黄培云:粉末冶金的“泰山北斗”
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第34卷第11期中国机械工程V o l .34㊀N o .112023年6月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p.1306G1314线性液动压抛光加工的流场特性研究傅远韬1,2㊀文东辉1,2㊀孔凡志1,2㊀淦作昆1,2㊀成志超1,21.特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州,3100232.浙江工业大学机械工程学院,杭州,310023摘要:分析了线性液动压抛光加工中液流对工件表面的作用形式,推导了黏性切应力和液动压力数学模型.对线性液动压抛光流场进行了数值模拟,剖析了抛光辊子尺寸以及抛光工艺参数对液动压和黏性切应力的数值及分布均匀性的影响规律.研究结果表明:液动压力和黏性切应力数值随辊子直径和辊子转速的增加而增加,与此同时其分布均匀性反而下降;抛光间隙值越小,液动压力和黏性切应力数值越大,且其分布均匀性越好.最后采用自制的线性液动压抛光实验平台,以K 9玻璃为实验对象,探究了抛光加工表面形貌和表面粗糙度的创成过程.关键词:线性液动压抛光;液动压力;黏性切应力;流场;表面形貌;表面粗糙度中图分类号:T G 580D O I :10.3969/j.i s s n .1004 132X.2023.11.006开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):R e s e a r c ho nC h a r a c t e r i s t i c s o f F l o wF i e l d s d u r i n g LH PP r o c e s s e s F U Y u a n t a o 1,2㊀W E N D o n gh u i 1,2㊀K O N GF a n z h i 1,2㊀G A NZ u o k u n 1,2㊀C H E N GZ h i c h a o 1,21.S p e c i a l E q u i p m e n tM a n u f a c t u r i n g a n dA d v a n c e dP r o c e s s i n g T e c h n o l o g y ,M i n i s t r y ofE d u c a t i o n /Z h e j i a n g P r o v i n c i a lK e y L a b o r a t o r y ,H a n gz h o u ,3100232.S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,H a n gz h o u ,310023A b s t r a c t :T h e a c t i o n f o r m o f f l u i d f l o wo nw o r k p i e c e s u r f a c e s i nL H P w a s a n a l yz e d ,t h em a t h Ge m a t i cm o d e l s o f v i s c o u s s h e a r s t r e s s a n dh y d r o d y n a m i c p r e s s u r ew e r e d e r i v e d .T h e f l o wf i e l d o f L H P w a s n u m e r i c a l l y s i m u l a t e d a n d t h e i n f l u e n c e s o f t h e s i z e s o f p o l i s h i n g r o l l e r a n d p o l i s h i n gp a r a m e t e r s o n t h en u m e r i c a lv a l u e sa n dd i s t r i b u t i o nu n i f o r m i t i e so fh y d r o d y n a m i c p r e s s u r ea n dv i s c o u ss h e a r s t r e s sw e r e a n a l y z e d .T h er e s u l t ss h o wt h a t t h ev a l u e so fh y d r o d yn a m i c p r e s s u r ea n dv i s c o u ss h e a r s t r e s s i n c r e a s ew i t h t h e i n c r e a s i n g o f r o l l e r d i a m e t e r s a n d r o t a t i o n s pe e d s ,w h i l e t h ed i s t r i b u t i o nu n i Gf o r m i t y d e c r e a s e s .T h e s m a l l e r t h e v a l u e s o f p o l i s h i ng c l e a r a n c e ,th e l a r g e r t h e v a l u e s o f h y d r o d yn a m Gi c p r e s s u r e a n dv i s c o u ss h e a rs t r e s s ,a n dt h eb e t t e r t h ed i s t r i b u t i o nu n i f o r m i t y .F i n a l l y ,t a k i n g K 9g l a s s a s t h e e x p e r i m e n t a l o b j e c t ,t h e f o r m a t i o n p r o c e s s e s o f s u r f a c em o r p h o l o g y a n d s u r f a c e r o u gh n e s s w e r e i n v e s t i g a t e db y u s i n g a s e l f Gm a d eL H Pe x p e r i m e n t a l pl a t f o r m.K e y w o r d s :l i n e a r h y d r o d y n a m i c p o l i s h i n g (L H P );h y d r o d y n a m i c p r e s s u r e ;v i s c o u s s h e a r s t r e s s ;f l o wf i e l d ;s u r f a c e t o p o g r a p h y ;s u r f a c e r o u gh n e s s 收稿日期:20220712基金项目:国家自然科学基金(51775509);浙江省自然科学基金重点项目(L Z 17E 050003)0㊀引言依赖于磨粒与工件表面软性接触的流体动压抛光技术是获取少无损伤㊁超光滑表面的主流方法之一,由于改善了磨粒与工件表面的刚性接触状态,可以获得较高的表面精度㊁少无表面损伤,又因为抛光工具磨损趋势缓慢,因此抛光过程的稳定性和可重复性好,有望实现低损伤超光滑的加工效果[1G2].MO R I 等[3G4]提出并研究了弹性发射加工(e l a s t i c e m i s s i o n m a c h i n i n g,E E M ),加工过程中聚氨酯球高速旋转,使抛光间隙内形成液动压力并驱使抛光液中的磨粒对工件表面产生冲击,在单晶硅㊁碳化硅和K 9玻璃材料上均实现了原子级超光滑表面加工.S U 等[5]研究了不同润滑条件下E E M 的材料去除速率变化规律,研究结果表明该方法的加工速率与润滑膜的剪切应力存在正相关性.N AM B A 等[6]提出浮法抛光,采用高平面度㊁微沟槽的锡盘,工件与抛光盘之间形成的动压液膜效应可超过材料断裂韧性的阈值,从而产生材料去除并保持磨粒与工件表面呈现软性接触状态.WA T A N A B E 等[7]提出了动压浮离抛光,利用抛光盘转动时抛光液流经楔形结构流道产生液动压,使工件产生动压浮离效应,抛光粒子在浮离空隙中对工件进行抛光加工.