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激光金属熔覆TC17合金激光冲击强化组织、残余应力及疲劳性能研究
摘要：激光冲击强化 (LSP) 已被用于通过激光金属沉积 (LMD) 来改善已修复的航空发动机部件的机械性能。本研究考察了横截面残余应力、微观结构和高周疲劳性能。结果表明，在激光熔化沉积区 200 µ m 深度处形成了 240 MPa 的压缩残余应力层，显微硬度提高了 13.1%。电子背散射衍射 (EBSD) 和透射电子显微镜 (TEM) 分析的结果表明，LSP 后取向差增加，位错特征明显，有利于提高疲劳性能。高周疲劳数据显示，与原 LMD 样品相比，LMD+LSP 样品的疲劳性能提高了 61%。因此，在航空航天领域，LSP 和 LMD 是修复高价值部件非常有效且很有前途的技术。
激光箔打印增材制造铝部件：加工、微观结构和机械性能
摘要：本文研究了利用我们最近开发的激光箔打印 (LFP) 增材制造方法制造致密铝 (Al-1100) 部件 (相对密度 > 99.3%)。这是通过使用 7.0 MW/cm 2 的激光能量密度来稳定熔池形成并以 300 µ m 厚度的箔片产生足够的穿透深度来实现的。LFP 制造的样品中的最高屈服强度 (YS) 和极限拉伸强度 (UTS) 沿激光扫描方向分别达到 111±8 MPa 和 128±3 MPa。与退火的 Al-1100 样品相比，这些样品表现出更高的拉伸强度但更低的延展性。断口分析显示拉伸试验样品中存在拉长的气孔。利用电子背散射衍射 (EBSD) 技术观察到 LFP 制备样品中沿凝固方向的强烈晶体织构和密集的亚晶界。
增材制造 Hastelloy-X：后处理热处理对微观结构和机械性能的影响
本研究研究了后处理热处理对通过两种不同的增材制造技术（即激光束粉末床熔合 (LB-PBF) 和激光粉末定向能量沉积 (LP-DED)）制备的 Hastelloy-X 高温合金的微观结构和力学性能的影响。使用扫描电子显微镜 (SEM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 分析检查微观结构，同时使用洛氏 B 法通过宏观硬度测试评估力学性能。在经过几次热处理后彻底研究了合金的微观结构，这些热处理包括应力消除（在 1066°C 下持续 1.5 小时）、热等静压（在 103 MPa 压力下在 1163°C 下持续 3 小时）和/或固溶处理（在 1177°C 下持续 3 小时）。结果表明，对于 LB-PBF 和 LP-DED Hastelloy-X，后处理热处理可产生均匀的晶粒结构以及碳化物的部分溶解，尽管它们的晶粒尺寸不同。关键词：增材制造、Hastelloy-X、微观结构、晶粒尺寸、宏观硬度。
Helios 5 PFIB UXe 双光束
最高质量的大体积亚表面和 3D 信息 通常需要进行亚表面或三维表征以更好地了解样品的材料特性。在许多情况下，需要使用传统 Ga + FIB 仪器无法获取的大体积来获得具有代表性和相关性的结果。Helios 5 PFIB UXe DualBeam 配备可选的 Thermo Scientific Auto Slice & View 4 (AS&V4) 软件，具有出色的大电流性能，能够以多种模式最高质量、全自动地采集大体积 3D 数据集，包括但不限于用于最大材料对比度的 BSE 成像、用于成分信息的能量色散谱 (EDS) 和用于微观结构和晶体学信息的电子背散射衍射 (EBSD)。与 Thermo Scientific Avizo™ 可视化软件相结合，它可提供独特的工作流程解决方案，以实现纳米级最高分辨率、先进的 3D 表征和分析。
机器学习助力定向能量沉积 Ti6Al4V 材料竞争性晶粒生长行为研究
摘要 钛合金定向能量沉积 (DED) 因其在自由成型和再制造方面的灵活性而成为一种快速发展的技术。然而，沉积过程中凝固微观组织的不确定性限制了其发展。本文提出了一种人工神经网络 (ANN) 来研究晶界倾斜角与三个致病因素（即热梯度、晶体取向和马兰戈尼效应）之间的关系。在田口实验设计下进行了一系列线材 DED、光学显微镜 (OM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 实验，以收集 ANN 的训练和测试数据。与传统的微观结构模拟方法相比，本文开发的策略和 ANN 模型被证明是一种描述 DED 制备 Ti6Al4V 中竞争性晶粒生长行为的有效方法。它们可用于实现定量微观结构模拟，并扩展到其他多晶材料凝固过程。
