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一种活性夹层柔性防护屏及其活性材料制备方法、制备装置和应用
发明专利申请公布专利号: CN118978776A
申请人: 中北大学
发明人: 肖建光; 张谨麟; 刘世毅; 李向荣; 陈永康; 安德隆
申请日期: 2024-07-16
公开日期: 2024-11-19
IPC分类:
B01J19/18
摘要:
本发明提供一种活性夹层柔性防护屏及其活性材料制备方法、制备装置和应用，改良了THV基活性材料的制备，并将其应用在航天压力舱防护屏中。采用此活性材料制得的活性夹层柔性防护屏，占用航天压力舱的体积重量小，可以配合舱体的工作过程实现展开防护功能，同时将THV基活性材料应用于防护屏中，其爆炸瞬间高温、高压、高速运动的爆轰产物会对弹丸产生反向冲量，进一步降低空间碎片的轴向动能，提高防护性能，同时实现了防护结构的活性化和柔性化，满足对空间碎片及微流星防护的应用需求。
主权项:
1.一种活性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：THV颗粒料溶解；具体来说，向反应釜中加入乙酸乙酯和THV颗粒料，THV溶液的浓度控制在0.1g/ml，水浴加热至70-90℃，期间不断进行搅拌，直至THV颗粒料完全溶解；步骤二：加入金属粉末；具体来说，以THV单体质量按零氧平衡比例添加金属粉末，并进行搅拌，使其混合均匀，搅拌时间30-60min；步骤三：溶剂蒸发；具体来说，水浴温度升至82℃，并安装蒸馏装置进行蒸馏，为使金属粉末始终保持均匀分散状态，蒸馏期间需要不断进行搅拌，直至溶剂完全蒸发；步骤四：提取并干燥；具体来说，蒸发完全后，得到大块固态混合物，将固态混合物切割成1-2mm小块后，放入干燥箱中真空干燥12 h；步骤五：热压成形；具体来说，将干燥后的材料装入成型模具，将成型模具放入干燥箱中，干燥箱温度加热至160℃并保温30min后将成型模具取出；或者将干燥后的材料装入加热模具，将加热模具加热至120-160℃并保温30 min；最后将成型模具或者加热模具置于万能试验机上加压，以0.05MPa/s的加压速度加压至15MPa，并保压30min，加压完成后，待模具冷却后，进行退模，得到活性材料。
一种增材制造不锈钢应力腐蚀裂纹萌生评价装置及方法
发明专利申请公布专利号: CN118837183A
申请人: 中北大学
发明人: 张震; 季磊; 赵占勇; 王利卿; 马凯; 李云龙; 白培康
申请日期: 2024-06-20
公开日期: 2024-10-25
IPC分类:
G01N27/26
摘要:
本发明公开了一种增材制造不锈钢应力腐蚀裂纹萌生评价装置及方法，包括应力腐蚀拉伸系统、电化学电极系统、电化学信号采集及其处理系统三部分；应力腐蚀拉伸系统制造裂纹萌生过程，电化学电极系统保证板状拉伸试样的电化学信号采样环境，电化学信号采集及处理系统完成对应的电化学噪声信号的高速采集和特征信号提取，各系统依次连接，实现增材制造不锈钢氯致应力腐蚀裂纹萌生对应的电化学信号引发、采集及处理，进而快速评价增材制造不锈钢氯致应力腐蚀裂纹萌生性能；本发明将采集到氯致应力腐蚀裂纹萌生对应的纳安级电化学噪声暂态信号，从而实现增材制造不锈钢氯致应力腐蚀裂纹萌生的快速可靠评价，具有很高的科学和实用价值。
主权项:
1.一种增材制造不锈钢应力腐蚀裂纹萌生评价装置，其特征在于：该装置包括依次连接的应力腐蚀拉伸系统、电化学电极系统和电化学信号采集及处理系统；所述应力腐蚀拉伸系统包括拉伸试验机控制电脑、活动横梁、上端夹具、下端夹具、固夹销子和板状拉伸试样；所述拉伸试验机控制电脑用于控制应力腐蚀拉伸系统的各种参数，所述活动横梁能够在拉伸试验机中上下运动，所述活动横梁的下方安装有上端夹具，所述上端夹具和所述下端夹具相对设置；所述板状拉伸试样的两端设有固夹销子，所述上端夹具和所述下端夹具通过固夹销子对所述板状拉伸试样进行夹持；所述电化学电极系统包括石英玻璃电解池、玻璃微毛细管、铂片和饱和甘汞电极，所述石英玻璃电解池上三处开槽，分别用于放置玻璃微毛细管、铂片和饱和甘汞电极，所述铂片和所述饱和甘汞电极分别与电化学工作站采集CE、RE电极相连；所述玻璃微毛细管的尖端与板状拉伸试样接触；所述电化学信号采集及处理系统包括电化学工作站和笔记本电脑以及其他配套的UPS电源、屏蔽装置和地线，屏蔽装置连接地线，电化学工作站通过UPS电源通电，置于屏蔽装置内。
无分散剂高密度金属粉末自支撑电解水阳极的制备方法
实质审查的生效专利号: CN118186440A
申请人: 中北大学
发明人: 李鹏;王慧奇;刘家辉;杨学腾;王立勇;王美;胡胜亮;刘磊
申请日期: 2024-05-09
公开日期: 2024-06-14
