摘要 — 可再生能源系统继续成为能源行业增长最快的领域之一。本文重点介绍储能技术在直流 (dc) 电弧条件下的表现。由于可再生能源系统的快速普及以及缺乏正式的直流等效计算指南(如交流 (ac) 系统的 IEEE 1584),在计算直流系统的弧闪 (AF) 入射能量 (IE) 时,必须依赖不同研究人员提出的不同方程和模型。本文讨论了储能系统在电弧条件下的行为,并介绍了可用方法估计直流弧闪入射能量的结果。本文对所提出的弧闪入射能量计算方法与可用的实验室测试进行了比较分析。解释了各种类型的电池在短路 (SC) 和电弧条件下可能产生的影响。其中包括所提出的计算方法模拟结果与实验室直流电弧测试测量的比较。
摘要:在所有金属增材制造 (AM) 技术中,定向能量沉积 (DED) 技术,尤其是基于丝材的技术,由于生产速度快而备受关注。此外,它们被认为是能够生产全功能结构部件、具有复杂几何形状和几乎无限尺寸的近净成形产品的最快技术。根据热源的不同,有几种基于丝材的系统,例如等离子弧焊和激光熔化沉积。主要缺点是缺乏市售的丝材;例如,缺乏高强度铝合金丝材。因此,本综述涵盖了传统的和创新的丝材生产工艺,并总结了工业上最受关注的 Al-Cu-Li 合金,以鼓励和促进选择最合适的丝材成分。每种合金元素的作用对于 WAAM 中的特定丝材设计都至关重要;本综述描述了每种元素的作用(通常通过时效硬化、固溶和晶粒尺寸减小来强化),特别关注锂。同时,WAAM 部件中的缺陷限制了其适用性。因此,本文提到了与 WAAM 工艺相关的所有缺陷以及与合金化学成分相关的缺陷。最后,总结了未来的发展,包括最适合 Al-Cu-Li 合金的技术,例如 PMC(脉冲多控制)和 CMT(冷金属转移)。
评估必须在功能正常的工作场所中进行。如果工作场所中的评估将是不安全,不切实际或威胁环境的情况,则必须在足够严格的模拟环境中进行评估,以反映在工作场所运行的情况下会经历的情况。评估必须涵盖工作场所绩效的各个方面,包括任务技能,任务管理技能,应急管理技能和工作环境技能。
摘要:通过直接沉积制备的双金属结构由于异种金属的组织和性能突然变化而存在缺陷。激光金属沉积(LMD)-电弧增材制造(WAAM)工艺可以通过沉积功能梯度材料(FGM)层(例如使用LMD的薄中间层)来缓解两种不同材料之间的缺陷,并可用于使用WAAM以较高的沉积速率和相对较低的成本制备双金属结构。本研究进行了LMD-WAAM工艺,并研究了制备的IN625-SUS304L双金属结构的微观组织。LMD-WAAM样品的FGM区的微观组织主要为细小的等轴枝晶形貌。相反,WAAM区构成了粗大的柱状枝晶形貌。LMD-WAAM样品的主要合金元素的成分随着沉积层高度而逐渐变化。 LMD-WAAM 样品的显微硬度随 Inconel 含量的增加而增加。对于 LMD-WAAM 样品,断裂发生在 25% IN625 和 0% IN625 之间的界面附近;对于 WAAM 样品,最终断裂发生在界面附近的 SUS304L 中。LMD-WAAM 样品的拉伸强度与激光功率成反比。结果表明,LMD-WAAM 样品的拉伸强度比仅使用 WAAM 制造的样品高 8%。
功能梯度材料 (FGM) 的概念是为了开发高性能耐热材料而提出的,其中耐热陶瓷与金属混合[1]。FGM 是一类先进的异质材料,其成分和性能表现出可控的空间变化,从而导致其性能 (热/电导率、耐腐蚀、机械、生物化学等) 逐渐变化。FGM 背后的主要思想包括一种不能满足所有设计要求的材料和一种适用于特定位置和操作条件的不同材料。由于这种协同效应,FGM 可应用于不同领域,例如生物医学、汽车和航空航天、电子、光学、核应用、反应堆部件和能量转换 [2]。FGM 的特点是材料之间可以逐渐转变,也可以不连续/突然转变。对于突然转变(直接界面),部件会承受巨大的应力和化学不相容性。相反,连续/渐进的转变可以最大限度地减少这些问题,并改善界面处的机械性能 [3、4]。基于电弧的定向能量沉积(DED-arc),通常称为线材和电弧增材制造(WAAM),是制造 FGM 的一种很有价值的制造技术。使用配备多个独立线材送料器的机器可以轻松进行其生产,从而可以创建在多个方向上具有成分和性能梯度的部件。同时使用两根线材被称为双线和电弧增材制造 (T-WAAM)。尽管如此,在同一熔池中结合两种材料会带来令人困惑的挑战,包括可能形成不良的金属间化合物,这会降低可焊性/可打印性(例如,由于形成热裂纹和高硬度区域)并导致过早失效 [2]。此外,热膨胀系数不匹配、熔化温度差异以及溶解度不足都会导致开裂和脆化 [5]。每根焊丝不同的热物理性质也意味着确保零件无缺陷所需工艺参数存在显著差异。316L 不锈钢与 Inconel 625 的 FGM 用于化工厂、石油天然气和核工业应用。特别是在堆焊管道和阀门中,零件插入两种不同的环境中,需要不同的耐腐蚀和耐磨性(内部接触腐蚀性流体,例如含有高 CO2 和 H2S 的原油,外部接触大气 [6e8])。尽管 Inconel 625 的这些性能更胜一筹,但在结构件的关键区域用不锈钢替代 Inconel 可以降低相关部件成本。两种合金的基质均为单个面心立方 (FCC) 相 (g),主要合金元素为 Fe、Cr 和 Ni。根据工艺和制造策略,可能会出现一些问题,其中热裂纹尤为普遍。Shah 等人 [9] 使用激光定向能量沉积 (L-DED) 分析了工艺参数对 316 不锈钢到 Inconel 718 FGM 制造的影响。作者没有证明由激光诱导裂纹的证据
