开发了一种新型混合熔覆工艺,通过结合直接能量沉积 (DED) 和超声纳米晶体表面改性 (UNSM) 来控制内层金属熔覆层的力学性能。混合工艺允许操纵熔覆层的内部和外部力学性能,以获得所需的表面和体积性能。为了验证该方法的有效性,对 Inconel-718 熔覆层在 200 和 400 C 高温下进行了耐磨性试验,并证实耐磨性分别提高到 25.4% 和 14.4%。这项工作分析了 DED 工艺中有无 UNSM 处理的耐磨特性。所提出的方法是改变熔覆层内部力学性能的一种有前途的方法,具有很高的可控性和可重复性。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议 ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ) 开放获取的文章。
本文研究了吹粉激光熔覆(一种定向能量沉积技术)中的粉末收集效率。对标准的“逐道重叠”熔覆(“ AAA ”熔覆)和“ ABA ”熔覆进行了比较,其中初始一组间距较大的轨道(“ A ”轨道)之间留下的间隙由后续的“ B ”轨道填充。在这两种技术中,熔池表面是熔覆粉末的收集区域,并且该池的形状会受到多种参数的影响,包括熔覆速度、轨道间距和熔覆技术类型。这里给出的结果来自于对加工过程中拍摄的高速视频和所得熔覆轨道的横截面的分析。结果表明,AAA 熔覆中的第一个轨道与后续轨道具有不同的熔池形状,并且后续轨道熔池的不对称导致粉末收集效率降低。与此相反,“B”轨道熔池与其相邻的“A”轨道之间的几何形状可提高粉末收集效率。
摘要:神经递质 (NT) 是人类大脑正常运作所必需的化学信使,在人体生理系统中具有特定的浓度。其浓度的任何波动都可能导致多种神经元疾病和障碍。因此,对快速有效的诊断以调节和管理人类大脑疾病或状况的需求正在迅速增加。NT 可以从天然产物中提取。研究人员已经开发出新的协议来提高传感器的传感能力和环保性。深共晶溶剂 (DES) 已成为可持续化学中广受欢迎的“绿色溶剂”。DES 提供了更大的电位窗口范围,有助于增强传感器的电催化性能,并且具有更高的惰性,有助于电极的腐蚀保护,最终为系统提供更好的灵敏度和耐用性。此外,DES 可在工作电极上轻松电沉积不同的材料,这是电催化传感器的主要先决条件。本文首次详细描述了 DES 作为绿色溶剂在检测和提取 NT 中的应用。我们涵盖了截至 2022 年 12 月有关 NT 提取和监测的在线文章。最后,我们总结了该主题并展望了该领域的未来。
摘要:为了了解选择性激光熔化 (SLM) 工艺背后的物理行为,人们广泛采用了数值方法进行模拟。宏观尺度的数值模拟可以研究输入参数(激光功率、扫描速度、粉末层厚度等)与输出结果(变形、残余应力等)之间的关系。然而,有限元法求解的宏观热模型无法正确预测熔池深度,因为它们忽略了熔池中流体流动的影响,尤其是在存在深穿透的情况下。为了弥补这一限制,提出了一种易于实现的温度相关热源。该热源可以在模拟过程中调整其参数,以补偿与流体流动和小孔相关的这些被忽略的热效应,一旦关注点的温度稳定,热源的参数就会固定下来。与传统的热源模型相反,所提出的热源的参数不需要针对每个工艺参数进行实验校准。通过将所提模型的结果与各向异性热导率方法和实验测量的结果进行比较,验证了所提模型的有效性。
自 2011 年首次合成 MXene 以来,MXene 的安全且可扩展的生产一直是一个重要但难以实现的目标 1 。MXene 是二维纳米材料,通式为 M n+1 X n T z ,其中 M 是早期过渡金属(通常是 Ti、Nb 或 V),X 是碳和/或氮,T z 代表表面终止(例如 -F、-Cl、-OH、-O)。MXene 源自一种称为 MAX 相的母材料,该母材料将 M-X 与来自周期表 13-16 2,3 族的层间 (A) 元素结合在一起。已经合成了 50 多个 MAX 相;但是,只有一些 MAX 相可以通过传统的酸蚀技术剥离成感兴趣的二维 MXene 纳米片。之前的研究大多集中在 Ti 基 MXenes 上。MXene 纳米片可用于储能、催化、EMI 屏蔽、传感器和复合材料 4-10 等一系列应用。高浓度氢氟酸 (HF) 通常用于从 MAX 相中选择性去除 A 层以生产 MXenes。其他方法通常使用盐形成原位 HF 溶液,例如将氟化锂 (LiF) 和盐酸 (HCl) 结合或使用氟化氢铵 (NH 4 )HF 2 1,11 。然而,使用水性氟化物蚀刻剂具有许多固有的风险和挑战。与处理 HF 相关的危害使得 MXene 合成工艺难以扩大到商业水平。酸蚀 MXene 合成路线的另一个缺点是废物管理 12 。此外,传统的 HF 酸蚀技术仅限于少数 MAX 相,因此需要
