本论文介绍了增材制造技术的最新进展,重点介绍了金属基增材制造技术,并介绍了金属粉末的生产。然后,介绍了 17-4 PH 不锈钢,概述了其在增材制造工艺中的特性。论文的实验部分描述了 Prima Additive 的机器、所用的粉末原料,以及样品的生产、制备和特性。从粒度分布、流动性和振实密度等方面分析了原料粉末。观察到了出色的流动性,这对于 DED 应用至关重要。然后,在单次扫描轨道上进行顶部和横截面观察,确定了沉积效果和熔池的几何特征。发现了它们与工艺参数之间的一些相关性。从孔隙率、微观结构和硬度等方面分析了大块立方体的质量。一般来说,它们具有高硬度和良好的孔隙率值,即使几组参数显示出比其他参数更多的缺陷。总之,单次扫描分析可以排除最关键的工艺参数集,而通过海量立方体分析可以找到整体上最有希望的参数集。
用于太空有效载荷的微波专为各种微波频率而设计。它们还能够承受严苛的太空和发射环境。它们为航天器系统中的组件提供电气接口,确保高可靠性。该封装由许多载板组成,基板附着在其上。载板用作金属载体,以支撑蚀刻微波电路的氧化铝基板。基于 CFRP 的载板的自主开发可能取代标准的基于 Kovar 的载板,以将质量减少六倍并使其比现有拓扑更轻。然而,与 Kovar 材料相比,CFRP 的导电性明显较低。较低的导电性直接影响散热、电磁屏蔽、载流能力和表面处理工艺。为了克服这些问题并获得充分的优势,可以将先进的纳米填料碳纳米管 (CNT) 添加到聚合物中。使用 CNT 复合材料不仅可以减轻重量,还可以改善热参数和电参数。本文概述了增强 CFRP 的热性能和电性能的研究,并有助于设计微波封装组件。挑战在于确定合适的制造技术、工艺参数和 CNT 复合材料的特性。
我们展示了如何同时控制 ZnO 薄膜的电和热传输特性,该薄膜是通过原型原子层沉积 (ALD) 工艺从二乙基锌 (DEZ) 和水前体制备的。关键的 ALD 工艺参数是在 DEZ 前体脉冲之后施加的 N 2 吹扫时间。我们利用 X 射线反射率测量来表征薄膜的生长特性,利用光致发光光谱来表征结构缺陷,利用电传输测量来表征载流子密度、电阻率和塞贝克系数,利用时域热反射测量来表征热导率。光致发光光谱数据表明,延长吹扫时间会产生结构缺陷,从而增加电子载流子密度;这可以解释薄膜电导率增强的原因。同时,缺陷可能会阻碍薄膜中的热传输。因此,实现电导率的同时增加和热导率的降低对热电学至关重要。此外,在光学和微电子领域中,人们非常希望对半导体 ZnO 薄膜的本征电传输特性进行简单的控制。
摘要:定向能量沉积工艺的应用范围很广,包括现有结构的修复、涂层或改造以及单个零件的增材制造。由于该工艺经常应用于航空航天工业,因此对质量保证的要求极高。因此,越来越多的传感器系统被用于过程监控。为了评估生成的数据,必须开发合适的方法。在这种情况下,一个解决方案是应用人工神经网络 (ANN)。本文演示了如何将测量数据用作 ANN 的输入数据。测量数据是使用高温计、发射光谱仪、照相机 (电荷耦合器件) 和激光扫描仪生成的。首先,提出了从动态测量数据系列中提取相关特征的概念。然后应用开发的方法生成数据集,用于预测各种几何形状的质量,包括焊缝、涂层和立方体。将结果与使用激光功率、扫描速度和粉末质量流量等工艺参数训练的 ANN 进行了比较。结果表明,使用测量数据可以带来额外的价值。使用测量数据训练的神经网络可以实现更高的预测精度,特别是对于更复杂的几何形状。
分析了世界半导体和多晶硅 (poly-Si) 市场的现状和前景。长期的低 PS 价格阻碍了行业投资的增长,现在价格已经恢复到具有投资吸引力的水平。分析了 2024 年及长期的供需平衡,并回顾了目前使用的主要 PS 工艺。预计目前的多晶硅市场能力将在近期和中期内保持不变。然而,各国政府宣布的能源行业“绿色转型”、本地市场的发展以及价格恢复到具有投资吸引力的水平,促进了新 PS 工厂项目的发展。对俄罗斯来说,选择西门子三氯硅烷工艺参数尤为重要。俄罗斯市场的一个特点是存在几个非常重要的领域(太阳能、微电子、大功率电子、光子学和光纤),这些领域按国际标准来看规模较小,同样面临原材料短缺。看来,俄罗斯将从提供多种原材料供应问题解决方案的综合项目中受益匪浅。