IPC分类:
C25B11/02
摘要:
本发明为一种无分散剂高密度金属粉末自支撑电解水阳极的制备方法，属于电化学催化技术领域。本发明利用不同粘结剂配比，成功将平均密度大于8 g/cm<supgt;3</supgt;、颗粒尺寸约为12.88 mm的AlCoCrFeNi高熵合金粉末制备成稳定的自支撑粉末电极。所制备的粉末电极材质均匀稳定，具有良好的催化性能和稳定性能，可以在10 mA/cm<supgt;2</supgt;，100 mA/cm<supgt;2</supgt;以及500 mA/cm<supgt;2</supgt;的电流密度下作为电解水析氧阳极稳定服役。本发明所用配方无需粉末分散剂，可以将较重的金属粉末制成均匀稳定的自支撑电极，为粉末电极可选的活性物质材料提供了更多的可能。
主权项:
1.一种无分散剂高密度金属粉末自支撑电解水阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将AlCoCrFeNi高熵合金粉末进行机械球磨，之后将球磨后的AlCoCrFeNi高熵合金粉末进行清洗；（2）将导电炭黑与羧甲基纤维素钠II溶液混合制成导电粘结剂；（3）将经步骤（1）处理后的AlCoCrFeNi高熵合金粉末加入步骤（2）得到的导电粘结剂中，得到混合浆料；（4）将丁苯橡胶加入步骤（3）得到的混合浆料中，得到催化浆料；（5）将步骤（4）得到的催化浆料涂抹于载体上，并在真空干燥箱干燥保存；（6）将经步骤（5）干燥后的载体使用砝码压实后，即得到所述的无分散剂高密度金属粉末自支撑电解水阳极。
Mg-Al合金中α-Mg枝晶生长的相场与实验研究方法
实质审查的生效专利号: CN117935989A
申请人: 中北大学
发明人: 赵宇宏;陈伟鹏;冯素蕊;帅川;裴嘉琪;侯华
申请日期: 2024-01-24
公开日期: 2024-04-26
IPC分类:
G16C60/00
摘要:
本发明具体是一种Mg?Al合金中α?Mg枝晶生长的相场与实验研究方法，为了模拟Mg?Al合金凝固过程中多个晶粒的生长情况。一种Mg?Al合金中α?Mg枝晶生长的相场与实验研究方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1：计算Mg?Al合金的物性参数；步骤S2：建立Mg?Al合金非等温凝固过程中枝晶生长的相场模型，相场模型包括相场子模型、溶质场子模型、温度场子模型和取向场子模型；步骤S3：确定相场模型的模拟域的大小，声明并定义参数；步骤S4：施加初始条件以及边界条件，并对各个控制方程进行求解；步骤S5：输出相场模型的计算结果；步骤S6：验证相场模型的计算结果的准确性。本发明弥补了实验手段难以捕捉到的微结构的瞬时变化，并且大大提高了工作效率。
主权项:
1.一种Mg-Al合金中α-Mg枝晶生长的相场与实验研究方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤S1：计算Mg-Al合金的物性参数；步骤S2：建立Mg-Al合金非等温凝固过程中枝晶生长的相场模型，所述相场模型包括相场子模型、溶质场子模型、温度场子模型和取向场子模型；步骤S3：确定相场模型的模拟域的大小，声明并定义参数；步骤S4：对相场模型施加初始条件以及边界条件，并对相场子模型的控制方程、溶质场子模型的控制方程、温度场子模型的控制方程和取向场子模型的控制方程进行求解；步骤S5：输出相场模型的计算结果，并对计算结果进行可视化处理，得到Mg-Al合金非等温凝固过程中的枝晶形貌图、溶质分布图、温度分布图和枝晶取向图；步骤S6：通过熔炼实验制备Mg-Al合金试样，利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜对试样显微组织进行表征，以验证模拟结果的准确性。
一种可穿戴式刚柔耦合膝关节并联式助力机器人
实质审查的生效专利号: CN117863221A
申请人: 中北大学
发明人: 潘武星;李瑞琴
申请日期: 2024-01-05
公开日期: 2024-04-12
IPC分类:
B25J17/02
摘要:
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种可穿戴式刚柔耦合膝关节并联式助力机器人，其助力执行系统包括大腿支架、小腿支架和连接两支架的并联的轴线自适应结构，轴线自适应结构能够合成与膝关节转动轴线重合的转动轴线；驱动转换系统的驱动件与推杆连接，推杆与传动件连接，驱动件驱动推杆做直线往复运动将力传递至传动件中，以使助力执行系统转动，传感触发系统包括第一传感器、第二传感器和控制器，第一传感器和第二传感器均与控制器连接，以将其相应的位置信号传输至控制器，控制器控制驱动件驱动推杆移动或收缩，以使助力执行系统伴随膝关节做弯曲或伸展运动。本发明结构简单，控制方法简单，提高了穿戴者的舒适度和安全性。