对于以圆盘形为抛光工具的浴法抛光㊁浮法抛光㊁动压浮离抛光和盘式流体动压抛光,其流场特征是沿抛光盘直径朝圆心方向上,流体的速度场㊁压力场呈现梯6031 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.度增大,因此导致抛光区域的液体动压力和材料去除速率分布不均.P E N G等[8]提出了液动压效应抛光,该方法利用化学冲击反应实现材料的弹性区域内去除加工,可以有效去除材料表面和亚表面损伤.W E N 等[9]提出了液动压悬浮抛光,在动压浮离抛光结构基础上添加了约束边界和蓄流槽从而形成新型抛光工具盘,使得工件能够在液动压和流体剪切力稳定区域实现抛光加工.郑子军等[10]对液动压悬浮抛光工具盘结构参数进行了优化,优化后抛光工具盘产生的动压力均值和均匀性都提高了30%.C A O等[11]在弹性发射加工和流体射流抛光的基础上提出了新型圆盘流体动力抛光,液膜作为磨粒的载体存在于抛光工具与抛光表面之间,还发现可以通过增加额外去除量的方式减小单一波长的面形误差.付有志等[12]提出了集群磁流变动压复合抛光方法,通过动态周期性挤压磁流变液抛光垫,增大抛光压力并增加有效磨粒数,实现了集群磁流变液磨粒的多维运动,强化了抛光力学特性,提高了抛光效率和质量.采用中心供液方式有效改善了局部压力分布的均匀性,但总体特征没有发生变化,因此对材料的均匀去除和表面粗糙度㊁轮廓参数及表面微观形貌的调控能力尚有进一步提升空间.线性液动压抛光(l i n e a rh y d r o d y n a m i c p o l iGs h i n g,L H P)方法采用了圆柱抛光辊子,所形成的液动压力与黏性切应力呈线状分布且均匀,合理控制工件的进给速率有望实现高转速的均匀抛光加工.本文分析了线性液动压抛光加工的基本原理,建立了黏性切应力和液动压力的数学模型,数值模拟了抛光辊子尺寸及抛光工艺参数对黏性切应力和液动压力的作用规律,研究了黏性切应力和液动压力的数值大小及其分布均匀性,并采用自制的线性液动压抛光实验平台,以K9玻璃为实验对象,探究了平面抛光加工表面形貌和表面粗糙度的创成过程,为后期获得更好的表面形貌和粗糙度提供了一定的参考价值.1㊀线性液动压抛光加工1.1㊀线性液动压抛光原理线性液动压抛光原理如图1所示,工件完全浸没于含有纳米粒子的黏性抛光液中,表面圆柱形抛光辊子高速回转,同时工件与抛光辊子保持着微米级间隙并做往复平移.线性液动压抛光加工过程中,抛光辊子与工件表面构成的楔形间隙区域会产生流体动压润滑效应[13],同时磨粒在抛光辊子高速回转所产生的高流速作用下以较高的速度对工件表面粗糙峰进行冲刷,从而实现原子级材料去除加工.图1㊀线性液动压抛光原理图F i g.1㊀P r i n c i p l e o f l i n e a r h y d r o d y n a m i c p o l i s h i n gp r o c e s s 1.2㊀材料表面微粗糙峰的受力分析1.2.1㊀线性液动压流场的抛光力抛光过程中工件表面的受力可以分别表现为:在Y方向的液动压力p和在X方向的黏性切应力τ,如图2所示.由动压效应产生的液动压力p驱动抛光液中的磨粒对工件表面的粗糙峰进行冲击㊁碰撞,促进材料的松弛并减小键结合力.由高速旋转的抛光辊子带动的抛光液产生较大的流体速度梯度,再由黏性效应产生较大的黏性切应力τ,该作用力对工件表面的粗糙峰进行冲击㊁滑擦以抵抗材料的键结合力,从而实现材料的去除.图2㊀线性液动压抛光加工的液动压力p和黏性切应力τF i g.2㊀H y d r o d y n a m i c p r e s s u r e p a n d v i s c o u s s h e a rs t r e s sτo fL H P在实际抛光加工过程中,作用力p和τ将共同驱使微细磨粒对工件表面粗糙峰进行冲击㊁碰撞㊁滑擦,从而实现材料的去除.1.2.2㊀抛光力模型1.2.2.1㊀液动压力R e y n o l d s方程[14]作为流体动压润滑理论的基本方程,阐明了在黏性流体环境中的一般形式可根据质量守恒方程和动量守恒方程并满足以下基本假设推导得出:①忽略流体体积力作用的影响;②固体界面与相邻流体界面的速度相同;③液膜厚度方向动压大小保持不变.7031线性液动压抛光加工的流场特性研究 傅远韬㊀文东辉㊀孔凡志等Copyright©博看网. All Rights Reserved.基于上述假设,推导得出R e yn o l d s 方程的一般形式如下:∂∂x (ρh 3μ∂p ∂x )+∂∂z (ρh 3μ∂p ∂z )=6∂∂x(u 1+u 2)ρh +6∂∂z(v 1+v 2)ρh +12ρ(w 1-w 2)(1)式中,ρ为流体密度;h 为动压液膜厚度;μ为流体动力黏度;u 1㊁u 2分别为动压液膜上下表面的X 向速度;v 1㊁v 2分别为液膜上下表面的Z 向速度;w 1㊁w 2分别为液膜上下表面的Y 向速度;x ㊁z 分别为X 向和Z 向的位移.线性液动压抛光加工过程中,抛光液可视为不可压缩流体,流体密度ρ为定值,即变密度效应可忽略不计;辊子以Z 轴为中心高速旋转,圆柱辊子转速为定值,则此时液膜上下表面沿X 轴方向的速度u 1㊁u 2可视为定值;忽略圆柱辊子的制造精度和安装精度以及仪器振动的影响,则圆柱辊子沿Z 轴方向的速度v 1+v 2=0,因此可忽略伸缩效应;同时流体在Y 轴方向的速度也可视为0,即可忽略挤压效应.由此R e yn o l d s 方程可简化为∂∂x (h 3μ∂p ∂x )+∂∂z (h 3μ∂p ∂z )=6(u 1+u 2)∂h∂x(2)当圆柱抛光辊子长度足够时,流场中的动压力在Z 轴方向不产生变化,则项∂∂z (h 3μ∂p ∂z)为零;液膜上表面速度u 1可视为辊子边缘线速度,下表面速度u 2即为工件面速度,因工件面静止,则u 2=0,即u 1+u 2可视为辊子边缘线速度,设该速度为u 0,则方程可简化为∂∂x (h 3μ∂p ∂x )=6u 0∂h∂x(3)设辊子与工件最小间隙为h 0,代入边界条件:h =h 0,∂p ∂x=0,对等号两端的x 积分,则线性液动压抛光过程中液动压力表达式如下:∂p ∂x =6u 0μh -h 0h 3(4)1.2.2.2㊀流体黏性切应力根据广义牛顿内摩擦定律,抛光间隙中的流体黏性切应力定义为τ=μd ud y(5)式中,y 为Y 向的位移;d u /d y 为Y 向的流体速度梯度.引入流体动量守恒方程(即N GS 方程)[15],对于不可压缩黏性流体,它在X 向的微分形式为㊀ρd u X d t =ρF X -∂p ∂x +μ(∂2u X ∂x 2+∂2u X ∂y2+∂2u X ∂z 2)(6)其中,等号左侧为惯性力作用项;等号右侧依次为体积力㊁压差力㊁黏性力;F X 为控制体质量力在X 向的分量;u X 为流体在X 向的速度.忽略惯性力及体积力影响,又因为抛光间隙中的流体只会存在Y 向的速度梯度,则式(6)可简化为∂p ∂x =μ∂2u X ∂y2(7)对式(7)中y 进行两次积分,得到12y 2∂p ∂x+a y +b =μu X (8)式中,a ㊁b 为常数.线性液动压抛光加工情形下,当无限趋近于工件表面的流体速度为0即y =0时,u X =0;当无限趋近于抛光辊子表面的流体速度等于辊子线速度即y =h 时,u X =u 0,其中u 0为辊子边缘线速度,h 为工件面到辊子面的垂直距离(即动压液膜厚度).代入上述边界条件并联立式(4),则抛光间隙中任意位置X 向的流体速度为u X =3u 0(y 2-h y )(h -h 0)h3+yu 0h (9)将式(9)代入式(5),得到抛光间隙中的流体黏性切应力表达式为τ=6u 0μh -h 0h3(y -h 2)+μu 0h (10)2㊀线性液动压流场的数值模拟研究线性液动压抛光过程中的材料去除作用主要受液动压力p 和黏性切应力τ的影响,其中液动压力来自动压效应,流体黏性切应力来自流体的黏性作用.上述两种作用的强弱及分布均匀性将对工件表面微观形貌产生直接影响.将前处理的流场模型导入F L U E N T 进行数值模拟,数值模拟条件为:抛光辊子直径40mm ㊁长度30mm ㊁辊子转速24000r /m i n㊁抛光间隙20μm .选取工件表面为观察面,其液动压力与黏性切应力分布如图3所示.以图3b 与图3d 中坐标系为参考,分别提取x =0时的Z 向数据,绘制液动压力与黏性切应力分布曲线[16G17],见图4.分析图3和图4可知,液动压力和黏性切应力的分布特点是在工件表面X 方向上呈中间大㊁两端小,Z 方向上呈倒 U 形的分布形式.