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具有各种悬垂和支撑结构的镍基高温合金 625 工件激光粉末床熔合过程中的原位热成像
本文档提供了有关实验和相关测量文件的详细信息，可在数据集“具有各种悬垂和支撑的镍基高温合金 625 工件的激光粉末床熔合过程中的原位热成像”中下载。测量数据是在使用商用激光粉末床熔合 (LPBF) 系统制造小型镍基高温合金 625 (IN625) 工件期间获得的。工件由两个半拱形特征组成，悬垂的斜率逐渐增加。这些悬垂范围从垂直 5° 到垂直 85°，增量为 10°。工件的几何形状和工艺受到控制，以确保沿悬垂几何形状的加工一致性。这种控制可以将悬垂几何形状和支撑结构的影响与层间扫描策略变化的影响隔离开来。测量包括每一层的高速热成像，从中可以计算出辐射温度、冷却速率和熔池长度。这次实验和数据传播的目的是双重的。第一个目标是为建模社区提供示例数据，以确保他们的模型能够正确考虑热模型中悬垂几何形状和支撑结构的影响。第二个目标是为研究人员和工艺设计人员提供有关悬垂几何形状如何影响 LPBF 工艺的基本见解。
仿真建模实践与理论
在增材制造中，新几何形状、工艺参数和材料的升级会耗费大量的时间和成本。特别是对于激光定向能量沉积 (DED-L)，熔池的极端物理环境需要进行多次反复试验才能量化工艺行为。这些测试大大增加了制造费用。因此，如果可以减少实验测试量，DED-L 工艺的数字孪生 (DT) 将具有巨大的价值。在本研究中，研究了基于耦合全局和局部模型的多尺度 DT。全局模型模拟整个部件的加热，而局部模型仅代表该全局几何形状的特定区域。对局部模型使用高密度网格可以模拟 DED-L 中典型的特定激光-粉末相互作用和快速冷却速率。全局模型的结果用于将有关打印作业期间工艺条件变化的情境感知集成到局部模型中。这种过程演变不可能通过较小尺寸的模型获得，并且对于准确模拟多包层沉积而言是必不可少的。DT 在具有现场过程监控功能的工业级 DED-L 机器上进行了验证。在所有情况下，DT 都与实验数据和金相检查高度相似，并且计算成本合理。
融合区尺寸和冷却速率的分析估计在零件尺度激光粉末融合
激光粉床融合工艺越来越多地用于通过熔化并在快速移动的精细焦点激光束下熔化金属零件。需要快速估计所得温度场，融合区尺寸和冷却速率，以确保用最小缺陷的偏置精确零件制造。在这里提出了一个新型的三维分析传热模型，该模型可以在这里迅速可靠地以零件尺度模拟激光粉末床融合过程。体积热源项的构建是为了分析模拟熔体池的演化，其深度与宽度比相当。所提出的分析模型可以模拟零件尺度上的多个轨道和图层的构建速度明显要比文献中报道的所有数值模型要快得多。发现融合区形状和尺寸和冷却速率的计算结果与实验报告的结果非常吻合，该结果是在三种具有多种多样特性的常用合金的构建中，SS316L，TI6AL4V和ALSI10MG。基于分析计算的结果，提供了一组易于使用的过程映射，以估算多个过程条件，以获得一组目标融合区域二月，而无需试用和错误测试。
材料表征-Aisberg -unibg