主权项:
1.一种可穿戴式刚柔耦合膝关节并联式助力机器人，其特征在于，包括：助力执行系统(1)，所述助力执行系统(1)包括大腿支架(1.1)、小腿支架(1.2)和连接所述大腿支架(1.1)及所述小腿支架(1.2)的并联的轴线自适应结构，所述轴线自适应结构能够合成与膝关节转动轴线重合的转动轴线；驱动转换系统(2)，所述驱动转换系统(2)包括驱动件(2.3)、推杆(2.2)和传动件(2.4)，所述驱动件(2.3)与所述推杆(2.2)连接，所述推杆(2.2)与所述传动件(2.4)连接，所述传动件(2.4)与所述助力执行系统(1)连接，所述驱动件(2.3)驱动所述推杆(2.2)做直线往复运动，所述推杆(2.2)传递力至所述传动件(2.4)中，以使所述助力执行系统(1)转动；传感触发系统(3)，所述传感触发系统(3)包括第一传感器(3.1)、第二传感器(3.2)和控制器(3.5)，所述第一传感器(3.1)和所述第二传感器(3.2)均与所述控制器(3.5)连接，以将其相应的位置信号传输至所述控制器(3.5)，所述控制器(3.5)控制所述驱动件(2.3)驱动所述推杆(2.2)移动或收缩，以使所述助力执行系统(1)伴随膝关节做弯曲或伸展运动。
一种二次挤压大塑性变形超细晶Mg97Y2Zn1镁合金的制备方法
实质审查的生效专利号: CN117987677A
申请人: 中北大学
发明人: 赵宇宏;帅川;谢涛泽;柳伟;侯华
申请日期: 2023-12-29
公开日期: 2024-05-07
IPC分类:
C22C1/06
摘要:
本发明公开了一种二次挤压大塑性变形超细晶Mg<subgt;97</subgt;Y<subgt;2</subgt;Zn<subgt;1</subgt;镁合金的制备方法，属于镁合金制备技术领域；先进行合金熔炼：按照合金的各组成元素的原子百分含量配比准备原料；通过熔炼法将Mg、Y、Zn的原料金属混合熔炼后浇注成铸态合金；然后以挤压温度450℃对铸态合金进行一次挤压，一次挤压的凹模角度为45°；最后以挤压温度390?450℃再进行二次挤压，二次挤压的凹模角度为30°；本发明采用大变形二次挤压工艺，通过改变二次挤压温度，对Mg<subgt;97</subgt;Y<subgt;2</subgt;Zn<subgt;1</subgt;镁合金组织进行调控，获得了一种晶粒尺寸为亚微米级的高强高韧Mg<subgt;97</subgt;Y<subgt;2</subgt;Zn<subgt;1</subgt;镁合金；Mg<subgt;97</subgt;Y<subgt;2</subgt;Zn<subgt;1</subgt;镁合金的强度和塑性得到协同提升。
主权项:
1.一种二次挤压大塑性变形超细晶Mg97Y2Zn1镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）合金熔炼：按照Mg97Y2Zn1合金的各组成元素的原子百分含量配比准备金属原料；通过熔剂覆盖保护熔炼法将Mg、Y、Zn的原料金属混合熔炼后浇注成铸态合金；2）一次挤压：以挤压温度450℃对铸态合金进行一次挤压，一次挤压的凹模角度为45°；3）二次挤压：以挤压温度390-450℃对一次挤压后的铸态合金进行二次挤压，二次挤压的凹模角度为30°。
一种高模量高强高韧Mg90Y4Zn2Ni4变形镁合金的制备方法
实质审查的生效专利号: CN117778790A
申请人: 中北大学
发明人: 赵宇宏;刘文育;谢涛泽;柳伟;侯华
申请日期: 2023-12-29
公开日期: 2024-03-29
IPC分类:
C22C1/06
摘要:
本发明公开了一种高模量高强高韧Mg<subgt;90</subgt;Y<subgt;4</subgt;Zn<subgt;2</subgt;Ni<subgt;4</subgt;变形镁合金的制备方法，属于镁合金制备技术领域；包括合金熔炼：按照待制备的镁合金的成分配比，通过熔剂覆盖保护熔炼法将Mg、Y、Zn、Ni的原料金属混合熔炼后浇注成铸态合金；然后对所述的铸态合金进行固溶处理；最后以挤压温度400?420℃、挤压速度0.4mm/s、挤压比25:1、挤压角度30°对固溶处理后的铸态合金进行挤压；本发明通过在Mg?Y?Zn合金中引入大量Ni元素进行合金变质处理，获得大量层状和块状LPSO相，通过固溶处理技术进一步提高LPSO相体积分数，最后通过热挤压变形，获得纤维状排列的LPSO相，制备得到了高模量高强高韧协同一体的Mg?Y?Zn?Ni合金。
主权项:
1.一种高模量高强高韧Mg90Y4Zn2Ni4变形镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）合金熔炼：按照待制备的镁合金的成分配比，通过熔剂覆盖保护熔炼法将Mg、Y、Zn、Ni的原料金属混合熔炼后浇注成铸态合金；2）固溶处理：对所述的铸态合金进行固溶处理；3）热挤压变形：以挤压温度400-420℃、挤压速度0.4mm/s、挤压比25:1、挤压角度30°对固溶处理后的铸态合金进行挤压。
基于半导体激光器和等离子喷涂装置的热流源产生方法
发明专利申请公布后的撤回专利号: CN117537956A
申请人: 中北大学
发明人: 梁海坚;王高;郭子聪;李志玲;原敬彬;李柯江;魏艳龙;孙鹏
申请日期: 2023-11-07
公开日期: 2024-02-09
IPC分类:
C23C4/134
摘要:
本发明属于热流传感标定技术领域，具体涉及一种基于半导体激光器和等离子喷涂装置的热流源产生方法，所述产生方法包括：激光器发射出激光；激光通过光学系统的准直镜头，实现大功率激光的均匀化；均匀化后的激光经过准直镜头后入射到热流传感器，同时等离子喷涂装置瞄准热流传感器，等离子喷涂装置输出的热流也入射到热流传感器中，通过热流传感器进行探测，热流传感器的信号传输给计算机进行数据采集和处理。本发明能够产生混合大热流，设计合理，具有稳定性、可靠性、安全性、重复性和便捷性等优点。
主权项:
1.一种基于半导体激光器和等离子喷涂装置的热流源产生方法，其特征在于，所述热流源产生方法的实施过程涉及激光器、光学系统、等离子喷涂装置、热流传感器、计算机；所述热流源产生方法包括如下步骤：步骤1：激光器发射出激光；所述激光通过光学系统的准直镜头，实现大功率激光的均匀化；步骤2：均匀化后的激光经过准直镜头后入射到热流传感器；步骤3：同时等离子喷涂装置瞄准热流传感器；等离子喷涂装置输出的热流也入射到热流传感器中，通过热流传感器进行探测；步骤4：热流传感器的信号传输给计算机进行数据采集和处理。
一种Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金短周期热处理工艺
发明专利权授予专利号: CN117127132A
申请人: 中北大学
发明人: 孟模; 张旭辉; 王强; 于建民; 张慧芳; 徐健
申请日期: 2023-10-26
公开日期: 2023-11-28
IPC分类:
C22C23/06
摘要:
本发明公开一种Mg?Gd?Y?Zn?Zr镁合金短周期热处理工艺，包括初级时效处理、二级时效处理和空冷等步骤，首先，将热处理炉预热至200℃，待炉内温度稳定后，将Mg?Gd?Y?Zn?Zr镁合金置于炉内进行初级时效处理，初级时效处理的温度为200℃，保温8h；接着，调节炉温至250℃，待炉内温度稳定后保温计时，保温10h进行二级时效处理；最后将Mg?Gd?Y?Zn?Zr镁合金从炉内取出，空冷至室温。本发明通过初级时效（200℃和8h）和二级时效（250℃和10h）的组合式时效处理方法，弥补现有Mg?Gd?Y?Zn?Zr高稀土含量镁合金T6热处理工艺的不足，实现了在短时效周期内获得高强度指标的镁合金。
主权项:
1.一种Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金短周期热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、初级时效处理：将热处理炉预热至200℃，待炉内温度稳定后，将Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金置于炉内进行初级时效处理，初级时效处理的温度为200℃，保温8h；步骤2、二级时效处理：调节炉温至250℃，待炉内温度稳定后保温计时，保温10h；步骤3、空冷：完成二级时效处理后，将Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金从炉内取出，空冷至室温。
一种晶粒尺寸双峰分布及高位错密度ODS钢的制备方法
实质审查的生效专利号: CN117187663A
申请人: 中北大学
发明人: 周晓胜;李国栋;原梅妮;陈振亚
申请日期: 2023-10-17
公开日期: 2023-12-08
IPC分类:
C21D6/00
摘要:
本发明涉及氧化物弥散强化钢制备技术领域，具体为一种晶粒尺寸双峰分布及高位错密度ODS钢的制备方法，其包括以下步骤：S1：将预合金化粉末与Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉末按99.65：0.35的质量比进行混合，预合金化粉末质量成分为Fe?9Cr?1.5W?0.2V?0.07Ta?0.1C(wt.％)；在球磨机中进行机械球磨，采用氩气保护；将球磨后的粉末装入不锈钢包套中，在450℃的温度下对不锈钢包套中的粉末进行脱气，直到不锈钢包套的真空度达到0.002Pa；解决了现有的热处理工艺制备ODS钢存在的热处理工艺较为复杂造成制备过程成本高且制备效率低、制备所得的ODS钢的微观组织特征不理想的问题。