图4a 与图4b 中液动压力与黏性切应力中间区域的变化率分别为1.58%和1.29%,判定为稳定区域,更适合工件表面的均匀加工,两端骤降的分布区域称为骤降区域,不适宜工件表面的均匀加工.液动压抛光加工过程中,应保持工件处于液动压力与黏性切应力的稳定区域,一方面,根据工件尺寸调整辊子尺寸与工艺参数范围;另一方面,控制好X 向的进给速率.通过此方法可以实现8031 中国机械工程第34卷第11期2023年6月上半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.(a)液动压力2D 云图(b)液动压力3D 云图(c)黏性切应力2D 云图(d)黏性切应力3D云图图3㊀观察面上液动压力和黏性切应力云图F i g.3㊀C l o u d i m a g e o f h y d r o d y n a m i c p r e s s u r e a n d v i s c o u ss h e a r s t r e s s o n t h e o b s e r v a t i o n s u r f a c e液动压力与黏性切应力分布均匀区域内的材料去除加工.2.1㊀抛光辊子尺寸的选择主要研究辊子长度以及辊子直径对抛光流场液动压力和黏性切应力的数值大小及其分布均匀性的影响规律.以前述所选取观察面上Z向数据线的液动压力和黏性切应力的数值大小㊁分布宽度以及分布均匀性为指标进行对比分析,构建单因素实验表,见表1.(a)Z 向液动压力分布曲线(b)Z向黏性切应力分布曲线图4㊀Z向液动压力与黏性切应力分布曲线F i g.4㊀Z a x i s h y d r o d y n a m i c p r e s s u r e a n d v i s c o u s s h e a rs t r e s s d i s t r i b u t i o n c u r v e表1㊀辊子尺寸参数的选择T a b.1㊀S e l e c t i o no f r o l l e r s i z e p a r a m e t e r s 尺寸参数水平1234长度L(mm)15304560直径D(mm)10203040㊀㊀为分析圆柱辊子长度L对液动压力与黏性切应力的影响规律,选取辊子直径为40mm,辊子转速为24000r/m i n,抛光间隙为20μm.为探究圆柱辊子直径D对液动压力与黏性切应力的影响,选择辊子长度为30mm,辊子转速为24000r/m i n,抛光间隙为20μm.将数值模拟后得到的相应液动压力与黏性切应力数据绘制成分布特性曲线,见图5.由图5a㊁图5b可知,抛光辊子长度的改变不会影响液动压力和黏性切应力的大小以及曲线两端液动压力降和黏性切应力降的长度.但当抛光辊子长度为15mm时,该长度小于两端液动压力降和黏性切应力降的长度,这就会导致辊子长度不足以支撑液动压力与黏性切应力达到在此抛光条件下的最大值.但过长的辊子会放大制造及装配误差,影响材料的均匀去除,因此要保证抛光辊子长度略大于工件长度加上两端液动压力降和黏性切应力降的长度.由图5c㊁图5d可知,当辊子直径增大时,曲9031线性液动压抛光加工的流场特性研究 傅远韬㊀文东辉㊀孔凡志等Copyright©博看网. All Rights Reserved.(a)辊子长度对液动压力的影响(b)辊子长度对黏性切应力的影响(c)辊子直径对液动压力的影响(d)辊子直径对黏性切应力的影响图5㊀辊子尺寸参数对液动压力和黏性切应力的影响F i g.5㊀I n f l u e n c e o f r o l l e r s i z e p a r a m e t e r s o nh y d r o d y n a m i cp r e s s u r e a n d v i s c o u s s h e a r s t r e s s线两端液动压力降和黏性切应力降的长度也会随之增大,但过大的辊子直径会导致液动压力与速度的分布均匀性变差,显然这对材料的均匀去除会产生不利影响,因此,在保证其去除作用足够的情况下,对于直径越小的抛光辊子,它产生的液动压力与黏性切应力稳定区域越大.2.2㊀抛光加工工艺参数的选择主要研究辊子转速及抛光间隙对抛光流场液动压力及黏性切应力的影响规律.以观察工件面上Z向的液动压力和黏性切应力大小及分布均匀性为指标进行对比分析,构建单因素实验表,见表2.表2㊀工艺参数和水平T a b.2㊀P r o c e s s p a r a m e t e r s a n d l e v e l s工艺参数水平1234辊子转速n(r/m i n)6000120001800024000抛光间隙h0(μm)20406080㊀㊀为探究抛光辊子转速n对液动压力与黏性切应力的影响规律,选择辊子长度为30mm,辊子直径为30mm,抛光间隙为20μm.为探究抛光间隙h0的对液动压与黏性切应力的影响规律,选择辊子长度为30mm,辊子直径为30mm,辊子转速为24000r/m i n.将数值模拟后得到的相应液动压力与黏性切应力数据绘制成分布特性曲线,见图6.由图6a㊁图6b可得,抛光辊子转速与液动压力和黏性切应力大小成正相关,辊子转速越大,液动压力和黏性切应力就越大.但过高的辊子转速会导致液动压力和黏性切应力的分布均匀性降低,不利于工件表面材料的均匀去除.由图6c㊁图6d可得,抛光间隙大小与液动压和黏性切应力大小成负相关,抛光间隙越小,液动压力和黏性切应力就越大.且越小的间隙产生的液动压力与黏性切应力的稳定区域越大,更有利于材料的均匀去除.根据数值模拟结果,结合K9玻璃工件尺寸15mmˑ15mmˑ2mm,选定圆柱辊子直径和长度均为30mm;在保证去除作用能够成功进行的前提下,为使得材料均匀去除,抛光辊子转速不宜过高;而对于抛光间隙,该参数数值越小越有利于试样表面材料的均匀且高效去除.3㊀实验研究3.1㊀抛光实验线性液动压抛光实验平台如图7所示,该抛光平台在沧州聚航隔振设备有限公司生产的J GGJ MG12G08型精密光学平台上进行组装,可实现抛光辊子的回转以及在X㊁Y方向上的平移运动,工件在Y方向上的往复运动以及在X方向上的微米级调节.抛光加工时,抛光辊子与工件浸没于0131中国机械工程第34卷第11期2023年6月上半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.(a)辊子转速对液动压力的影响(b)辊子转速对黏性切应力的影响(c)抛光间隙对液动压力的影响(d)抛光间隙对黏性切应力的影响图6㊀工艺参数对液动压力和黏性切应力的影响F i g.6㊀I n f l u e n c e o f p r o c e s s p a r a m e t e r s o nh y d r o d y n a m i cp r e s s u r e a n d v i s c o u s s h e a r s t r e s s抛光液中,抛光辊子随电主轴高速旋转,同时直线电机带动工件在Y方向进行匀速往复平移运动,并能够与抛光辊子保持一个稳定的间隙值距离.实验流程如图8所示,将工件用无水乙醇超图7㊀线性液动压抛光平台F i g.7㊀L i n e a r h y d r o d y n a m i c p o l i s h i n gp l a t f o r m 声清洗3m i n,清洗完成后风干工件.将工件盘置于加热台上,待温度上升至90ħ后取适量石蜡融于工件盘并完成工件贴片,用精密研磨盘完成压片操作以确保石蜡均匀分布.待工件盘冷却后将其安装于直线电机上,然后借助角度和间隙调节机构完成工件面的调平以及控制工件与抛光辊子的间隙.设置直线电机的往复运动程序与电主轴(即辊子)的转速,将抛光液倒入抛光槽至适当液位.运行直线电机程序并启动电主轴,此刻即正式开始线性液动压抛光;待抛光加工一定时间后,关闭直线电机与电主轴,结束抛光.取下工件盘并在清水下冲洗,去除其表面残留的抛光液;加热工件盘至可取下工件,然后将工件分别用丙酮㊁无水乙醇㊁超纯水超声清洗3m i n,烘干后放入工件盒待测试.采用中图仪器公司所生产的S u p e rGv i e w W1系列光学3D表面轮廓仪测量抛光工件表面粗糙度数值和表面微观形貌.图8㊀实验流程图F i g.8㊀F l o w c h a r t o f t h e e x p e r i m e n t s为更深入了解线性液动压抛光工艺的加工特性,获取更加优异的表面形貌,采用单因素实验探究抛光表面形貌的演变规律,实验条件见表3.1131线性液动压抛光加工的流场特性研究 傅远韬㊀文东辉㊀孔凡志等Copyright©博看网. All Rights Reserved.