1 首都航天机械有限公司，北京 100076
2 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京 100083
3 齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学院，山东 济南 250353
4 山东省机械设计研究院，山东 济南 250031
激光定向能量沉积（LDED）增材制造技术由于成形效率高、材料送进方式灵活、成形自由度高等特点，非常契合当前及未来航天装备结构大型化、整体化、轻量化、高精度的发展趋势，并已在运载火箭、载人飞船、火箭发动机等领域实现牵引性应用。总结当前铝合金及其复合材料、钛合金及其复合材料、镍基高温合金及其复合材料等3类航天装备结构主体材料的LDED研究现状，在此基础上，梳理出LDED工艺的发展方向及研究进展。重点介绍航天装备主承力结构、异质合金一体化结构、集成流道整体化结构等3类典型结构LDED制造难点、研制及应用进展。最后，对LDED增材制造技术材料、工艺及装备等的发展方向进行了展望。
激光技术 增材制造 激光定向能量沉积 金属材料 大型构件 航天运载器 中国激光
2024, 51(10): 1002303
长春工业大学 材料科学与工程学院, 先进结构材料教育部重点实验室, 长春 130012
设计软磁复合材料(SMCs)的绝缘层要兼顾软磁性能和电阻率。本研究以Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4复合体系为例, 研究界面MnO2氧化剂对样品软磁性能和电阻率的影响, 揭示提高软磁性能和电阻率的SMCs界面放电等离子烧结(SPS)氧化还原机制。采用球磨法制备添加0、0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%和1.0wt% MnO2的核壳结构Fe@Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)复合粉末, 随后SPS烧结制备Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)块体SMCs样品, 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征该样品的结构特征, 用精密电阻测试仪和振动样品磁强计测试该样品的电阻率和磁性能。研究发现, 添加0.5wt% MnO2的Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)块体SMCs样品比未添加样品电阻率提高33.7%、饱和磁化强度提高6.9%。研究结果表明, SPS烧结增强SMCs界面快速氧化还原反应, MnO2氧化剂的添加使界面铁氧体离子浓度变化, 降低了B位电子跃迁频率, 提高有效波尔磁子数及B-B磁超交换作用, 表现出同时提高SMCs的软磁性能和电阻率的多重效应。
软磁复合材料 放电等离子烧结 界面反应 电阻率 磁性能 soft magnetic composite materials spark plasma sintering interface reaction resistivity magnetic properties
切割磁铁作为同步加速器注入引出的关键部件之一，对磁场及切割板结构都有严格的要求。介绍了兰州重离子治癌装置(HIMM)同步加速器切割磁铁的设计情况，基于磁场优化软件OPERA，对切割磁铁磁场均匀度及杂散场的分布进行了详细的分析。根据磁场要求优化结构设计，完成了磁铁的加工。磁场测量结果分析显示，有效场区范围内磁场均匀度优于设计结果。同时通过对磁铁端部屏蔽处理，在环内侧管道处杂散磁场降到2 mT以内，满足物理设计要求。
切割板 励磁曲线 磁场分布 横向均匀度 杂散场 septa exciting curve magnetic field distribution horizontal homogeneity stray field 强激光与粒子束
2015, 27(9): 095101