摘要:在以线材为原料的各种增材制造技术中,电弧丝增材制造 (WAAM) 具有较高的材料沉积速率,但尚未在锌合金中建立应用。与传统的永久性金属生物材料相比,锌合金可用作可降解生物材料。在这项研究中,采用 WAAM 加工商用纯锌以获得近乎致密的部件,并将通过 WAAM 加工的锌获得的性能与锻造 (WR) 锌样品进行了比较。发现 WAAM (41 ± 1 HV0.3) 部件的微观结构和硬度值与 WR (35 ± 2 HV0.3) 部件的微观结构和硬度值相似。体 X 射线衍射纹理测量表明,与 WR 对应物相比,WAAM 构建物表现出重纹理微观结构,在平行于构建方向 (BD) 的方向上峰值强度约为 <3 3–6 2> 或 <0 0 0 2>。 WAAM(0.45 mmpy)和 WR(0.3 mmpy)样品在模拟体液 (SBF) 中的腐蚀速率相似。在长达 21 天的时间内,WAAM 样品在 SBF 中的重量损失测量值略高于 WR 样品。MC3T3-E1 前成骨细胞在含有 WAAM-Zn 降解产物的培养基中以类似于 WR-Zn 的方式增殖,且表现健康。这项研究证实了通过 WAAM 处理 Zn 以用于生物可吸收金属植入物的可行性。
CuAl8 合金可用于工业部件,这些部件需要良好的防腐和耐磨性能。该合金具有中等强度和良好的韧性,室温下的断裂伸长率约为 40%。此外,它还具有良好的电导率,尽管低于纯铝或纯铜。尽管具有这些特性,但尚未报道过 CuAl8 合金的增材制造。在这项工作中,使用带和不带原位热锻的直接能量沉积电弧 (DED-arc) 来确定微观结构演变和机械性能。生产的零件上没有发现内部缺陷。热锻与 DED-arc 相结合可减小和均质化晶粒尺寸,提高机械强度和机械性能的各向同性。此外,使用这种新型 DED-arc 变体可降低整个制造部件的残余应力大小。我们强调,这种合金可以通过DED电弧进行加工,并且伴随材料沉积的热锻操作对微观结构细化和均质化具有有益的影响。
本文研究了两种不同的沉积策略(振荡和平行道次)对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 合金在成品状态下的拉伸和高周疲劳性能的影响。在振荡构建中,等离子炬和送丝器在壁厚方向上连续振荡。相反,在平行道次构建中,沿壁长相同方向连续沉积四个单层。测试样本相对于沉积层以水平和垂直方向制造。与平行道次构建相比,振荡构建由于其较粗的转变微观结构而具有较低的静态强度。然而,伸长率值相似。柱状初生 β 晶粒的存在导致各向异性的伸长率值。载荷轴平行于初生 β 晶粒的垂直样品的伸长率比水平样品高 40%。疲劳强度与其锻造对应物相当,并且高于典型的铸造材料。在 10 7 次循环中,振荡构建垂直样品和平行道次构建在两个方向上的疲劳强度都达到了 600 MPa。只有振荡构建水平样品的疲劳强度较低,为 500 MPa。断口分析表明,大多数样品(约 70%)的裂纹源于孔隙,约 20% 的样品的裂纹源于微观结构特征,其余样品没有失效(在 10 7 次循环时出现跳动)。
AM内有不同的增材制造过程类别,这些过程类别由ISO/ASTM 52900:2021 Standard(ISO/ASTM,2021)进行了分类。在图3中可以看到不同的过程类别。在这些过程类别中,存在不同原料和能源的组合。例如,在定向的能量沉积过程类别中,通过将激光作为能源和电线组合为原料,然后将AM过程称为激光金属用线(LMDW),或者原料为电线,并且能量源是电弧,则该过程称为电线,然后称为电线和弧形增材制造(WAAM)。所有AM过程类别中的共同点是计算机辅助设计(CAD)模型数据的输入,该数据将其切成多个层,然后以添加的方式通过零件制造来指导零件的图层。
肺动脉高压(pH)是一种进行性,极端恶性和高病态性肺血管疾病[1]。它的主要特征是肺血管耐药性(PVR)增加和肺部血管压力的持续增加,最终导致右心力衰竭甚至猝死[2]。pH可以定义为由各种原因(包括毛细血管前,毛细血管后和混合原因)引起的肺动脉压(PAP)升高[3]。pH的诊断标准为平均PAP(MPAP)≥25mmHg在REST时通过右心导管在海平面测量[3]。肺动脉高压(PAH),由左心脏病引起的pH,由呼吸道疾病和/或缺氧引起的pH值,由阻塞性肺动脉疾病引起的pH值以及由未知因子引起的pH值构成当前pH的临床分类[4]。