表3㊀实验条件T a b.3㊀E x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s加工条件参数工件尺寸(mmˑmmˑmm)15ˑ15ˑ2工件初始粗糙度R a(n m)0.7~1.0工件初始粗糙度R t(n m)8.0~11.0磨粒(S i O2)磨粒直径(n m)100抛光液质量分数(%)403.2㊀表面微观形貌的演变规律选取辊子转速为12000r/m i n㊁抛光间隙为40μm,依照图8所述的操作步骤进行线性液动压抛光加工实验,抛光时间t分别设置为20m i n㊁40m in㊁60m i n和80m i n,获得对应的表面粗糙度R t数值变化情况如图9所示.随着抛光时间的增加,工件表面粗糙度R t的数值不断减小,60m i n后达到稳定状态,达到1.81n m.图10显示了不同抛光时间下工件表面采样轮廓点高度和3D显微表面形貌,相应3D显微表面形貌充分表明了工件表面采样轮廓点高度特征.对比轮廓高度箭靶图可以看出,进行线性液图9㊀抛光时间对R t值的影响F i g.9㊀I n f l u e n c e o f p o l i s h i n g t i m e o n R t v a l u e动压抛光加工之前,工件表面质量较差,工件表面上存在大量分布明显的 凸峰 特征,工件表面采样轮廓点高度主要集中在2~6n m的分布区间.而当开始进行抛光加工后, 凸峰 特征被不断去除,工件表面采样轮廓点的高度逐渐减小.在经过60m i n抛光加工后,此时抛光工件表面的微观缺陷已基本消失,轮廓点高度主要集中在1n m 附近,轮廓点最大高度也已经降低到了1.8n m的水平,工件表面形貌得到明显的改善.(a)t=0,R a=0.95n m,R t=8.99n m(b)t=20m i n,R a=0.52n m,R t=4.78n m (c)t=40m i n,R a=0.30n m,R t=2.57n m(d)t=60m i n,R a=0.21n m,R t=1.81n m图10㊀抛光时间对轮廓高度和3D微观表面形貌的影响F i g.10㊀I n f l u e n c e o f p o l i s h i n g t i m e o n p r o f i l e h e i g h t a n d3D m i c r oGt o p o g r a p h y i m a g e s3.3㊀抛光工艺参数的影响规律研究选取抛光时间固定不变且为60m i n,根据数值模拟结论,抛光间隙和抛光辊子转速会影响液动压力与黏性切应力的大小与均匀性,从而影响最终的抛光效果,因此选取抛光辊子转速n和抛光间隙h0作为实验参数.考虑到随机误差对实验最终结果的干扰,每组单因素实验同时加工3块工件,每块工件随机测量3个点的R t值,最后取该3块工件的9个测试值求平均值并作为每组实验抛光后的R t有效值.根据数值模拟结论以及实际加工条件,各工艺参数水平选取结果见表4.每组单因素实验均控制其他参数处于水平2,绘制各工艺参数水平影响R t值的曲线图以及影响轮廓高度的箭靶图,见图11~图13.表4㊀单因素实验设计T a b.4㊀S i n g l e f a c t o r e x p e r i m e n t a l d e s i g n加工参数水平1234辊子转速n(r/m i n)8000120001600020000抛光间隙h0(μm)1008060402131中国机械工程第34卷第11期2023年6月上半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.(a)抛光转速(b)抛光间隙图11㊀加工工艺参数对R t 值的影响F i g .11㊀I n f l u e n c e o f p r o c e s s i n gpa r a m e t e r s o n R t v a l ue ㊀(a )n =8000r /m i n ㊀㊀㊀㊀㊀(b )n =12000r /m i n㊀(c )n =16000r /m i n ㊀㊀㊀㊀(d )n =20000r /m i n图12㊀棍子转速对轮廓高度的影响F i g .12㊀I n f l u e n c e o f r o l l e r r o t a t i o n s p e e do n p r o f i l e h e i gh t ㊀㊀实验结果与前文数值模拟结果一致.由图11a 和图12可知,抛光辊子转速的增大会在一定程度上减小抛光表面粗糙度R t 的数值,轮廓点高度逐渐集中在1n m 附近,但当转速由16000r /m i n 增大到20000r /m i n 时,会使液动压力和黏性切应力分布的均匀性降低,反而不利于材料的均匀去除,最终会导致粗糙度R t 的数值不降㊀(a )h 0=100μm㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b )h 0=80μm㊀㊀(c )h 0=60μm㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d )h 0=40μm图13㊀抛光间隙对轮廓高度的影响F i g .13㊀I n f l u e n c e o f p o l i s h i n g g a p o n p r o f i l e h e i gh t 反增,轮廓点分布也更差.由图11b 和图13可知,抛光间隙越小,液动压力和黏性切应力的大小和分布的均匀性越好,越有利于工件表面材料的均匀且高效去除,因此粗糙度R t 的数值越小,轮廓点分布愈加集中于较低高度,表面形貌越好.4㊀结论(1)依据动压润滑理论阐释了线性液动压抛光流场中产生液动压力的原理;通过对流场中抛光作用力的分析阐述了抛光表面形貌的演变机制,即液动压力将磨粒压向工件表面,然后在高速流体的带动下对工件表面材料进行冲击以达到去除作用.(2)借助F L U E N T 软件对抛光流场进行了数值模拟研究,分析讨论了抛光辊子尺寸以及抛光工艺参数对抛光区域液动压力和黏性切应力的大小及分布均匀性的影响规律,结论如下:辊子直径和辊子转速的增大都会使得液动压力和黏性切应力的数值增大,但分布均匀性会下降,不利于材料的均匀去除.抛光间隙值越小,液动压力和黏性切应力越大,分布均匀性越好.抛光辊子的长度过短或过长都不利于材料的均匀去除.(3)采用自制的线性液动压抛光实验平台,以K 9玻璃为实验对象,结合理论分析和数值模拟,探究抛光加工表面形貌和表面粗糙度的创成过程.抛光辊子转速的增大会在一定程度上减小抛光表面粗糙度R t 的数值,但当转速过高时,会使液动压力和黏性切应力分布的均匀性降低,反而3131 线性液动压抛光加工的流场特性研究傅远韬㊀文东辉㊀孔凡志等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.不利于材料的均匀去除,最终会导致粗糙度R t 的数值不降反增,轮廓点分布更差,表面形貌也更差.抛光间隙越小,液动压力和黏性切应力的大小和分布的均匀性越好,越有利于工件表面材料均匀而高效地去除,从而使粗糙度R t的数值越小,轮廓点分布愈加集中于较低高度,表面形貌越好.参考文献:[1]㊀MA Z h a n l o n g,L I UJ i a n,WA N GJ u n l i n.D e v e l o pGm e n t a n dA p p l i c a t i o no fU l t r aGs m o o t h O p t i c a l S u rGf a c eP o l i s h i ng T e ch n o l o g y[J].L a s e r&O p t o e l e cGt r o n i c sP r o g r e s s,2011,48(8):082202.[2]㊀袁巨龙,毛美姣,李敏,等.基于响应曲面法的Y G8硬质合金刀片化学机械抛光工艺参数优化[J].中国机械工程,2018,29(19):2290G2297.Y U A NJ u l o n g,MA O M e i j i a o,L IM i n,e t a l.O p t iGm i z a t i o no fP r o c e s sP a r a m e t e r sf o rC h e m i c a l M eGc h a n i c a l P o l i s h i n g o fY G8C e m e n t e dC a r b ide I n s e r t sB a s e do nR e s p o n s eS u r f a c e M e t h o d o l o g y[J].C h i n aM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2018,29(19):2290G2297.