主权项:
1.一种晶粒尺寸双峰分布及高位错密度ODS钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将预合金化粉末与Y2O3粉末按99.65：0.35的质量比进行混合，预合金化粉末质量成分为Fe-9Cr-1.5W-0.2V-0.07Ta-0.1C(wt.％)；在球磨机中进行机械球磨，采用氩气保护；将球磨后的粉末装入不锈钢包套中，在450℃的温度下对不锈钢包套中的粉末进行脱气，直到不锈钢包套的真空度达到0.002Pa；将不锈钢包套封焊，放入热等静压设备中进行固化成型，成型温度为1150℃，保温时间为3h，成型压力为150MPa，随炉冷却至室温，得到热等静压成型的9Cr-ODS马氏体钢；S2：将热等静压成型的9Cr-ODS马氏体钢在1100℃奥氏体化0.5h，水淬至室温；S3：将水淬后的9Cr-ODS马氏体钢以20℃/s加热至1100℃，保温10min，随后分别冷却至700℃～610℃保温不同时间，直至铁素体相变完成后以40℃/s冷却至室温，得到晶粒尺寸双峰分布及高位错密度ODS钢。
一种电流辅助双向超声增材制造金属叠层复合材料的装置
实质审查的生效专利号: CN117123801A
申请人: 中北大学
发明人: 李耀明;张煌;王锦涛;梁壮丽;吴佳楠;原梅妮
申请日期: 2023-08-29
公开日期: 2023-11-28
IPC分类:
B22F12/40
摘要:
本发明的目的在于提供一种电流辅助双向超声增材制造金属叠层复合材料的装置，属于金属基复合材料增材制造技术领域，包括电流辅助热源和基板，所述基板沿长度方向的两端位于滑槽内，基板上沿长度方向设有金属箔材，滑槽的底部沿基板的长度方向设有电动推杆，电动推杆端部与基板相连，电流辅助热源的正极和负极夹持于金属箔材和基板的两端，金属箔材的顶端和基板的底端分别设有沿轴向振动的上超声压头和沿法向振动的下超声压头，上超声压头和下超声压头分别与金属箔材和基板接触，金属箔材的宽度小于上超声压头的宽度。本发明可用于高强金属叠层复合材料单次多层快速成形。
主权项:
1.一种电流辅助双向超声增材制造金属叠层复合材料的装置，其特征在于：包括电流辅助热源（1）、基板（2）和滑槽（3），所述基板（2）沿长度方向的两端位于滑槽（3）内，基板（2）上沿长度方向设有金属箔材（4），滑槽（3）的底部沿基板（2）的长度方向设有电动推杆，电动推杆端部与基板（2）相连，电流辅助热源（1）的正极和负极夹持于金属箔材（4）和基板（2）的两端，金属箔材（4）的顶端和基板（2）的底端分别设有沿轴向振动的上超声压头（5）和沿法向振动的下超声压头（6），上超声压头（5）和下超声压头（6）分别与金属箔材（4）和基板（2）接触，金属箔材（4）的宽度小于上超声压头（5）的宽度。
声发射反馈控制电弧增材成形质量的装置
实质审查的生效专利号: CN116604218A
申请人: 中北大学
发明人: 刘斌;陈卫;张震;李忠华;白培康
申请日期: 2023-07-19
公开日期: 2023-08-18
IPC分类:
B23K31/12
摘要:
本发明为一种声发射反馈控制电弧增材成形质量的装置，属于增材制造技术领域。该装置包括电弧增材系统、声发射采集识别系统和反馈控制系统；电弧增材系统负责成形实体零件，声发射采集识别系统负责对电弧增材过程进行在线监测并分析产生缺陷的类型及大小，反馈控制系统通过分析监测结果利用PID电路及时向电弧增材系统进行反馈。若产生的缺陷较小，分析缺陷类型和大小，向电弧增材系统发出修正工艺参数指令，对零件进行补救措施，得到高质量零件；若产生的缺陷过大，无法通过调整参数进行补救，则向电弧增材系统发出停机指令，并发出警报，等待人工处理，及时阻止废件的材料损耗。
主权项:
1.一种声发射反馈控制电弧增材成形质量的装置，其特征在于：包括电弧增材系统、声发射采集识别系统和反馈控制系统，三个系统闭环连接；电弧增材系统包括电弧成形工作台、机械臂、氩弧焊抢、主机箱、示教器、送丝机、焊机、保护气体和水箱；机械臂设置于电弧成形工作台一侧，氩弧焊抢连接在机械臂末端，示教器与在主机箱配合连接，送丝机与焊机配合连接，保护气体、水箱和焊机分别与主机箱连接，主机箱与机械臂连接；声发射采集识别系统包括声发射传感器、前置放大器、声发射信号采集仪和计算机，声发射传感器连接在电弧成形工作台上，声发射传感器与前置放大器连接，前置放大器与声发射信号采集仪连接，声发射信号采集仪与计算机连接；反馈控制系统包括PID电路，PID电路包括P-比例环节、I-积分环节、D-微分环节三种调节功能；根据不同PID电路进程发出对应反馈指令，反馈指令包括不变更打印参数、变更打印参数、停机并发出警报三类。
