石家庄铁道大学材料科学与工程学院, 河北 石家庄 050043
采用超声波辅助激光熔化沉积法制备SiCp/AlSi30复合材料, 研究SiC质量分数对铝基复合材料相组成、微观组织及力学性能的影响规律。当SiC的质量分数小于10%时, 液态铝合金与SiC颗粒之间未发生界面反应, 陶瓷颗粒保持原始的形态。当SiC的质量分数达到15%时, 部分SiC颗粒与熔融的铝合金反应形成了针状的Al4SiC4。SiC增强相的加入促进了硅相的非均匀形核, 导致初生硅尺寸的细化。由于高硬度增强相的加入和晶粒细化的共同作用, 质量分数10%碳化硅颗粒增强AlSi30复合材料的力学性能得到提高, 其显微硬度与未增强的AlSi30合金相比提高了25.3%。此外, 质量分数10% SiCp/AlSi30的摩擦因数和磨损率与超声波辅助激光熔化沉积法制备的纯AlSi30合金相比分别降低了19%和25%, 复合材料磨损性能得到提高。
激光熔化沉积 铝基复合材料 超声振动 碳化硅质量分数 laser metal deposition aluminum matrix composite ultrasonic vibration silicon corbide content
1 广东海洋大学 电子与信息工程学院,湛江 524088
2 佛山科学技术学院 机电工程与自动化学院,佛山 528225
为了研究WC质量分数对Ni60粉末激光熔覆涂层性能的影响,采用激光熔覆技术在Q235碳素工具钢上制备了WC+Ni60的复合涂层,并进行了理论分析和实验验证,取得了熔覆层几何形貌、稀释率、显微组织及硬度方面的数据。结果表明,添加WC后,涂层外观成形良好,在涂层硬度上有明显的提升效果; 稀释率随着WC质量分数的增加整体呈现先升高后降低的趋势; 当WC质量分数为0.4时为合适的粉末配比,不但能保证微观组织致密、枝晶尺寸均匀,也可避免颗粒和气孔对涂层质量造成的影响,并保证了2种熔覆材料融合性和涂层整体硬度。此研究结果对激光熔覆添加WC的Ni基复合涂层制备有一定指导作用。
激光技术 激光熔覆 WC质量分数 微观组织 硬度 laser technique laser cladding WC mass fraction microstructure hardness
北方工业大学 机械与材料工程学院, 北京 100144
为了研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器参数对折射率测量灵敏度的影响, 采用双频激光外差干涉相位测量光路结合光纤型SPR传感器进行了折射率测量, 并对光纤SPR传感器不同纤芯直径对传感器灵敏度影响进行了分析。在光纤SPR传感器适应的折射率范围内, 分别使用纤芯直径为300 μm的光纤和400 μm的光纤, 测量不同质量分数下的甘油、蔗糖、氯化钠溶液的相位差, 并计算对应折射率; 分析了在传感器适用的折射率范围内, 各溶液质量分数与折射率之间的关系, 并对理论结果进行了实验验证。结果表明, 纤芯直径越小, 传感器灵敏度越高, 灵敏度可达10-5量级; 密度越高, 测量中的稳定性越高, 最大相位差标准差为0.145°; 分子量越大, 精度越高, 蔗糖的测量计算值与阿贝折射仪标定值之间的差值最大为0.52×10-4。该研究为光纤SPR传感技术的进一步研究及应用提供了较好基础。
传感器技术 纤芯直径 折射率测量 分子量 质量分数 sensor technique core diameter refractive index measurement molecular weight mass fraction
基于单喷嘴射流抛光去除机理，研究了抛光颗粒尺度分布理想均匀时，颗粒直径和抛光液质量分数变化对冲击去除分布的影响。在此基础上，考虑到实际加工过程中，抛光粉颗粒不可避免地存在分布不均匀的情况，在非理想不均匀条件下，提出了一种分析颗粒尺度的材料去除特性模型，重点研究了不同颗粒尺度分布范围对材料去除特性的影响。结果表明：在理想状态下，冲击去除随着抛光颗粒直径的增大而减小，随着抛光液质量分数的增大而增大。当颗粒直径随机分布时，材料去除量将出现明显的波动，抛光液质量分数的增大使去除量波动也增加，去除量波动的大小与抛光粉颗粒的平均直径直接相关，且与理想均匀状态下的去除特性相比，颗粒分布不均匀性使得材料的去除量有所增大。
抛光颗粒 冲击去除 不均匀性 去除量 质量分数 polishing particles impinging removal non-uniformity removal amount mass concentration 强激光与粒子束
2018, 30(1): 011001
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
为了掌握光子晶体空气孔中液体质量分数对禁带宽度的影响,利用平面波展开法研究了由椭圆形空气孔介质周期性排列的长方晶格光子晶体在不同偏振模式下的禁带宽度。数值模拟显示:溶液的质量分数变化与光子晶体带隙宽度或输出功率变化接近线性关系,而线性相关程度受填充空气孔内液体质量分数的影响。进行了多组参数比对与优化,最终获得了线性度最高的禁带宽度和输出功率与溶液质量分数的对应关系。基于这个对应关系,提出了基于光子晶体带隙宽度测量的溶液质量分数检测方法。该方法可被应用于各蛋白质聚集探测、快速检测气体或液体质量分数、DNA检测等领域。
光子晶体 禁带宽度 质量分数 硝酸铜水溶液 拟合方程 photonic crystal band gap width mass fraction copper nitrate solutions fitting equation
新疆大学 物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046
为了提出测定果糖质量分数的新方案，采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体，分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明，在高频率区域,2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的; 同时，晶格结构对光子带隙有一定的影响，不论是在正方结构还是三角结构光子晶体中，TE模带隙都比TM模大得多。这对质量分数测量和高血糖患者的临床应用有一定的指导作用。
材料 光子带隙 平面波展开 质量分数 果糖 materials photonic band gap plane wave expansion mass fraction fructose
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
对水二甲基亚砜二元混合溶液质量分数和温度与折射率的关系进行了理论和实验研究，对几种经典模型的拟合结果进行了比较，给出了适合水二甲基亚砜混合溶液的经验公式。对水性金溶胶二甲基亚砜混合溶液质量分数和温度对局域表面等离子体共振峰值波长的影响进行了理论和实验研究，结果表明：水性金溶胶二甲基亚砜混合溶液质量分数对共振峰值波长的调节有较好的线性关系和较大的调节范围，当温度从20 ℃增大到60 ℃，混合溶液金溶胶的共振峰值波长增加了1367 pm，温度敏感度为34 pm/K，在0%~100%的质量分数范围内，混合溶液金溶胶的共振峰值波长平均产生8.5×103 pm的增长。
表面光学 局域表面等离子体共振 折射率 质量分数 温度 optics at surface localized surface plasmon resonance refractive index mass fraction temperature