[3]㊀MO R I Y,Y AMA U C H I K,E N D O K.E l a s t i cE m i s s i o n M a c h i n i n g[J].P r e c i s i o n E n g i n e e r i n g,1987,9(3):123G128.[4]㊀MO R IY,Y AMA U C H IK,E N D O K.M e c h a n i s m o fA t o m i cR e m o v a l i nE l a s t i cE m i s s i o n M a c h i n i n g[J].P r e c i s i o nE n g i n e e r i n g,1988,10(1):24G28.[5]㊀S U Y T,WA N GSY,H S I A UJS.O n M a c h i n i n g R a t e o fH y d r o d y n a m i cP o l i s h i n g P r o c e s s[J].W e a r,1995,188(1/2):77G87.[6]㊀N A M B AY,O H N I S H IN,Y O S H I D AS,e t a l.U l t r aGp r e c i s i o nF l o a tP o l i s h i n g o fC a l c i u m F l u o r i d eS i n g l eC r y s t a l sf o rD e e p U l t r a V i o l e t A p p l i c a t i o n s[J].C I R PA n n a l s,2004,53(1):459G462.[7]㊀WA T A N A B E J,S U Z U K I J,K O B A Y A S H I A.H i g hP r e c i s i o nP o l i s h i n g o fS e m i c o n d u c t o r M a t e r iGa l s U s i n g H y d r o d y n a m i cP r i n c i p l e[J].C I R P A nGn a l s,1981,30(1):91G95.[8]㊀P E N G W Q,D E N G X,L U O ZB,e t a l.A N a n oGi m p r i n tM e t h o d A n a l y s i so f t h eO p t i c a lS u b s u r f a c eQ u a l i t y P r o c e s s e d b y H y d r o d y n a m i c E f f e c tP o l i sGh i n g[J].O p t i k,2018,171:71G76.[9]㊀W E N D H,P I A OZY,Z HA N GT H.A H y d r o d yGn a m i c S u s p e n s i o n P o l i s h i n g M e t h o d f o r U l t r a sGm o o t ha n dL o wGd a m a g e S u r f a c e[J].P r e c i s i o nE n g iGn e e r i n g,2016,46:278G287.[10]㊀郑子军,李攀星,蔡东海,等.液动压悬浮抛光流场的数值模拟及抛光工具盘结构优化[J].中国机械工程,2019,31(6):638G643.Z H E N GZ i j u n,L IP a n x i n g,C A ID o n g h a i,e ta l.N u m e r i c a lS i m u l a t i o n o f H y d r o d y n a m i c S u s p e nGs i o nP o l i s h i n g F l o wF i e l d a n dO p t i m i z a t i o n o f P o l iGs h i n g T o o lP l a t eS t r u c t u r e[J].C h i n a M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g,2019,31(6):638G643.[11]㊀C A OZC,L I NB,J I A N G X M,e t a l.F l o wF i e l dA n a l y s i so f t h eT h i nF l u i dF i l mi nD i s cH y d r o d yGn a m i cP o l i s h i n g[J].P r o c e d i a C I R P,2018,77:363G366.[12]㊀付有志,路家斌,阎秋生,等.磁流变动压复合抛光基本原理及力学特性[J].表面技术,2020,49(4):55G63.F U Y o u z h i,L U J i a b i n,Y A N Q i u s h e n g,e ta l.B a s i cP r i n c i p l e a n dM e c h a n i c a l P r o p e r t y o fM a g n eGt o r h e o l o g i c a l H y d r o d y n a m i c C o m p o u n d P o l i s h i n g[J].S u r f a c eT e c h n o l o g y,2020,49(4):55G63.[13]㊀J A D HA O V,R O B B I N SM O.R h e o l o g i c a l P r o p e rGt i e s o fL i q u i d su n d e rC o n d i t i o n so fE l a s t o h y d r o d yGn a m i cL u b r i c a t i o n[J].T r i b o l o g y L e t t e r s,2019,67(3):1G17.[14]㊀J I A N GY,X UB,L U X,e t a l.M u l t i s c a l e S i m u l aGt i o no fF l o wi nG a sGl u b r i c a t e dJ o u r n a lB e a r i n g s:AC o m p a r a t i v eS t u d y b e t w e e n t h eR e y n o l d sE q u a t i o na n d L a t t i c e B o l t z m a n n M e t h o d s[J].E n g i n e e r i n gA p p l i c a t i o n s o f C o m p u t a t i o n a lF l u i d M e c h a n i c s,2021,15(1):1792G1810.[15]㊀B A Y A D A G,C HAM B A T M.T h eT r a n s i t i o nb eGt w e e n t h e S t o k e s E q u a t i o n s a n d t h e R e y n o l d sE q u a t i o n:A M a t h e m a t i c a lP r o o f[J].A p p l i e d M a t h eGm a t i c s a n dO p t i m i z a t i o n,1986,14(1):73G93.[16]㊀文东辉,许鑫祺,郑子军.线性液动压抛光流场的剪切特性研究[J].中国机械工程,2021,32(18):2203G2210.W E N D o n g h u i,X U X i n q i,Z H E N G Z i j u n.S t u d yo n S h e a rC h a r a c t e r i s t i c so fF l o w F i e l di n L i n e a rH y d r o d y n a m i cP o l i s h i n g[J].C h i n aM e c h a n i c a l E nGg i n e e r i n g,2021,32(18):2203G2210.