摘要:同轴丝材激光金属沉积是一种多功能、高效的增材工艺,可在复杂结构的制造中实现高沉积速率。本文研究了三光束同轴丝材系统,特别关注了沉积高度和激光散焦对所得珠子几何形状的影响。随着沉积间隔距离的变化,工件照明比例也会发生变化,该比例描述了直接进入原料丝材和基材的能量比。在不同的散焦水平和沉积速率下沉积单个钛珠,并测量和分析珠子的纵横比。在实验设置中,发现散焦水平和沉积速率对所得珠子的纵横比有显著影响。随着离光束会聚平面的散焦水平增加,光斑尺寸增加,沉积轨道更宽更平。工艺参数可用于将沉积材料调整到所需的纵横比。在同轴丝材沉积中,散焦为丝材和基材之间的热量分布提供了一种调节机制,对所得沉积物有重要影响。
摘要 本章讨论了在典型的海上平台上为小口径管道 (SBP) 的过程安全管理 (PSM) 开发数字孪生 (DT) 的框架。SBP 的 PSM 期间的一个重要问题是,由于过程设施上的 SBP 数量非常多,因此很难在小口径连接 (SBC) 处放置传感器以进行应力估计。在没有应力值的情况下,很难估计 SBC 的剩余疲劳寿命 (RFL),这进一步阻碍了检查计划。因此,在本章中,采用由 CFD、FEA 和机器学习组成的方法来获得用于 SBC 应力估计的虚拟传感器。虚拟传感器的输入是压力和流速等工艺参数,而输出是 SBC 处的最大冯-米塞斯应力。随后,使用概率裂纹扩展定律与贝叶斯网络相结合来开发 DT,用于 SBP 的 RFL 估计,进而用于获得可靠性曲线和检查计划。在线部署开发的 DT 将提供最新的 RFL 估计和检查计划,然后可用于 SBP 的 PSM。
摘要:本文研究了电纺纳米纤维膜作为锂电池隔膜的应用。采用受实验设计启发的组合方法生产了由聚丙烯腈-聚己内酯混合物组成的膜,以确定工艺参数与微观结构特性之间的关系。通过扫描电子显微镜测量厚度和纤维分布,表征了非织造纤维垫的微观结构。还跟踪了膜沉积过程中的温度和相对湿度,以将其纳入统计分析并强调它们对所得膜性能的影响。将膜浸泡在电解质中后,通过电化学阻抗谱对膜进行功能评估,以测量离子传输特性。所有隔膜的比电导率均高于 1.5 × 10 − 3 S。当膜用作内部组装纽扣电池中的实际隔膜时,还评估了电化学性能,将浸有电解质的膜堆叠在锂阳极和 LiFePO 4 基阴极之间。其中,PAN/PCL 50:50 表现出优异的循环稳定性,初始容量高达 150 mAhg − 1,库仑效率为 99.6%。
尽管基于 WC-Co 直接能量沉积的熔覆层不断优化,但多层涂层的沉积目前仍具有挑战性。在中大型多层涂层中,一直观察到沿沉积厚度延伸的孔隙和裂纹。在多层沉积中,基材从钢变为硬质金属,取代了所有的热特性和稀释模式。本研究探讨了通过在后续层之间进行重熔来提高 WC-Co 多层金属切削应用的沉积质量的方法。为了确定关键工艺参数并确定重熔的影响,首先在单道单层简化条件下检查涂层的特性。这些初步测试表明,重熔可降低孔隙率并确定“白层”微观结构的变化。然后检查了多层配置,对微观结构的彻底分析表明,表面中 Fe-Co-C 元素的富集有利于第二层的沉积。本文讨论了重熔对孔隙率和微观结构的影响,并明确了该方法的优点和缺点,以供未来潜在应用。
摘要 增材制造 (AM) 是一种成熟的制造技术,它允许更大的设计自由度。在现有的七种 AM 工艺中,由于每种制造工艺的物理特性不同,我们观察到打印部件中存在各种缺陷。如果没有清晰的几何-工艺-缺陷深度相互作用的概述,这种各种各样的缺陷会使设计步骤变得复杂。这些缺陷可能是基于工艺或机器的,其分类通常会引发方法和术语问题。本文建议使用基于工艺的方法回顾 AM 一般部件缺陷。本文的目的是为设计师提供一种分类,通过考虑所选工艺,通过评估影响最终部件的不同缺陷,让他们能够在部件设计中做出选择。对于 ISO/ASTM 52900 中定义的每个工艺类别,都会审查零件的主要属性和缺陷,并将其分为四类:几何形状和尺寸、表面质量、微观结构和机械性能。本审查特别关注影响缺陷和属性的工艺参数,以便设计师根据工艺或零件的预期要求做出相关选择。