一种多功能高速激光熔覆装置
实质审查的生效专利号: CN116676596A
申请人: 中北大学
发明人: 白培康;卫晨军;赵占勇;王利卿;张震;李玉新;李忠华
申请日期: 2023-06-19
公开日期: 2023-09-01
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明公开了一种多功能高速激光熔覆装置，包括激光器、声发射检测装置、红外监测装置、送粉装置、CCD高速相机、热处理装置和电磁振动装置；所述激光器位于设备中心；所述声发射检测装置、红外监测装置和CCD高速相机设置在熔池一侧；所述送粉装置设置在激光器上方，包括送粉转盘和送粉管道；所述热处理装置与送粉喷头同时同向运动；所述电磁振动装置设置设备最下方。本发明能够多方面实时监测熔覆过程，并可同时进行热处理，提高熔覆质量。
主权项:
1.一种多功能高速激光熔覆装置，其特征在于：包括激光器、声发射检测装置、红外监测装置、送粉装置、CCD高速相机、热处理装置和电磁振动装置；所述激光器位于设备中心，用于发射激光对材料进行熔覆，形成熔池；所述声发射检测装置设置在熔池一侧，用于监测材料在熔覆过程中的熔覆层内部变化过程；所述红外监测装置设置在熔池一侧，分别对半空粉-光温度场及熔池的温度及形貌实时监测；所述送粉装置设置在激光器上方，包括送粉转盘和送粉管道，用于为送粉喷头送粉；所述CCD高速相机用于观察送粉量情况；所述热处理装置与送粉喷头同时同向运动，防止熔覆层因较大的应力而开裂；所述电磁振动装置设置在激光器、送粉装置、声发射检测装置、红外监测装置、热处理装置和CCD高速相机的下方，对熔覆层进行晶粒细化处理。
一种高频感应热丝GTA增材制造钛铝合金的方法
实质审查的生效专利号: CN116423017A
申请人: 中北大学
发明人: 李志勇;李泽;周海武;闫帅;任杰亮;黎国宁;张毅川
申请日期: 2023-04-28
公开日期: 2023-07-14
IPC分类:
B23K9/133
摘要:
本发明公开了一种高频感应热丝GTA增材制造钛铝合金的方法，属于增材制造技术领域。本发明通过调节送丝速度、扫描速度、焊接电流、高频感应加热功率等工艺参数，使钛焊丝在送进电弧前预热到一定温度，保证两种焊丝在同一电弧的加热下能够实现同步连续熔化，获得成分组织均匀的钛铝合金构件。本方法有效地解决了目前GTA增材制造金属间化合物时异质双丝熔化不同步的问题，提高制造过程的稳定性，拓宽了制备钛铝合金的工艺参数区间，可以减小焊接热输入，改善组织，提升构件性能。
主权项:
1.一种高频感应热丝GTA增材制造钛铝合金的方法，该方法使用集成有高频感应加热线圈、第一送丝机、第二送丝机、TIG焊枪、6轴机器人，其特征在于：所述的高频感应加热线圈、第一送丝机和第二送丝机位于TIG焊枪的同侧，制造方法包括以下步骤：步骤一，固定基板，调整TIG焊枪内钨极的伸出长度、钨极端部与基板的距离；设置6轴机器人移动程序的路径和扫描速度；步骤二，接通高频感应加热电源，设置高频感应加热功率；接通焊接电源，设定焊接电流；接通第一送丝机和第二送丝机并设置送丝速度；接通保护气，设置保护气流量；步骤三，启动焊接电源引燃电弧，启动高频感应加热电源，启动第一送丝机和第二送丝机将焊丝送进电弧，启动预设的6轴机器人移动程序，使TIG焊枪与基板产生相对运动，按照预设移动程序的路径行走，开始沉积；预设移动程序的路径沉积完成后，停止送丝，熄灭电弧，继续通保护气待金属完全凝固后，移动6轴机器人使焊枪回到已沉积构件的左端点，调整钨极端部与已沉积构件的距离，设置6轴机器人移动程序的路径和扫描速度；步骤四，设定焊接电流为70~140A；步骤五，间隔60~120s，待已沉积构件表面冷却到50~80℃后，重复上述步骤三，直至构件尺寸达到预定设计，获得钛铝合金构件。
一种对激光熔覆过程内部缺陷实时监测方法与系统
实质审查的生效专利号: CN116165280A
申请人: 中北大学
发明人: 白培康;郭佳玲;赵占勇;廖海洪;李玉新;李忠华
申请日期: 2023-03-29
公开日期: 2023-05-26
IPC分类:
G01N29/44
摘要:
本发明公开了一种对激光熔覆过程内部缺陷实时监测方法与系统，包括采集放大激光熔覆过程中的声信号，并对声信号进行小波包变换和集合经验模态分解，实现对声信号的降噪处理；通过声波传感器和光调制器将采集到的声信号转化为CCD型光谱分析仪可识别的光信号；根据得到的各个位置的光信号构建数据样本并分析，建立光信号和不同种类缺陷的及不同缺陷所在位置的对应关系，并以此建立数据库；采用深度置信神经网络建立模型，用上述数据库的大量实验数据训练模型，自动提取信号特征及识别激光熔覆状态，与数据库内光信号进行对比分析，实现对内部缺陷种类和缺陷位置的识别。本发明能够对激光熔覆过程缺陷实时监测，使激光熔覆产品的组织性能更加优异。