摘要:几何特征是表征激光直接沉积质量的重要手段,提高预测模型的精度有助于提高沉积效率和质量。模型主要输入变量为激光功率、扫描速度和送粉速率,输出变量为熔轨宽度和高度。应用基于径向基函数(RBF)的多输出支持向量回归(M-SVR)模型,建立了熔轨几何特征预测的非线性模型。采用正交试验设计进行试验,随机选取试验结果作为训练和测试数据集。一方面,与单输出支持向量回归(S-SVR)建模相比,该方法将高度预测的均方根误差降低了22%,且训练速度更快,预测精度更高;另一方面,与反向传播(BP)神经网络相比,宽度的平均绝对误差降低了5.5%,平均绝对误差更小,泛化性能更好。因此,建立的模型可以为精确选择直接激光沉积工艺参数提供参考,提高沉积效率和质量。
摘要:选择性激光熔化(SLM)是一种金属粉末融合添加剂制造工艺,具有为航空航天和生物医学植入物制造复杂组件的潜力。大规模适应受到阻碍。非均匀熔体池尺寸是这些缺陷的主要原因。由于先前的粉末床轨道加热而导致的熔体池尺寸变化。在这项工作中,对相邻轨道产生的热量的效果进行了建模,并设计了反馈控制。控制的目的是调节熔体池横截面区域,以拒绝粉末床内相邻轨道的热量的影响。SLM过程的热模型是使用集总池体积的能量平衡开发的。将来自相邻轨道的干扰热建模为熔体池的初始温度。将热模型与干扰模型结合起来,导致了一个非线性模型,描述了熔体池的演化。PID是一种经典的反馈控制方法,用于最大程度地减少轨道干扰对熔体池面积的影响。在已知的环境中为所需的熔体池区域调整了控制器。仿真结果表明,在扫描16毫秒内的粉末层多个轨道的扫描过程中,所提出的控制器调节所需的熔体池面积,并在0.04 mm的长度内将激光功率降低了10%,大约在五个轨道中。这减少了孔形成的机会。因此,它提高了使用SLM工艺制造的组件的质量,从而减少了缺陷。
在过去的几十年中,南极冰盖对海平面上升的贡献一直在增加,预计这种增加会随着温室气体排放的增加而持续(Fox-Kemper等人,2021年)。大部分质量损失发生在冰盖的边缘,通过从接地冰盖到海洋的冰块流动,主要是在南极西部(Khazendar等,2016; Mouginot等,2014; Mouginot et al。,2014; Rignot et al。这是因为冰盖边缘的浮冰搁架(通常是支撑冰流的支撑)迅速变薄并由于其底部的海洋引起的融化而撤退(Adusumilli等,2020; Paolo等,2015; Rignot et al。,2013)。在某些基岩配置中,增加了海洋诱导的熔体甚至会触发海洋冰盖不稳定性(Gudmundsson等,2012; Schoof,2007; Weertman,2007; Weertman,1974),这有可能强烈增加南极质量损失,在一个世纪以下的时间范围内(Fox-Kemper等人,20221年)。这使海洋引起的子架融化或基底融化是未来海平面上升的未来预测的主要不确定性之一。
日常生活中先进复合材料的使用量不断增加,并取代了现有的整体材料。这些复合材料是根据人类的特定应用需求而设计和制造的,也符合标准要求。在本研究中,从农业和工业废弃物中提取的陶瓷增强材料铝金属基复合材料,即AA7075/焊渣和 AA7075/稻壳灰通过液态金属搅拌铸造路线制造,增强材料含量在基体中从 2 到 12(wt.%)不等。测量了 AA 7075 金属基复合材料的机械和微观结构特性,并与基材进行了比较。结果表明,复合材料的机械强度和硬度有所提高。在增强颗粒浓度较高的情况下,冲击能量也显著提高。复合材料的冲击能量在 9% 和 12% 时增加到 3 J,12% 焊渣 MMC 获得的最大抗拉强度为 173 MPa。12% 焊渣 MMC 获得的最高硬度为 98 BHN。此外,微观结构结果反映了搅拌铸造工艺的显著晶粒细化,基质中具有良好的界面特性,农用增强材料颗粒分散均匀。关键词:力学性能;工业废弃物;AA7075;农业废弃物;微观结构分析