定向能量沉积 316L 钢中纹理各向异性和硬度随构建参数和壁高的变化
定向能量沉积 (DED) 是一种新兴技术，可用于修复关键的航空航天部件。研究表明，DED 部件的机械性能在整个零件过程中变化很大，因此很难达到这些应用所需的过程控制水平。使用现场捕获的热数据，计算出冷却速率和熔池尺寸，并将其与 EBSD 捕获的最终晶粒结构关联起来。冷却速率的变化解释了不同加工参数之间以及构建高度的微观结构变化。实施了一种使用累积各向异性因子的新方法，将硬度变化与晶粒结构关联起来。根据 316L 中的线性热输入发现了两种情况，高线性热输入导致部件级别上大量的机械各向异性。热特征和机械性能之间的关系表明，可以通过使用同轴摄像机监测和控制熔池大小来实现对各向异性的严格控制。
Si 表面处理对 CoSi2 形成和团聚的影响
在微电子领域，尽管钴硅化物 CoSi 2 在小尺寸内成核困难，但对于采用 65 nm 技术设计的一些特定器件，基于 CoSi 2 的触点仍然很有趣。因此，为了促进 65 nm 技术中 CoSi 2 的形成，可以干扰 RTA1 期间发生的 CoSi 的形成。为此，在 Co 沉积之前对 Si 基板的表面处理可能会影响钴硅化物相的形成。在这项工作中，在 Co 和 TiN 层沉积之前，在 Si(100) 晶片上应用了不同的表面处理（SiCoNi、HF，然后是 SC1 和仅 HF）以及几种软溅射蚀刻 (SSE) 工艺。根据表面处理的不同，通过 XRD 和/或 EBSD 观察到的 Co 硅化物相（包括 CoSi 2 ）的形成温度和/或晶体取向是不同的。四点探针测量还表明，CoSi 2 团聚与表面处理方案有很大关系。这些结果突出了表面处理对 Co 硅化物形成和团聚的影响，以及其对于将 CoSi 2 膜集成到 65 nm CMOS 技术中的重要性。
通过定向能量沉积
摘要：在本研究中，AISI 316L和COCRMO合金的组成级结构是由粉末基束指向能量沉积（DED-LB）制造的。通过对粉末流的过程集成调整，这两种材料的原位合金变得可行。因此，可以实现与两种合金混合物的尖锐而平滑的过渡。为了研究原位合金的相位形成，采用了一种均衡计算的模拟方法。发现，两种合金的精确成分和功能分级是可能的。因此，化学成分可以与样品硬度直接相关。此外，还可以使用扫描电子显微镜（SEM）和能量分散性X射线光谱镜（EDS）来实验观察到通过平衡计算鉴定的相。电子反向散射衍射（EBSD）揭示了以明显的<001> - 文本的尖锐过渡区域的外延晶粒的生长，而平滑过渡则是具有<101>方向的新晶粒生长的核。鉴于在生物医学部门中所设想的应用，本研究表明了AISI 316L/COCRMO合金材料组合的高潜力。鉴于在生物医学部门中所设想的应用，本研究表明了AISI 316L/COCRMO合金材料组合的高潜力。
核能大学能力目录 | UNENE
ALARA 尽可能低 AR 衰减反射 CASL 轻水反应堆先进模拟联盟 CHF 临界热通量 COG CANDU 业主集团 CNL 加拿大核实验室 CNSC 加拿大核安全委员会 CRD 合作研究与开发 CS 碳钢 CT 排管 CTF COBRA-TF DAS 分布式天线系统 DCPD 直流电位降 DHC 延迟氢化物裂解 DOE 能源部 EBSD 电子背散射衍射 ECCS 应急堆芯冷却系统 EDX 能量色散 X 射线 EPR 电子顺磁共振 EPRI 电力研究院 ESC 端罩冷却 ETH 瑞士联邦理工学院 FAC 流动加速腐蚀（FAC） FEG 场发射枪 FEM 有限元模型 FHS 燃料处理系统 FIB 聚焦离子束 FM 加油机 FPGA 现场可编程门阵列 FTIR 傅里叶传输红外 HCSG 螺旋线圈蒸汽发生器HQP 高素质人才 IAEA 国际原子能机构 ICP 电感耦合等离子体
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