这项工作涉及不同热处理对定向能量沉积（DED）产生的TI-6AL-4V样品的影响。在1050℃下退火处理，然后进行不同的冷却速率，以允许对微结构的完整重结晶并去除柱状先验β晶粒，从而增加了材料的整体各向同性。还进行了540℃的氨基处理，以进一步的微结构稳定。微结构，纹理和机械性能。由于热处理，在等同的谷物形态中实现了巨大的微观结构。但是，检测到“谷物记忆”效应，导致晶粒尺寸沿样品高度增加。这种效果与沿Z上典型的DED技术的固有的先验β晶粒宽度变化相关。电子反向散射分析证明，热处理后优先分离截面的强度增加，这可能是由于样品从退火温度冷却时发生的晶体学变异选择机制。这种效应还受热处理和当ASPRINT标本之间的先验β晶粒大小而言的显着差异。总结一下，通过高于β-透射温度的热处理对材料进行完全均质化，这是具有挑战性的。实际上，数据表明制造过程授予的固有纹理相关的各向异性很难被消除。
工艺参数变化对激光定向能量沉积吹粉法 Inconel 718 薄壁微观结构的影响
在 Inconel 718 的激光定向能量沉积 (L-DED) 中，所制造部件的微观结构在很大程度上取决于所应用的工艺参数和由此产生的凝固条件。大量研究表明，工艺参数沉积速度和激光功率对微观结构特性（如枝晶形态和偏析行为）有重大影响。本研究调查了当线质量（从而导致的层高）保持不变时，这些工艺参数的变化如何影响微观结构和硬度。这使得能够对使用相同层数但工艺参数截然不同制造的几何相似样品进行微观结构比较。这种方法的好处是，所有样品的几何边界条件几乎相同，例如特定于层的构建高度和导热横截面。对于微观结构分析，应用了扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱，并以定量方式评估结果。沿堆积方向测量了微观结构特征，包括一次枝晶臂间距、沉淀 Laves 相的分数和形态以及空间分辨的化学成分。使用半经验模型，根据一次枝晶臂间距计算发生的冷却速率。应用了其他研究人员使用的三种不同模型，并评估了它们对 L-DED 的适用性。最后，进行了显微硬度测量，以对材料机械性能的影响进行基线评估。
环境空气中单个原子的闪存热冲击
摘要：单原子催化剂具有有趣的催化活性，用于依靠表面反应（例如电化学能量储存，催化和气体传感器）的应用。但是，此类催化剂的常规合成方法需要在真空系统中延长高温退火，从而限制了它们的吞吐量并增加了其生产成本。在此，我们报告了超快的闪光热冲击（FTS）诱导的退火技术（温度> 2850°C，<10 ms的持续时间，渐变/冷却速率约为10 5 k/ s），该技术在环境空气环境中运行，以制备单个固化的N型N型N型石素。三聚氰胺被用作N兴奋剂来源，可提供热能良好的金属 - 氮键位，导致单个金属原子的均匀且高密度的原子分布。证明了FTS方法生产的单原子稳定的N掺杂石墨烯的实际实用性，我们展示了它们的化学气体感应能力和电催化活性。总体而言，空气室，超快和多功能（例如Co，Ni，Pt和Co-ni Dual Metal）FTS方法为高通量，大面积和无真空制造的单原子催化剂提供了一般途径。关键字：强烈的脉冲光，光热效应，环境空气过程，单原子，n掺杂S
月球南极永久阴影区轻型探测车系统的热控制
近年来，对月球的探索已成为私营和政府机构非常感兴趣的话题。ispace 的目标是通过利用月球资源和扩大我们在太空的存在，成为私营企业获得月球新商机的推动者。极地冰探测器 (PIE) 是一项原位资源利用 (ISRU) 探索任务，旨在寻找和描述月球极地地区的潜在水冰沉积物。在本项目的范围内，将讨论月球车热控制系统的开发。PIE 利用 ispace 开发并经过飞行认证的 Team HAKUTO 的 SORATO 月球车。本文探讨了三个关键领域的发现：月球极地永久阴影区 (PSR) 的运行、月球车系统的热控制设计和月球环境建模。对月球极地地区的热建模特别关注表面特性的识别、月球风化层特征和环境通量的建模。研究了运行任务约束，例如冷却速率和加热器功率要求。热设计理念旨在通过将探测车与地面分离、减少热损失和管理传导路径来最大限度地利用被动控制手段。研究了较大的温度波动引起的机械问题。对于操作范围较窄的元件，如电池、电机和外部安装元件，考虑了主动控制手段。概述了探测车热设计挑战和使 PSR 运行的初步发现。