主权项:
1.一种对激光熔覆过程内部缺陷实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，采集和放大激光熔覆过程中的声信号，并对声信号进行小波包变换和集合经验模态分解，实现对声信号的降噪处理；步骤S2，通过声波传感器和光调制器将采集到的声信号转化为CCD光谱分析仪可识别的光信号；根据得到的各个位置的光信号构建数据样本并分析，建立光信号和不同种类缺陷的及不同缺陷所在位置的对应关系，并以此建立数据库；步骤S3，采用深度置信神经网络建立模型，用上述数据库的大量实验数据训练模型，自动提取信号特征及识别激光熔覆状态，与数据库内光信号进行对比分析，实现对内部缺陷种类和缺陷位置的识别。
一种可抗硅中毒的Al-Sc-Ti晶粒细化剂及其应用
实质审查的生效专利号: CN116356175A
申请人: 中北大学
发明人: 廉鹏;毛红奎;蔚琦;马瑞林;白霄宇;李聪
申请日期: 2023-03-23
公开日期: 2023-06-30
IPC分类:
C22C28/00
摘要:
本发明提出了一种可抗硅中毒的Al?Sc?Ti晶粒细化剂及其应用，属于铸造技术领域；所述晶粒细化剂的化学成分及其质量百分比为Sc：10?50wt.%；Ti：3?10wt.%；余量为Al；Al?Sc?Ti晶粒细化剂用于铝硅合金的晶粒细化；Al?Sc?Ti晶粒细化剂被引入铝硅合金后，异质形核相(Al,Si)<subgt;3</subgt;(Ti,Sc)会在溶液中形成并作为α?Al的形核位点，异质形核相(Al,Si)<subgt;3</subgt;(Ti,Sc)的产生使得铝硅合金中的α?Al晶粒得到了很大的细化，大大提高了晶粒细化剂的效率；异质形核相(Al,Si)<subgt;3</subgt;(Ti,Sc)不会受铝硅合金中Si的影响，避免了铝硅合金中硅中毒所产生的影响。
主权项:
1.一种可抗硅中毒的Al-Sc-Ti晶粒细化剂，其特征在于，所述晶粒细化剂的化学成分及其质量百分比为Sc：10-50wt.%；Ti：3-10wt.%；余量为Al。
一种镍基单晶高温合金激光外延生长方法
发明专利权授予专利号: CN116145133A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新;赵学智;白培康;徐宏;段瑞斌;王建宏;魏守征;赵占勇;李忠华;李日榜;田苗
申请日期: 2023-02-06
公开日期: 2024-08-30
IPC分类:
C23C24/10
摘要:
本发明属于结构修复技术领域，涉及一种镍基单晶高温合金激光外延生长的方法，通过激光熔覆镍基单晶合金熔池的数值模拟，得到熔池内的温度梯度分布，利用理论模型精确预测枝晶生长方向与速度，并通过判断是否实现枝晶外延生长来确定最优激光工艺参数，再通过激光熔覆技术，对镍基单晶高温合金进行激光熔覆，从而实现枝晶的外延定向生长，解决镍基单晶高温合金叶片外延生长修复的技术问题。
主权项:
1.一种镍基单晶高温合金激光外延生长方法，包括：1)、建立激光熔覆模型，加载高斯移动热源模型，计算得到激光熔覆熔池的大小及温度梯度分布；2)、通过Hunt模型和矢量化计算模型，进行枝晶生长方向的计算，求解得出枝晶生长方向，以及激光熔覆熔池内任意一点的温度梯度矢量；3)、判断熔池内任意一点在X、Y、Z三个方向上的温度梯度与枝晶生长速度是否可发生CET转变，并判断是否可实现基板的枝晶外延生长，通过其枝晶生长的范围确定最优激光工艺参数；4)、运用筛选出的激光工艺参数，在镍基单晶高温合金基板表面激光熔覆熔覆层，在基板表面实现枝晶外延定向生长。
基于人工智能的激光定向熔覆镍基单晶方法
实质审查的生效专利号: CN116130040A
申请人: 中北大学
发明人: 李玉新;李慧丽;白培康;徐宏;段瑞斌;王建宏;魏守征;赵占勇;李忠华;李日榜;田苗
申请日期: 2023-01-20
公开日期: 2023-05-16
IPC分类:
G06N3/044
摘要:
本发明公开了一种基于人工智能的激光定向熔覆镍基单晶方法，是按照人工智能控制镍基单晶沿着正确的外延生长方向，即镍基单晶的[001]方向生长，具体包括确定数据，搜索数据并形成训练数据集，确定阈值并根据阈值对训练数据集进行筛选，通过BP神经网络对数据进行处理得到最优激光熔覆角度，以及按照上述方式确定镍基单晶高温合金的激光熔覆轨迹，预设最优激光熔覆轨迹，按照最优激光熔覆角度对预处理后的基体材料进行激光熔覆。本发明方法摒弃了使用MATLAB计算的复杂方法，可以自主确定激光熔覆的角度以及外延生长方向，使得确定枝晶生长方向、熔覆角度和熔覆轨迹更加快速便捷，所修复镍基单晶高温合金的单晶面积更多，单晶取向更接近基体，开裂概率更低。