[17]㊀郑子军,薛凯元,文东辉,等.线性液动压抛光加工的流体动压特性研究[J].中国机械工程,2020,31(8):907G914.Z H E N GZ i j u n,X U E K a i y u a n,W E N D o n g h u i,e ta l.S t u d y o nH y d r o d y n a m i cC h a r a c t e r i s t i c s o fL i nGe a rH y d r o d y n a m i cP o l i s h i n g[J].C h i n a M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g,2020,31(8):907G914.(编辑㊀胡佳慧)作者简介:傅远韬,男,1997年生,硕士研究生.研究方向为超精密加工.EGm a i l:1071692993@q q.c o m.孔凡志(通信作者),男,1976年生,副教授.研究方向为超精密加工.EGm a i l:f r a n z k o n g @z j u t.e d u.c n.4131中国机械工程第34卷第11期2023年6月上半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
第38卷第6期 2020年12月粉末冶金技术Powder Metallurgy TechnologyVol. 38, No. 6December 2020铜包铁粉的应用及制备张珊珊u),历长云1)H,潘跃武2),许磊 '胡号1>1)河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454000 2)徐州工程学院机电工程学院,徐州221018网通信作者,E-mail: ****************.cn摘要铜包铁粉是一种将铜包在铁粉表面形成包覆层的复合粉末,被用来改善铜铁混合粉末组织不均、成分偏析等问题。
本文综述了铜包铁粉的应用及制备方法,介绍了机械球磨涂覆法、置换镀铜法、化学镀铜法等铜包铁粉制备技术的基本原理 及研究进展,总结了铜包铁粉制备过程中存在的问题,并展望了铜包铁粉的发展方向。
关键词铜包铁粉:机械球磨涂覆法:置换镀铜法:化学镀铜法分类号TG495;TF125Application and preparation of copper-coated iron powdersZHANG Shan-shanx'2\ LI Chang-yun'm, PAN Yue-wu2\ X U L ei'\H U HaoX)1) School of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China2) School of Mechanical and Electrical Engineering, Xuzhou University of Technology, Xuzhou 221018, China^Corresponding author. E-mail: ****************.cnABSTRACT Copper-coated iron powders are the composite powders that the surfaces of iron powders are coated by copper to form the coating layer to improve the uneven microstructure and the composition segregation of the copper-iron mixed powders. The application and preparation methods of the copper-coated iron powders were reviewed in this paper. The basic principles and research progress of the copper-coated iron powders prepared by mechanical ball milling coating, displacement copper plating, and electroless copper plating were introduced, respectively. The problems in the preparation process of the copper-coated iron powders were summarized, and the development direction of the copper-coated iron powders was prospected.KEY WORDS copper-coated iron powders; mechanical ball milling coating; displacement copper plating; electroless copper plating包覆粉末是将异种成分包覆在颗粒表面形成的 复合结构粉末,作为热喷涂材料、高性能涂层、电触 头材料、导电材料及轻质高温耐磨涂层的原料以其独特的性能被广泛应用于机械制造业、化学工 业、电子行业和玻璃制造业等领域。
黄伯云1945年11月24日出生于湖南南县。
我国著名的材料学专家,中共党员。
1969年,中南矿冶学院(今中南大学)特种冶金专业毕业,留校从事科研工作。
公派赴美国留学,先后获得美国依阿华州立大学硕士、博士学位。
1986年至1988年在美国田纳西大学从事博士后研究工作。
1988年学成回国。
黄伯云历任中南工业大学粉末冶金研究所总工程师、所长、教授、博士生导师。
1997年,任中南工业大学校长,1999年当选为中国工程院院士。
2001年12月任中南大学校长。
2004年担任国家863新材料领域专家委员会主任,以及中国材料学会常务理事、粉末冶金国家重点研究室主任、粉末冶金国家工程中心主任、《中国有色金属学报》主编等职。
黄伯云长期从事粉末冶金材料科学与工程领域的科研与教学,在航空制动材料、高温金属间化合物和特种功能材料研究与应用方面创造性地开展了工作,在创建粉末冶金国家重大科技基地方面发挥了关键作用。
3月28日,在庄严的人民大会堂举行的2004年度国家三大科技进步奖颁奖大会上,中国工程院院士、中南大学校长黄伯云从中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛手里接过他领衔发明的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”获得国家技术发明奖一等奖的红灿灿的证书时,结束了这一奖项连续6年空缺的历史。
这一成果的问世,使我国成为继英、法、美之后第四个拥有这项制造技术和生产高性能炭/炭航空制动材料国家,标志着我国在航空航天炭/炭复合材料领域迈入世界前沿!黄伯云心潮澎湃,自豪不已!“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”成果凝结了黄伯云对祖国的一片痴情!“我要把自己的才智奉献给自己的祖国!”1945年,黄伯云诞生在洞庭湖畔的湖南省南县,浩瀚的洞庭湖的汹涌波涛陶冶了他博大的胸怀和刚毅的性格。
1969年,黄伯云从当时被称为亚洲最好的矿冶学府——中南矿冶学院毕业了,留校从事材料科学教学和科研工作。
矢志为祖国作出贡献的他,冷对变幻莫测的“文革”风云,一心扑到了教学和科研工作上。
每颗螺丝钉都是我们自己的2009年,北斗三号工程正式启动建设,加快了北斗系统尽早服务全球、造福全人类的脚步。
可问题来了,欧美等西方国家并不希望中国有自己的定位导航系统,中国的地面站在境外很难建立。
这时,北斗团队年轻的“80后”们站了出来,不让我们在境外建,我们就搞星间链路!所谓星间链路,就是让卫星与卫星之间建立起稳定的链接,将遍布全球的卫星编织成一张网,只要有一颗卫星在中国的领空,所有卫星便能通过它联系到国内地面站。
星间链路技术对北斗能否成功全球组网至关重要,在方案确立的关键阶段,当时只有29岁的康成斌大胆提出了某关键技术的验证方案。
