3h，得到材料预制体；四、复合材料热压烧结：将材料预制体在大气环境下进行热压烧结，在热压压力为30～100MPa的条件下保压5～30min；加压烧结后待冷却至100～300℃，进行脱模得到预压坯料；五、复合材料热挤压：将预压坯料置于电炉中，在温度为425～500℃的条件下保温1～3h，然后进行热挤压至设计尺寸，得到B4C/Al复合材料型材。
快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法及设备
未知状态专利号: CN114213136A
申请人: 哈尔滨工业大学(威海);
发明人: 张涛;张鹏;钟博;郝桓民;范丽君
申请日期: 2021-12-30
公开日期: 2022-03-22
IPC分类:
C04B35/83
摘要:
本发明公开一种快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法及设备，将碳陶纤维预制体放入真空室中，碳陶纤维预制体与高压电源连接，碳陶纤维预制体外设感应线圈，通入真空室中的气体介质在真空高压下形成高温等离子体，其中带负电的分子基团在电场力作用下高速撞击碳陶纤维预制体进行沉积。该方法以等离子气源为介质，通过化学气相沉积来制备高性能碳陶复合材料，加工效率高、致密度高。等离子沉积设备结构简单，可对预制体快速致密化，设备能耗低，加工效率高。
主权项:
1.快速制备高性能碳陶复合材料的等离子沉积方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备碳陶纤维预制体；（2）化学气相沉积：将步骤（1）碳陶纤维预制体放入真空室中，碳陶纤维预制体与高压电源连接，碳陶纤维预制体外设感应线圈，通入真空室中的气体介质在真空高压下形成高温等离子体，其中带负电的分子基团在电场力作用下高速撞击碳陶纤维预制体进行沉积。
电子束粉末床增材制造装备电子枪
发明专利权授予专利号: CN114360986A
申请人: 哈尔滨工业大学（威海）
发明人: 王廷;蒋思远;冯吉才
申请日期: 2021-12-29
公开日期: 2023-06-23
IPC分类:
H01J9/36
摘要:
本发明涉及一种电子束粉末床增材制造装备电子枪，其解决了解决现有皮尔斯电子枪的消像散装置以静态矫正工作方式矫正束畸变，满足不了电子束粉末床增材制造装备要求快速同步矫正要求，消像散装置为独立装置增加了电子束的飞行路程，不利于电子束的聚焦的技术问题，其包括依次呈同轴对中自上而下布设的阴极、聚束极、阳极、合轴装置、聚焦装置和扫描消像散集成装置，扫描消像散集成装置包括铁磁框架、扫描绕组和消像散绕组，铁磁框架呈轴对称的圆柱状环形结构，铁磁框架的内壁设有轴向延伸并按圆周等分的4m个线槽，扫描绕组和消像散绕组共同占据全部4m个线槽。本发明广泛用于电子束粉末床增材制造。
主权项:
1.一种电子束粉末床增材制造装备电子枪，其特征在于，包括依次呈同轴对中自上而下布设的阴极、聚束极、阳极、合轴装置、聚焦装置和扫描消像散集成装置；所述扫描消像散集成装置包括铁磁框架、扫描绕组和消像散绕组；所述铁磁框架呈轴对称的圆柱状环形结构，铁磁框架的内壁设有轴向延伸并按圆周等分的4m个线槽，m是不小于2的偶数，相邻线槽之间形成齿；所述扫描绕组和消像散绕组共同占据全部4m个线槽；所述扫描绕组包括x相绕组和y相绕组；所述消像散绕组包括α相绕组和β相绕组；当给扫描绕组通电后，x、y两相绕组产生垂直于电子束飞行参考方向的磁场；当给消像散绕组通电后，α、β两相绕组在垂直于电子束飞行参考方向上的产生两组对立磁场。
碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接方法及接头
发明专利权授予专利号: CN114133264A
申请人: 哈尔滨工业大学;
发明人: 林铁松;杨佳;林盼盼;何鹏
申请日期: 2021-12-24
公开日期: 2022-12-09
IPC分类:
C04B37/02
摘要:
本发明提供了一种碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接方法及接头，涉及材料焊接技术领域，所述碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接方法包括将CuTi膏状钎料涂覆在除杂后的碳化硅陶瓷复合材料的表面，依次经过热处理、清洗及干燥后，得到第一待焊材料；将BNix膏状钎料涂覆在除杂后的镍基高温合金表面，得到第二待焊材料；将步骤S1得到的所述第一待焊材料放置在步骤S2得到的所述第二待焊材料的上方，用模具夹紧，经热处理后，得到碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接接头。本发明获得的接头的室温剪切强度最大可达50MPa，高温剪切强度最大可达55MPa。
主权项:
1.一种碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1,将CuTi膏状钎料涂覆在除杂后的碳化硅陶瓷复合材料的表面，依次经过热处理、清洗及干燥后，得到第一待焊材料；步骤S2,将BNix膏状钎料涂覆在除杂后的镍基高温合金表面，得到第二待焊材料；步骤S3,将步骤S1得到的所述第一待焊材料放置在步骤S2得到的所述第二待焊材料的上方，用模具夹紧，经热处理后，得到碳化硅陶瓷复合材料与镍基高温合金的连接接头。
一种玻璃微珠增强多孔铝基复合材料的制备方法
发明专利权授予专利号: CN114231779A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 张强;孙凯;卫国梁;杨文澍;姜龙涛;陈国钦;修子扬;武高辉
申请日期: 2021-12-20
公开日期: 2022-08-09
IPC分类:
B22F9/04
摘要:
一种玻璃微珠增强多孔铝基复合材料的制备方法，涉及一种多孔铝基复合材料的制备方法。为了解决现有的玻璃微珠增强多孔铝基复合材料中的玻璃微珠增强体的体积分数高且单一，以及玻璃微珠增强多孔铝基复合材料的吸能能力差的问题。方法：称玻璃微珠，金属粉末和铝锭；玻璃微珠的平均粒径与金属粉末的平均粒径相同，制备混合粉，预热和金属基体制备，液态金属浸渗。本发明利用金属粉末可以替代部分玻璃微珠使得最终制备的多孔复合材料中玻璃微珠的体积可以在一个较宽范围内变化，可以保证相互之间填充空隙，保证混粉过程均。本发明适用于制备多孔铝基复合材料。
主权项:
1.一种玻璃微珠增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：玻璃微珠增强多孔铝基复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、称料：按体积分数称取20％～69％的玻璃微珠，1％～50％的金属粉末和30％～60％的铝锭；玻璃微珠的平均粒径与金属粉末的平均粒径相同；二、混合粉体的制备：将玻璃微珠与等粒径的金属粉末混合，然后进行低速球磨，最后干燥，得到混合粉体；将玻璃微珠与等粒径的金属粉末混合前，将玻璃微珠置于去离子水或者酒精溶液中，选取漂浮的玻璃微珠，干燥；所述低速球磨的工艺为：球料比为5～10：1，球磨转速为50～150rpm，球磨时间为30min～4h；三、预热和金属基体制备：将步骤二得到的混合粉体置于模具内，然后移至加热炉中进行预热，得到混合粉体预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至熔点以上300～400℃，得到熔融态的金属基体；四、液态金属浸渗：将步骤三中所得的混合粉体预制体带模具置于压力机台面上，将熔融态的金属基体倒入模具内混合粉体预制体的上面，进行压力浸渗；所述压力浸渗工艺为：压力为5～30MPa，浸渗的速度为0.5～2mm/s，熔融态的金属完全浸渗到混合粉体中，冷却至室温，最后脱模。
应用于摩擦增材制造装置的离合器
发明专利权授予专利号: CN114183477A
申请人: 哈尔滨工业大学(威海)
发明人: 王瑞;周利;王胄峰;王琳;岳凌宇
申请日期: 2021-12-13
公开日期: 2024-01-19
IPC分类:
B22F12/50
摘要:
本发明提供一种应用于摩擦增材制造装置的离合器，包括上离合器分体和下离合器分体；所述上离合器分体包括圆柱状的中空壳体，壳体内设有相位匹配块，相位匹配块与壳体之间设有压簧，所述相位匹配块设有上料棒通孔，所述相位匹配块设有呈旋转对称结构的上相位匹配凸台；所述下离合器分体包括与壳体下底面相配合的下法兰盘，下离合器分体的中心处设有下料棒通孔，下法兰盘靠近壳体的一侧设有下相位匹配凸台，上相位匹配凸台和下相位匹配凸台啮合使上料棒通孔与下料棒通孔相位对齐。本发明的有益效果是由于采用上述技术方案，可以使摩擦增材过程中，可实现料棒的快速上料，料棒的上料过程精准、稳定，增材装置的整体强度更好，稳定性更高。