金属增材制造 - ijrpr
累积制造 (AM)，即材料的逐步形成，最近已成为连续生产的一种选择。目前，包括重要的工程材料钢、铝和钛在内的多种金属材料可以重新用于具有不同截面的全厚材料。本综述文章描述了 AM 工艺、微观结构和材料性能之间的复杂关系。它解释了激光束熔化、电子束熔化和激光金属沉积的基础知识，并介绍了不同工艺的商用材料。然后，介绍了增材制造钢、铝和钛的典型微观结构。特别关注了 AM 特定的晶粒结构，这些结构是由复杂的热循环和高冷却速率产生的。增材制造从快速原型设计转变为快速制造应用。这不仅需要对工艺本身有深入的了解，还需要对工艺参数产生的微观结构以及材料截面有深入的了解。在众多可用技术中，只有一种工艺适合生产满足制造条件的金属层。本文详细研究了目前制造适用性最高的三种累积制造技术，即激光束熔化 (LBM)、电子束熔化 (EBM) 和射线源沉积 (LMD)，其工艺、微观结构和颗粒之间的关系。累积制造重复使用的材料与使用传统系统重复使用的相同材料相比，通常具有截然不同的颗粒。
大平流层水蒸气的长期气候影响
摘要：已广泛报道说，非沉积云中气雾剂浓度的增加会导致其液态水路的减少。在这里，我们检查了使用大涡模拟和机制抑制测试在亚热带和北极层云中驱动此反应的物理机制。先前已经确定了三个过程，以促进蒸发，沉积和辐射的尺寸依赖性，并且所有作用都可以调节边界层顶部的温暖，干燥空气的夹带率。我们发现，正如预期的那样，液体阻止路径的降低与夹带的增加相关，但是由于云辐射冷却的减少而增加了这种减少。即使在云顶部局部，辐射冷却速率也更强并有助于增强夹带，也可能发生云辐射冷却。我们发现，在这两种情况下，较慢的液滴沉淀都会导致夹带的夹带和液体水减少。更快的蒸发直接由较小，越来越多的液滴降低了液态水路路径，但不一定会增加夹带率。另一方面，直接由较小的液滴引起的更强的辐射云顶冷却会增加夹带，而较慢的沉积物确实会减少液态水路路径。通常，在北极的情况下，云顶部直接或直接增加辐射冷却的过程更为重要，在亚热带情况下，增加蒸发率的过程更为重要。
超级...
在这项研究中，使用商业Flip-Chip Bonder在Pyrex和Silicon底物之间进行了Au-Sn Eutectic超薄金属堆栈（〜1μM）键的详细表征。通过在320至380 o C之间改变键合温度在2至10 MPa之间，在三个不同的键尺寸的9、49和100 mm 2上进行了彻底的配方表征和开发。结果表明，在较高的温度下观察到更好的键质量，但不受键压力幅度的影响。还发现，接触的平坦度是确定键均匀性并因此质量的最重要参数之一，这对于超薄金属键尤其重要。此外，这项研究特别强调通过透明的Pyrex顶部底物观察键均匀性和金属溢出。随着温度的升高，平均溢流宽度增加，在380 O C时达到300μm，但没有受到施加的键压力的显着影响。同时，超薄的键层使我们有可能观察到键区内形成的几种不同类型的微观结构，这提供了有关样品冷却速率，晶粒尺寸和金属间合金中的重要信息。在特定情况下，由于在共晶反应期间，Au和SN的迁移速率不同，因此在光学显微镜下在光学显微镜下观察到Kirkendall空隙。我们认为，这是使用非破坏性光学成像技术对键合合金中的空隙的首次成功观察。在成功表征金属回流后，从债券位点出发，一种简单的控制这种溢出的方法已通过精确控制的