他建议做一颗模拟的卫星去进行测试验证。
领导给了他全方位的政策支持。
历时五年攻关,北斗卫星全球组网的关键技术取得关键性突破。
最终,星间链路技术让北斗三号“太空兄弟手拉手”,不仅解决了没有地面站的问题,还将定位精度提升到了7万千米测距精度达到厘米级!相当于能看清几十千米外的一根头发丝!测量精度甚至高于GPS!年轻的北斗团队再一次交出了令世界震惊、国人满意的答卷!2015年是北斗系统具有里程碑意义的一年。
随着搭载着星间链路技术的第17颗北斗卫星升空,我国北斗卫星导航系统由区域运行开始向全球运行拓展。
从这颗卫星开始,北斗卫星的所有核心部件,都是拥有自主知识产权的“中国创造”!素材点拨“每颗螺丝钉都是我们自己的!”这是一句多么令人自豪的话语呀!而在这句话的背后,不知有多少人辛勤付出。
星间链路技术的成功再次证明,在科技创新的大道上,中国人一定会越走越远,取得更多令世界瞩目的成果。
素材运用在“中国创造”、自主知识产权、奉献等主题作文中,可巧妙运用此素材。
坚持走“北斗式”自主创新之路(节选)当前国际形势日趋复杂,我国科技发展只有走“北斗式”的自主创新之路,才能在国际竞争中掌握话语权,摆脱部分关键核心技术受制于人的不利局面。
走自主创新之路,需要充分发挥新型举国体制的优势。
北斗系统的背后不仅有卫星研制单位,还有运载火箭、科学仪器、地基服务、功能开发等数百家机构、企业,数万名科技工作者,为北斗升空、应用保驾护航。
2024年四川省南充市高三上学期12月高考适应性考试理综物理高频考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示是一做匀变速直线运动的质点的位移—时间图像,P(t1,x1)为图像上一点。
PQ为过P点的切线,与x轴交于点Q。
则下列说法正确的是( )A.t1时刻,质点的速率为B.t1时刻,质点的速率为C.质点的加速度大小为D.质点的加速度大小为第(2)题关于光学现象下列说法正确的是( )A.水中紫光的传播速度比红光大B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要浅D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽第(3)题心脏起搏器使用“氚电池”供电,利用了氚核发生衰变过程释放的能量,衰变方程为,下列说法正确的是( )A.新核是B.新核的比结合能比氚核大C.衰变过程释放的能量为氚的结合能D.β射线有很强的穿透能力,常用于金属探伤第(4)题如图所示,卫星的轨道比近地卫星高,卫星是地球同步卫星,它们均可视为绕地球做匀速圆周运动,卫星P是地球赤道上还未发射的卫星,已知第一宇宙速度,地球半径,则下列说法正确的是( )A.卫星的速度小于卫星B的速度B.卫星的运行周期可能为C.卫星在内转动的圆心角是D.卫星的向心加速度大于卫星P随地球自转的向心加速度第(5)题2023年10月26日,我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满完成发射,与天和核心舱成功对接,“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。
如图所示为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图,图中①为飞船的近地圆轨道,其轨道半径为,②为椭圆变轨轨道,③为天和核心舱所在的圆轨道,其轨道半径为,运行周期为,P、Q分别为轨道②与①、③轨道的交会点。
关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程,下列说法正确的是( )A.神舟十七号飞船先到③轨道,然后再加速,才能与天和核心舱完成对接B.神舟十七号飞船变轨前通过椭圆轨道远地点Q时的加速度小于变轨后圆轨道经过Q点的加速度C.地球的平均密度为D.神舟十七号飞船在②轨道从P点运动到Q点的最短时间为第(6)题如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D,入射方向与边AB的夹角为θ=30°,经三棱镜折射后分为a、b两束单色光,单色光a偏折到BC边的中点E,单色光b偏折到F点,则下列说法中正确的是( )A.在棱镜中传播,a光的传播速度较大B.a光的频率大于b光的频率C.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大D.入射方向与边AB垂直时,BC边射出光线为a光第(7)题某动力公司研发出双足人形机器人如图甲所示,通过连续跳跃来测试机器人性能。
(黄伯云:中国工程院院士;国家“863”高技术新材料领域专家委员会主任、国家粉末冶金重点实验室主任和国家粉末冶金工程研究中心主任;中南大学校长;中国改革开放后第一个在美国完成硕士、博士、博士后学习的归国留学人员;近年来在粉末冶金、新材料等领域取得一系列国家级、省部级科技成果,并先后荣获“全国科学大会奖”、“国家有突出贡献中青年专家”等多种荣誉称号和奖励;第八届湖南省委委员;党的十六大代表。
)黄伯云无疑是当今中国科技界最耀眼的明星人物之一,不久前在京召开的2004年度国家科学技术奖励大会上,中南大学黄伯云及其课题组,获得2004年度国家技术发明奖一等奖,并一举打破了该奖项空缺6年的历史。
作为“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”的发明人,黄伯云一下子被推上荣誉的巅峰,成为全社会关注的焦点人物。
可是,面对媒体,黄伯云坦言:压力更大,责任更多!农村“放牛娃”1945年11月24日,黄伯云出生在洞庭湖畔一个普通的乡村。
小时候的他,读书很用功,学习成绩总是班上最好的。
每天放学回家,他放下书包就帮着放牛、干活。
在他懵懂的意识中,那些架大桥、修大路、盖大房子的人都是科学家,都是对国家有大贡献的大人物。
因此,他在《我的理想》的作文中写下“立志当一名科学家”。
身为大队党支部书记的父亲,是个恪守中国传统道德的朴实农民,看着黄伯云爱读书又有志气,便经常鼓励他:“自古好儿男都讲尽忠尽孝,讲知廉知耻。
要尽忠,就要刻苦磨砺,学到真本领,成为国家栋梁;要尽孝,就要知道该做什么,不该做什么,为父母脸上增光……”家训和期待,深深地烙在黄伯云幼小的心田。
凭着勤奋刻苦,他于1964年考上了中南矿冶学院现中南大学前身。
可惜的是,只读了一年半大学,“文化大革命”开始了。
渴望知识、渴望读书的他,只好躲进图书馆、岳麓山上读书。
1969年,大学毕业后留校任教。
相比起父亲的要求,黄伯云心里感到很坦然,他实现了儿时的梦想,从一个放牛娃成了知名学者,成了院士,并且有幸领导着一所有7万多名师生员工的综合性大学。
第22卷第5期粉末冶金材料科学与工程2017年10月V ol.22 No.5 Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy Oct. 2017深切怀念恩师黄培云先生赵慕岳口述 邹俭鹏整理(中南大学 粉末冶金研究院)黄培云先生是我校建校元老、原中南矿冶学院副院长、我国粉末冶金学科创始人、粉末冶金学会创建者之一。
今年是黄培云先生100周年诞辰,我怀着感恩的心情撰写此文以纪念我的恩师黄培云先生。
黄先生将毕生的精力都奉献给了我国的粉末冶金事业,为我国新材料研究、国民经济发展和国防建设作出了巨大贡献。
(一)师恩似海1960年,中南矿冶学院已建校八年,但一直没有正式招收研究生,学校决定从58届到61届毕业生中抽调34人出来办研究生班,特冶系共抽出9人,其中粉末冶金专业保送3人,我是其中之一。
当时研究生培养是采用集体负责制。
黄培云先生对研究生非常关心。
1963年10月,我的研究生论文已经完成。
由于黄先生工作十分繁忙,因此一直等到12月底黄培云先生回校才进行我的学位论文答辩,在答辩过程中,他对我的论文工作做了充分肯定,但他突然提出一个问题“硬质合金挤压成形研究中,影响因素很多,那么主要矛盾是什么?”当时全国都加强政治理论学习,黄先生就是这样通过点点滴滴的言传身教,将马克思主义哲学教育贯穿于研究过程中。
1970年12月,当时准备招收工农兵学员,提出要修改《粉末冶金原理》。
于是,粉末冶金教研室组织了黄培云、曾德麟、赵慕岳、张瑞福、邱光汉、李溪滨等人,重新编写《粉末冶金原理》这本书。
12月份,我们一行六人赴常德纺织机械厂做调研,当时黄先生已经50多岁了。
我们一起坐公共汽车到常德德山,下车后要步行10余公里才能到常德纺织机械厂。
步行过程虽然很劳累,但黄先生毫无怨言。