主权项:
1.应用于摩擦增材制造装置的离合器，其特征在于：包括上离合器分体和下离合器分体；所述上离合器分体包括圆柱状的中空壳体，所述壳体的上、下底面均设有通孔，壳体内设有相位匹配块，相位匹配块与壳体周向限位，相位匹配块沿壳体轴线方向与壳体滑动相连，相位匹配块与壳体之间设有驱动相位匹配块向壳体上底面滑动的压簧，所述相位匹配块的中心处设有正n边形的上料棒通孔，所述相位匹配块靠近壳体下底面的一侧上设有呈旋转对称结构的上相位匹配凸台，所述壳体下底面远离壳体上底面的一侧设有上摩擦片；所述下离合器分体包括与壳体下底面相配合的下法兰盘，下法兰盘的外缘设有与上摩擦片相配合的下摩擦片，下离合器分体的中心处设有正n边形的下料棒通孔，下法兰盘靠近壳体的一侧设有下相位匹配凸台，上相位匹配凸台和下相位匹配凸台啮合使上料棒通孔与下料棒通孔相位对齐，n≥3，n为整数。
一种镍基高温合金扫描激光焊接过程中抑制硬脆性Laves相形成的方法
发明专利权授予专利号: CN113977080A
申请人: 哈尔滨工业大学（威海）
发明人: 陈波;闫胜鸿;檀财旺;宋晓国;王国栋
申请日期: 2021-11-17
公开日期: 2024-02-09
IPC分类:
B23K26/21
摘要:
本发明公开了一种镍基高温合金扫描激光焊接过程中抑制硬脆性Laves相形成的方法，属于材料加工工程领域。首先进行镍基高温合金扫描激光焊接工艺窗口的优化：激光束可采用：圆形、垂直、无穷、8字形、平行等扫描形式；扫描频率范围：0Hz?200Hz；扫描幅值范围0mm?5mm。然后根据以上扫描参数进行镍基高温合金的焊接制造工作，最终达到抑制Laves相析出行为，促使粗大骨架状的Laves相转变成为细小离散分布状态的目的，进而抑制微裂纹的产生，同时起到细化晶粒、扩大等轴晶区的作用。因此本发明通过控制激光的扫描运动，进而调控镍基高温合金焊接过程中Laves相的析出行为，抑制焊缝中微裂纹的产生，改善显微组织，进而增强了镍基高温合金焊接接头的性能。
主权项:
1.一种镍基高温合金扫描激光焊接过程中抑制硬脆性Laves相形成的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对扫描工艺参数进行优化，初步获得镍基高温合金扫描激光焊接工艺参数窗口，所述焊接工艺参数包括：扫描形式、扫描幅值、扫描频率、激光焊接功率、焊接速度和激光离焦量；S2：焊接前，将镍基高温合金待焊部位进行预处理，将预处理后的工件固定在焊接工装夹具上；S3：然后根据所述步骤S1中的扫描激光焊接工艺参数窗口，设置实际的镍基高温合金焊接工艺参数；进行扫描激光焊接工作，焊接过程中，保证待焊区的正面及背面与空气隔离，最终获得最优的焊接参数；其中激光束在做扫描运动的同时相对于焊接工件进行水平运动。
一种镍基高温合金粉末及应用于空心涡轮叶片的制备方法
发明专利权授予专利号: CN114214554A
申请人: 哈尔滨工业大学（威海）
发明人: 张鹏;朱强;王敏;王传杰;陈刚
申请日期: 2021-11-17
公开日期: 2022-05-27
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明提供了一种镍基高温合金粉末及应用于空心涡轮叶片的制备方法，其解决了对激光选区熔化制备空心涡轮叶片过程开裂的技术问题，其包含以下重量份数的组分：Cr为25％～30％、Co为17.5％～19％、Al为2.5％～3.0％、Ta为2.3％～2.5％、Ti为2.6％～2.8％、W为1.7％～2.1％、Re为1.5％～2.5％、C为0.1％～0.15％、Cb为0.8％～1％、Zr为0.2％～0.3％、B为0.005％～0.01％、V为0.5～0.7％余量为Ni。本发明可广泛应用于增材制造技术领域。
主权项:
1.一种镍基高温合金粉末，其特征是，用于制备空心涡轮叶片，其包含以下重量份数：Cr为25％～30％、Co为17.5％～19％、Al为2.5％～3.0％、Ta为2.3％～2.5％、Ti为2.6％～2.8％、W为1.7％～2.1％、Re为1.5％～2.5％、C为0.1％～0.15％、Cb为0.8％～1％、Zr为0.2％～0.3％、B为0.005％～0.01％、V为0.5～0.7％，余量为Ni。
使锻造态镍基粉末高温合金晶粒尺寸均匀化的热处理方法
发明专利权授予专利号: CN114058988A