主权项:
1.一种基于人工智能的激光定向熔覆镍基单晶方法，是按照人工智能控制镍基单晶沿着正确的外延生长方向，即镍基单晶的[001]枝晶生长方向生长，包括：一)、基于人工智能确定镍基单晶高温合金的激光熔覆角度：1)、确定数据，搜索数据并形成训练数据集；2)、确定阈值并根据阈值对训练数据集进行筛选；3)、通过BP神经网络对数据进行处理得到最优激光熔覆角度；二)、基于人工智能确定镍基单晶高温合金的激光熔覆轨迹：1)、确定数据，搜索数据并形成训练数据集；2)、确定阈值并根据阈值对训练数据集进行筛选；3)、通过BP神经网络对数据进行处理得到最优激光熔覆轨迹；三)、预设最优激光熔覆轨迹，按最优激光熔覆角度对预处理后基体材料进行激光熔覆：预设激光熔覆角度，调整激光入射方向与所述镍基单晶高温合金基体的夹角，并按照所述预设激光熔覆轨迹对所述镍基单晶高温合金进行激光熔覆；上述方法基于设定的y轴正向为激光扫描方向，z轴方向为[001]方向。
一种低稀土高强度Mg98.5Y1Zn0.5镁合金的制备方法
发明专利权授予专利号: CN115627399A
申请人: 中北大学
发明人: 赵宇宏;帅川;柳伟;侯华
申请日期: 2022-11-15
公开日期: 2023-11-24
IPC分类:
B21C23/00
摘要:
本发明公开了一种低稀土高强度Mg98.5Y1Zn0.5镁合金的制备方法，属于高强镁合金制备技术领域；包括步骤：按照Mg98.5Y1Zn0.5合金成分准备纯镁、纯锌和Mg?30Y中间合金；在熔化的镁锭中依次加入纯锌、Mg?30Y中间合金进行精炼并浇注；将浇注得到的浇注件进行固溶处理，固溶处理的温度为530?550℃；将固溶处理后的试件进行正挤压；正挤压的挤压温度为380℃~420℃；挤压速度0.3?0.5mm/s、挤压比23~26:1、挤压角度30°~40°；本发明制备的低稀土高强度Mg98.5Y1Zn0.5镁合金强韧性水平的综合性能指标显著提高；同时，降低了稀土镁合金的成本。
主权项:
1.一种低稀土高强度Mg98.5Y1Zn0.5镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按照Mg98.5Y1Zn0.5合金成分准备纯镁、纯锌和Mg-30Y中间合金；2）在熔化的镁锭中依次加入纯锌、Mg-30Y中间合金进行精炼并浇注；3）将浇注得到的浇注件进行固溶处理，固溶处理的温度为530-550℃；4）将固溶处理后的试件进行正挤压；正挤压的挤压温度为380℃~420℃；挤压速度0.3-0.5mm/s、挤压比23~26:1、挤压角度30°~40°。
一种提高SLM成型Al-Cu-Mg合金力学性能的热处理方法
实质审查的生效专利号: CN115635098A
申请人: 中北大学
发明人: 李晓峰;鲁仁义;张双雷;闫浩;王建宏;刘炜;刘斌;赵占勇;李忠华;白培康
申请日期: 2022-09-14
公开日期: 2023-01-24
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明提供了一种采用热处理提高SLM成型Al?Cu?Mg合金力学性能的方法，属于铝合金热处理领域。热处理方法包括：先将所述增材制造铝合金成形件放置在温度为520℃?560℃的热处理炉中保温0.5h?4h，得到固溶处理的铝合金件；再将其置于10℃?30℃的水中进行淬火处理，淬火转移时间为5s?20s；然后置于热处理炉中随炉加热至150℃?210℃，保温1h?10h,最后在10℃?30℃的水中进行冷却处理，转移时间为5s?10s。其中所述增材制造铝合金为SLM制备Al?Cu?Mg合金。本发明的热处理方法路径短，操作方便，效率较高。
主权项:
1.一种增材制造铝合金的热处理方法，其特征在于，首先采用SLM方法制备Al-Cu-Mg合金成形件，再对Al-Cu-Mg合金成形件进行热处理，所述的热处理方法包括以下步骤：第一步，将SLM制备Al-Cu-Mg合金放置在热处理炉中随炉加热至520℃～580℃，保温0.5h-4h，进行固溶处理；第二步，将固溶处理完成的Al-Cu-Mg合金从热处理炉中取出，置于10℃～30℃的水中进行淬火处理，得到淬火完成后的Al-Cu-Mg合金；其中，淬火处理时将合金从热处理炉转移到淬火介质中，转移时间为5s～10s；第三步，将固溶处理后的Al-Cu-Mg合金置于热处理炉中随炉加热至150℃～210℃，保温1h～10h，得到时效处理的Al-Cu-Mg合金；第四步，将时效后的Al-Cu-Mg合金置于10℃～30℃的水中冷却后取出。
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)