在考察常德纺织机械厂过程中,厂方邀请他作一个报告。
因为文革中有人说他到处散布资产阶级思想,毒害革命群众,因此,他有些犹豫,我们认为应该去,理由是工人阶级邀请他作报告,不做怎么行,应该好好作。
收稿日期:2001-10-16基金项目:省自然科学基金资助项目(OOJJY2048);国家兵器工业部预研资助项目(40404040302);国家973研究资助项目(G2000067203-1)作者简介:范景莲(1967-),女(汉),湖南澧县人,教授,博士后,主要从事钨基合金的注射成形、纳米钨基合金制备技术的研究。
过程控制剂对机械合金化过程与粉末特征的影响范景莲,黄伯云,汪登龙(中南大学粉末冶金国家重点实验室 湖南长沙410083)摘 要:在纳米粉末制备中,机械合金化(MA )是制备纳米晶结构复合粉末的最简单、最经济及应用最广泛的一种方法。
但是在MA 过程中,粉末存在严重的团聚结块和粘壁现象,大大阻碍了MA 的发展。
为此,作者在MA 过程中添加了不同的过程控制剂(PCA ),以研究各种PCA 对粉末的MA 过程及粉末的晶粒尺寸和晶格畸变、粒度与粒度组成、密度、比表面、粉末团聚和粘壁等粉末特性的影响。
关键词:机械合金化;过程控制剂;粉末特性中图分类号:TF123.7+2 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2002)02-0007-06I NFLUENCE S OF PROCE SS C ONTROL AGE NT ON ME CHANICAL ALLOYI NG OPERATIONAND POWDER CHAR ACTERISTICSFAN Jing -lian ,HUANG Bai -yun ,WA NG Deng -long(The State Key Laboratory for Powder Metallurgy ,Central South University ,Changsha Hunan 410083,China )Abstract :Mechanical alloying (MA )should be the simplest ,most economic and most widely used method for pr eparing nano -composite powders .Ho wever ,the powders 'a g -glomeration and adhering to milling ball and jar is detrimental to the development of MA process .In this work ,process control agents (PC A )are added to decrease the agglomera -tion and adhering .Then the influences of PCA on MA process ,powders 'crystalline size and lattice distortion ,particle size and its distribution ,specific area ,a gglomeration and ad -hering to wall and ball are analyzed in detail .Key words :mechanical alloying ;process control agent ;powder charateristic 采用传统粉末冶金所制备的钨基高比重合金的显微组织结构粗大,钨晶粒一般在40~60μm [1],合金的强度、延性等力学性能较低。
远程制备三粒子纠缠态
马蕴超;徐明东
【期刊名称】《量子光学学报》
【年(卷),期】2004(10)4
【摘要】在这篇文章中,主要介绍了用三对最大的和非最大两粒子纠缠态作为量子通道远程制备一个三粒子纠缠态的方案。
具体方法与量子隐形传态不同的一点就是:我们事先假定Alice已经知道待被制备的态,而Bob并不知道。
然后再通过一系列操作得到我们想要制备的态。
最后我们得到一个结论:用远程态制备比量子隐形传态更加节省了经典资源。
【总页数】4页(P153-156)
【关键词】远程态制备;纠缠态;隐形传态;两粒子纠缠态
【作者】马蕴超;徐明东
【作者单位】安徽大学物理与材料科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O431
【相关文献】
1.三粒子纠缠态的几率远程制备 [J], 詹佑邦
2.通过四个最大纠缠三态粒子来实现一未知的三个纠缠三态粒子的隐形传输 [J], 于立志;龚仁山;姜卫群
3.基于三粒子非最大纠缠态的两粒子概率远程态制备 [J], 徐毅琼;唐永旺;郭克坤;
徐东;石磊;魏家华;;;;;;
4.三维两粒子赤道纠缠态的概率远程制备 [J], 施锦;詹佑邦
5.基于十粒子纠缠态的三方受控联合远程态制备 [J], 彭家寅
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湘西南地区米贝金矿床成矿研究杨恒山【期刊名称】《《世界有色金属》》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】2页(P81-82)【关键词】湘西南地区; 米贝金矿床; 成矿研究【作者】杨恒山【作者单位】湖南省地质矿产勘查开发局四〇七队湖南怀化 418000【正文语种】中文【中图分类】P618.51米贝金矿床中金呈可见金(粒间金和裂隙金)和不可见金两种形式分布,不可见金又呈显微不可见的独立金矿物和晶格金的形式存在。
第一阶段中Au是和Cu+Co+Ni共同置换Fe而进入黄铁矿的晶格,即Au++Cu++Co2++Ni2+3Fe2+。
第二阶段黄铁矿中的金进入黄铁矿的机制可能是Au和部分As共同置换Fe,即,As3++yAu++1-y(□)2Fe2+。
独立的金矿物分布于裂隙和颗粒边缘,这表明金在混入黄铁矿后,然后在矿物溶解重结晶的机制下又被重新释放出来。
此外,在石英颗粒间也可以发现少部分独立的金矿物,这说明含金流体在适当空间沉淀也可以卸载部分可见金。
1 研究区位置及地理概况研究区地处新晃侗族自治县东南部,直线距离约32km,行政区划隶属米贝乡,属富家冲村管辖。
工作区位于新晃侗族自治县东南部,直线距离约32 km,行政区划隶属米贝乡富家冲村管辖。
X064县级公路从矿区南部通过,距新晃县城约60km,矿山至芷江县城水泥公路从矿区中部通过。
沪昆高速公路、高速铁路、湘黔铁路均从新晃侗族自治县城经过,交通方便。
矿区位于湘黔边界中低山区,地势陡峻复杂,相对高差大,地形坡度一般为20°~25°,地势北西高、南东高,中间为河谷,最高为北西角的无名山,海拔标高552.0m,最低为矿区部的南部的米贝河谷,海拔标高260.0m,高差达238.0m,相对高差大。
2 矿区地质矿区内出露地层主要为新元古界板溪群五强溪组(Ptbnw2)第二段浅变质岩,分布于整个矿区,呈北东-南西展布。
新元古界板溪群五强溪组(Ptbnw2)第二段:岩性主要灰绿、青灰色薄至厚层状粉砂质板岩、含凝灰质粉砂质板岩、条带粉砂质板岩。
黄培云:粉末冶金的“泰山北斗”
年近九旬、一代宗师黄培云风范不减当年。
资料图片
被学界公认的世界著名粉末冶金权威、中国工程院资深院士、中南大学教授黄培云在粉末冶金领域“泰山北斗”的地位,令该领域中国科学家自豪至今。
粉末冶金就是制造金属或合金粉末,然后用这些粉末经混合、压型、烧结,制成材料或制品的工艺技术,原子能、航空、航天等都与它息息相关。
黄培云经近20年潜心研究创立的粉末冶金烧结过程综合作用原理,不仅对烧结过程发生现象做出正确的定性描述,而且对烧结过程参数作出精确定量的计算,终结了一场久争未决的学界论争。
黄培云是国际上最早采用粉末流变理论研究粉末压制的学者之一,他提出的粉末体应变推迟、应力松弛、粉末体变形充分驰豫等一系列新概念、新理论,不仅对粉末冶金具里程碑意义,而且对力学、流变学具有重大实用价值。
这一理论被国际学术界称为“黄氏压制理论”。
黄培云是我国粉末冶金学科启蒙者和创始人。
上世纪80年代,他领导合金设计和计算相图研究,提出非规则溶液活度系数计算模型、二元系参数计算三元系参数的方法和模型;致力于粉末冶金高技术和新材料研究,其中在快速冷凝超微粉末领域,他和他的学生发明了一系列新型快速冷凝
装置,其综合性能指标均达到或超过国际同类产品。
1988年,采用上述装置成功制备的固体火箭推进器用微细铝粉,技术达到国际先进水平。