申请人: 哈尔滨工业大学（深圳）
发明人: 计红军;朱立华;陈闯;李明雨;李玉峰
申请日期: 2021-11-12
公开日期: 2022-11-15
IPC分类:
C22F1/10
摘要:
本发明提供了一种使锻造态镍基粉末高温合金晶粒尺寸均匀化的热处理方法，其包括：步骤S1，将锻造态镍基粉末高温合金升温至550℃~650℃后进行保温；步骤S2，继续随炉升温至γ′相初溶温度，随后以0.1℃/min~1℃/min的升温速率缓慢升温至镍基粉末高温合金的γ′相完全固溶温度；步骤S3，以超过10℃/min的升温速度快速升温至镍基粉末高温合金的γ′相过固溶温度，保温一段时间后迅速冷却。采用本发明的技术方案，释放部分因锻造而形成的内应力，改善合金内部应力分布不均的同时，避免因快速升温使γ′相迅速溶解至基体中而造成晶粒尺寸异常的长大，保证了晶粒尺寸的均匀性。
主权项:
1.使锻造态镍基粉末高温合金晶粒尺寸均匀化的热处理方法，其特征在于：其包括：步骤S1，将锻造态镍基粉末高温合金升温至550 ℃ ~ 650 ℃后进行保温；步骤S2，继续随炉升温至γ′相初溶温度，随后以0.1 ℃/ min ~ 1 ℃/ min的升温速率缓慢升温至镍基粉末高温合金的γ′相完全固溶温度；步骤S3，以超过10 ℃/ min的升温速度快速升温至镍基粉末高温合金的γ′相过固溶温度，保温一段时间后迅速冷却。
一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法及应用
发明专利权授予专利号: CN113945465A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 余建新;王晓鹏
申请日期: 2021-10-18
公开日期: 2023-12-22
IPC分类:
G01N23/2251
摘要:
本发明属于钨铼合金研究领域，尤其涉及一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法，首先分析ZrCp/W复合材料的组织、结构和性能，分别采用场发射扫描电镜分析显微组织，X射线衍射仪分析XRD物相，纳米压痕仪测量弹性模量和纳米硬度；然后采用热电偶和ZrCp/W复合材料压头测量W?Re合金等温恒应变压缩真应力真应变曲线。本发明采用了埋线法解决钨铼合金热电偶焊接问题，采用粉末冶金热压烧结工艺及利用难熔碳化锆与钨相容性好且强度高的特点，制备了碳化锆颗粒增强的新型钨基复合材料压头，提高了纯钨的压缩强度，克服了钨的高温强度随压缩变形量增加而降低的缺点，改善了钨的高温应变硬化特性，在超高温夹具领域具有广泛应用前景。
主权项:
1.一种高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法，其特征在于，所述高温高强钨铼合金的热力模拟试验方法包括：分析ZrCp/W复合材料的组织、结构和性能，并采用场发射扫描电镜分析显微组织，X射线衍射仪分析XRD物相，纳米压痕仪测量弹性模量和纳米硬度；然后再采用热电偶和ZrCp/W复合材料压头测量W-Re合金等温恒应变压缩真应力真应变曲线。
SiO2负载Ni的双层核壳催化剂及其制备方法和应用
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN113578326A
申请人: 哈尔滨工业大学（深圳）
发明人: 陶有堃;万直剑;李金浪;周晔欣;仲政
申请日期: 2021-08-18
公开日期: 2021-11-02
IPC分类:
B01J23/755
摘要:
本发明提供了一种SiO2负载Ni的双层核壳催化剂及其制备方法和应用。核壳催化剂包括核层以及包覆于核层外的壳层，核层为负载有Ni的SiO2，壳层为CeO2、Al2O3、SiO2、TiO2等。本发明的双层核壳催化剂，壳层对Ni颗粒具有二次保护作用，且壳层能够提供丰富的氧空位，促进C的氧化从而减少积碳生成，具有抗烧结、抗积碳双重保护功能以及协同催化效应；本发明的双层核壳催化剂，当壳层为CeO2时，CeO2层对催化剂的活性起到了助剂的作用，在甲烷干重整反应中，在中低温条件(比如600℃)时对CO2的转化提升较为明显；本发明的SiO2负载Ni的双层核壳催化剂，相比常规催化剂具有良好的稳定性。
主权项:
1.一种SiO2负载Ni的双层核壳催化剂，其特征在于，包括核层以及包覆于核层外的壳层，所述核层为负载有Ni的SiO2，所述壳层为CeO2、Al2O3、SiO2、TiO2、La2O3、Pr6O11、Sm2O3、MgO、ZrO2、Y2O3中的一种。
一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法
发明专利权授予专利号: CN113604697A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 修子扬;武高辉;杨文澍;柳萌;陈国钦;鞠博宇
申请日期: 2021-08-13
公开日期: 2023-03-24
IPC分类:
B22F9/04
摘要:
一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法，它涉及一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法。本发明是要解决目前石墨烯增强铜基复合材料中石墨烯分散不均匀的问题。方法：一、称取多层石墨烯纳米片和铜金属粉末；二、将铜粉进行片状化球磨处理；三、利用物理气相沉积的办法在石墨烯表面沉积铜微粒；四、将铜片表面和石墨烯进行表面处理并在溶液中均匀分散；五、超声波震荡自主沉积；六、处理后的铜片与石墨烯产生化学吸附；七、预压并利用等离子烧结制备石墨烯增强铜基复合材料。本发明用于航天、航空、电子器件等多种领域。
主权项:
1.一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法，其特征在于在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法是按以下步骤进行：一、原料称取：按质量分数称取0.3％～5％多层石墨烯纳米片和95％～99.7％的铜金属粉末；所述铜金属粉末的粒径尺寸为1～15μm；二、铜粉片状化处理：将铜金属粉末和助磨剂装入球磨罐中，球磨罐中球料比为(2～20):1，以100～400rpm的转速球磨2～15h，得到片状化后的铜金属粉末；所述片状化后的铜金属粉末的平面大小为30～70μm，厚度为100～300nm；三、石墨烯表面负载铜：采用等离子物理气相沉积将铜原子沉积在多层石墨烯纳米片表面，物理气相沉积同时进行在搅拌，得到负载铜的石墨烯；所述负载铜的石墨烯中铜的负载量为3％～6％；四、原材料表面处理与分散：将聚乙烯醇溶于50～90℃水中，配置PVA水溶液，将片状化的铜金属粉末加入PVA水溶液中搅拌均匀，在温度为80℃的条件下水浴保温1～15h，得到羟基化铜片；将负载铜的石墨烯加入到浓度为3％～5％的SnCl2溶液中，超声10～100min，之后转移至浓度为3％～5％的PdCl2溶液中，超声10～100min，再用去离子水清洗，然后放置于无水乙醇中进行超声分散，得到处理后的石墨烯纳米片；将处理后的石墨烯纳米片在去离子水中加入质量分数为5％的乙二胺四乙酸钠，超声分散，得到分散后的石墨烯；五、超声波震荡自主沉积：将羟基化铜片和分散后的石墨烯分别放入两个容器中，然后分别对羟基化铜片和分散后的石墨烯进行超声波震荡处理，均匀分散后，分别在容器开口处设置开关，控制每隔5～30s打开开关，使分散后的石墨烯通过管道，在重力作用下在另一个容器内在重力的作用下自主沉积沉淀，静置4～8小时，形成石墨烯铜的层状结构，得到混合层状材料；六、化学吸附与干燥：将得到的混合层状材料在60～90℃的干燥箱中进行干燥，得到石墨烯铜混合粉末；七、预压与等离子烧结制备复合材料：将石墨烯铜混合粉末装入石墨模具中，连同模具置于压力机台面上，以加压速度为0.1～30mm/min下向混合粉末加压至2～10MPa并保压3～20min；将得到预压后的混合体连同模具转移至等离子烧结加热炉中，在保护气氛下，在10～60min内将炉内温度从室温加热至温度800℃～1070℃，在温度为800℃～1070℃的条件下烧结2～30min，随炉冷却，冷却后脱模，得到高导热且力学性能优良的石墨烯增强铜基复合材料。
一种稳定激光深熔焊接匙孔的电磁发生装置及方法
发明专利权授予专利号: CN113414492A
申请人: 哈尔滨工业大学（威海）
发明人: 檀财旺;刘福运;吴来军;陈波;宋晓国
申请日期: 2021-07-22
公开日期: 2022-07-26
IPC分类:
B23K26/21
摘要:
一种稳定激光深熔焊接匙孔的电磁发生装置及方法，属于激光焊接技术领域。本发明包括相互平行呈矩阵状布置的第一永磁铁、第二永磁铁、第三永磁铁和第四永磁铁，其中第三永磁铁N极和第一永磁铁S极相对，第四永磁铁S极和第二永磁铁N极相对，待焊板材设置在第一永磁铁和第二永磁铁与第三永磁铁和第四永磁铁之间的横向间隙处，待焊板材与直流电源电性连接，直流电源向待焊板材内部通入垂直于磁场方向的稳定电场，激光头发射出的激光束照射在第三永磁铁和第四永磁铁之间的间隙处。具有装置简单、调节方便的特点，能够起到稳定激光深熔焊接匙孔的作用，提高激光深熔焊接头激光能量利用效率、减小焊接气孔及飞溅等缺陷，有效地提高激光焊接头质量。
主权项:
1.一种稳定激光深熔焊接匙孔的电磁发生装置，其特征在于：包括第一永磁铁(2)、第二永磁铁(3)、第三永磁铁(4)、第四永磁铁(5)、激光头(7)和直流电源(8)，第一永磁铁(2)和第二永磁铁(3)与第三永磁铁(4)和第四永磁铁(5)相互平行呈矩阵状布置，其中第三永磁铁(4)的N极和第一永磁铁(2)的S极相对，产生的磁场方向为从上向下，第四永磁铁(5)的S极和第二永磁铁(3)的N极相对，产生的磁场方向为从下向上，待焊板材(0)设置在第一永磁铁(2)和第二永磁铁(3)与第三永磁铁(4)和第四永磁铁(5)之间的横向间隙处，待焊板材(0)与直流电源(8)电性连接，直流电源(8)向待焊板材(0)内部通入垂直于磁场方向的稳定电场，激光头(7)悬置于待焊板材(0)顶部，激光头(7)发射出的激光束照射在第三永磁铁(4)和第四永磁铁(5)之间的间隙处。
一种紧凑型气动高速静压空气主轴
发明专利权授予专利号: CN113550978A
申请人: 哈尔滨工业大学;
发明人: 刘玉斌;赵杰;张瑜;刘洋;李长乐;王宏宇;叶勋;张学贺;王勇;冯冰;周岳松
申请日期: 2021-06-25
公开日期: 2022-11-18
IPC分类:
B25J11/00
摘要:
本发明提供一种紧凑型气动高速静压空气主轴，包括主轴基座、中空旋转轴、蜗扇轮、送气组件、气孔压紧环、气孔法兰、气膜铜套组件等多个部件，通过上述各部件中的进气及泄气通道的具体结构和配合方式进行设计，得到一种结构稳定、可应用于导弹壳体曲面内腔涂覆机器人上的紧凑型气动高速静压空气主轴，能在狭小空间内对抛涂头及高粘度胶液进行高速旋转和雾化抛涂作业。
主权项:
1.一种紧凑型气动高速静压空气主轴，其特征在于，包括主轴基座(010)，中空旋转轴(012)，蜗扇轮(006)，送气组件，气孔压紧环(002)，曲面气道法兰(008)，气孔法兰(009)和气膜铜套组件；送气组件为中空圆柱结构；送气组件和气膜铜套组件固定安装于主轴基座(010)内部；中空旋转轴(012)设有轴肩，位于轴肩后部的一端与气膜铜套组件间隙配合；位于轴肩前部的一端与蜗扇轮(006)以及固定安装于蜗扇轮(006)后端的曲面气道法兰(008)过盈配合；中空旋转轴(012)通过气孔压紧环(002)密封装配于主轴基座(010)前端；气膜铜套组件通过固定安装于主轴基座(010)内部的气孔法兰(009)实现压紧定位；气孔压紧环(002)和气孔法兰(009)与中空旋转轴(012)间隙配合；所述气孔压紧环(002)与蜗扇轮(006)前端面之间以及气孔法兰(009)和曲面气道法兰(008)之间设有空隙；所述送气组件中设有轴承空气进气孔道和涡轮空气进气孔道；所述轴承空气进气孔道分别与气孔压紧环(002)与蜗扇轮(006)前端面之间的空隙以及气孔法兰(009)和曲面气道法兰(008)之间的间隙连通，压缩空气对蜗扇轮(006)进行轴向限位，进而对中空旋转轴(012)进行轴向限位；所述轴承空气进气孔道与气膜铜套组件和中空旋转轴(012)之间的间隙连通，压缩空气形成径向空气膜，径向支撑中空旋转轴(012)；所述涡轮空气进气孔道排出压缩空气驱动蜗扇轮(006)转动，进而带动中空旋转轴(012)转动；所述空气主轴设有泄气通道，用于将空气主轴内部的空气排出。
一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法
发明专利权授予专利号: CN113430487A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 苑世剑;王东君;刘钢
申请日期: 2021-06-23
公开日期: 2022-04-08
IPC分类:
C23C10/20
摘要:
本发明提供了一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法，属于高温合金成形技术领域。本发明的成形制备方法包括以下步骤：将包括Ni层、V层和Al层的叠层材料置于模具中依次进行真空热成形和真空扩散反应，得到NiAl基合金薄壁构件。本发明在真空扩散反应中，Ni与Al反应生成NiAl基体，利用金属V可以固溶进入NiAl基体，也可与NiAl基体形成金属间化合物强化相，进而提高NiAl基合金薄壁构件的高温强度。
主权项:
1.一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包括Ni层、V层和Al层的叠层材料置于模具中依次进行真空热成形和真空扩散反应，得到NiAl基合金薄壁构件；所述真空扩散反应包括：依次进行第一真空扩散反应、第二真空扩散反应和第三真空扩散反应；所述第一真空扩散反应的温度为600～650℃、压力为10～20MPa、保温保压时间为0.5～2h；所述第二真空扩散反应的温度为750～850℃、无压力、保温时间为0.1～1h；所述第三真空扩散反应的温度为1100～1300℃、压力为30～50MPa、保温保压时间为1～3h。
一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法
实质审查的生效专利号: CN113343532A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2021-09-03
IPC分类:
G06F30/17
摘要:
本发明提出了一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法。采用顺序热力耦合分析方法实现高温瞬态加热条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构预紧力和钉孔间隙的演变情况的理论预测，本发明所提供的预测方法简化了计算过程，提高了结构分析计算收敛性，为陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构的强度分析与设计提供重要的技术指导，具有良好的实际应用潜力，可以推广应用于航空航天、军事国防、能源化工等诸多技术领域。
主权项:
1.一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法，其特征在于，所述预测方法包括以下步骤：步骤一、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺钉连接结构的几何尺寸采用ABAQUS有限元软件建立有限元分析模型，建模部件包括陶瓷基复合材料板，高温合金板，高温合金沉头螺钉和螺母；步骤二、选用八结点线性传热六面体单元并对连接结构进行网格划分；步骤三、对所建立的有限元模型各部件按照材料性能的不同赋予相应的热物理性能；步骤四、根据高温合金板、复合材料板、螺栓之间的接触关系，在ABAQUS中定义5组接触对，分别为螺钉上豁口与复材板上豁口接触，螺钉中径表面与复材板中径表面接触，螺钉中径表面与高温合金板中经表面接触，复材板下表面与合金板上表面接触，螺母上表面与合金板下表面接触；假设各接触面间为理想接触，即不考虑在传热过程中接触面间的接触热阻；步骤五、对所建立的有限元分析模型施加热分析的边界条件和初始条件，其中陶瓷基复合材料板外表面设置为随时间变化的瞬态高温热载荷，连接结构的其他部位均设置室温对流边界条件；步骤六、对施加边界条件和材料属性的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构进行瞬态热响应分析，得到连接结构各时刻各位置的瞬态温度历程数据；步骤七、将热分析单元DC3D8转变为热结构分析单元C3D8R单元，并设置增强的沙漏控制，然后对连接结构各部件赋予相应材料的力学属性；步骤八、在相互作用属性中对各接触面添加摩擦力；使用ABAQUS中的Boltload命令在螺栓杆的横截面上直接施加轴向预紧力；通过调整两块板孔的大小设置钉孔间隙量；步骤九、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构高温合金板一侧施加固支边界，陶瓷基复合材料板一侧限制住YZ方向的位移；步骤十、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构施加步骤五中计算的温度载荷作为预定义场施加在热应力分析模型上进行静力学响应分析，然后获取随所施加瞬态高温热载荷历程相对应的紧固区预紧力及钉孔间隙演变数据。
一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法
实质审查的生效专利号: CN113343533A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2021-09-03
IPC分类:
G06F119/02
摘要:
本发明提出了一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法。采用Fortran语言将非线性本构模型、失效准则及材料退化模型编写成用户子程序UMAT文件，并嵌入到ABAQUS有限元软件中实现高温拉伸条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的渐进损伤分析。本预测方法快速、高效，能够显著节省试验耗时及成本，摆脱昂贵的试验设备及复杂的试验环节的制约，且该方法对于不同搭接方式、材料属性、不同环境温度及装配参数的接头只需修改材料和结构参数以及环境温度，为高超声速飞行器陶瓷基复合材料机械连接结构的结构设计及强度预测提供重要的技术支持。
主权项:
1.一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S100、通过对C/SiC陶瓷基复合材料单轴拉伸和剪切加卸载试验及压缩试验性能测试获得其应力-应变曲线，并在此基础上建立C/SiC陶瓷基复合材料非线性本构模型；S200、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的几何参数、装配参数和环境温度，采用ABAQUS软件建立陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件高温单轴拉伸加载条件下三维有限元分析模型；S300、基于C/SiC复合材料结构三维有限元模型进行应力分析，并在第k增量步时，开始调取单元积分点的应力σk；S400、应用适用于C/SiC陶瓷基复合材料的Tsai-Wu失效准则预测复合材料的失效状态及失效模式；S500、判断是否满足失效准则，若是，则材料单元点发生失效，此时，根据退化模型进行材料刚度退化；否则，材料无损伤，此时，材料刚度不变Ck+1＝Ck，更新应力σk+1＝σk+Ck+1·Δεk；S600、判断复合材料结构中的损伤是否导致结构发生破坏，若结构没有发生破坏，则增大力学载荷增量，返回S200；如果结构发生破坏，则结构失去承载能力，停止分析，此时的载荷即为C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的高温失效强度。
一种高导热高强Mg-Al-La-Mn变形镁合金及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN113322404A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 徐超;刘华锋;左静;胡小石;王晓军;范国华;耿林;赵德利;郭伟
申请日期: 2021-06-03
公开日期: 2022-03-01
IPC分类:
B22D7/00
摘要:
一种高导热高强Mg?Al?La?Mn变形镁合金及其制备方法，涉及一种镁合金及其制备方法。为了解决镁合金强度和热导率呈倒置关系的问题。元素和含量为：Al：2.8?3.5wt.％，La：4.3?5.0wt.％，Mn：0.28?0.3wt.％，Mg为余量。方法：原材料准备和预热，依次熔炼纯Mg锭、Mg?La中间合金、Mg?Mn中间合金和Mg?Al中间合金，坩埚进行水冷和脱模得到镁合金铸锭；去除镁合金铸锭的氧化部分并车削加工得到铸态坯料，挤压变形。本发明由于挤压后合金的大部分晶粒均匀细小，第二相弥散分布，因此也改善了合金的塑性。本发明适用于制备镁合金。
主权项:
1.一种高导热高强Mg-Al-La-Mn变形镁合金，其特征在于：高导热高强Mg-Al-La-Mn变形镁合金中的元素和含量为：Al：2.8-3.5wt.％，La：4.3-5.0wt.％，Mn：0.28-0.3wt.％，Mg为余量。
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)