前言：從食品打印，到生物打印，再到工業(yè)打印，3D打印真正的未來(lái)在哪里？無(wú)疑是金屬打印，而從世界范圍內(nèi)看金屬打印，無(wú)疑技術(shù)派系明顯，可謂是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的大生態(tài)圈影響3D打印的小生態(tài)圈的起點(diǎn)，3D打印的小生態(tài)圈發(fā)展又折射出一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的未來(lái)。下面是世界范圍內(nèi)3D金屬打印機(jī)企業(yè)矩陣。// EBM電子束熔融技術(shù)+ 瑞典Arcam瑞典Arcam AB公司發(fā)明了世界首臺(tái)利用電子束來(lái)熔融金屬粉末，并經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的精密鑄造成型機(jī)新設(shè)備。它能用于加工專為病人量身定做的植入手術(shù)所需的人工關(guān)節(jié)或其它精密部件等。該機(jī)器系利用電子束將鈦金屬的粉末在真空中加熱至熔融，并在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)下精確成型（如制成鈦膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等等）。由于鈦粉末在真空中熔融并成型，故可避免在空氣中熔融所帶來(lái)的氧化缺陷等質(zhì)量事故。// EBW電子束焊接技術(shù)+ 美國(guó)SciakySciaky 是一家成立于1939年位于美國(guó)芝加哥的專業(yè)焊接公司，電子束焊接是他們的專長(zhǎng)，Sciaky 的 EBW 技術(shù)可制造的最大零件約為 5.8mx1.2mx1.2m，Sciaky 真正的領(lǐng)先之處在于超高打印速度，利用功率高達(dá)42千瓦的電子束槍，每小時(shí)可打印15-40磅的金屬鈦，而大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)者僅能達(dá)到每小時(shí)5磅。就目前而言，電子束似乎是一種比激光更適合的金屬3D打印能量源。相較于傳統(tǒng)制造方式，使用 EBW 技術(shù)生產(chǎn) F-35 的襟副翼翼梁除了成本更低外，...
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熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域中已成為應(yīng)用最廣泛的感溫元件。熱電偶保護(hù)管材料的性能影響熱電偶長(zhǎng)期穩(wěn)定性、使用壽命等各項(xiàng)性能指標(biāo)。在高溫下工作的熱電偶, 對(duì)套管材料有更嚴(yán)格的要求。文章綜述了高溫套管材料的性能和分類及應(yīng)用, 闡述了高溫熔體和高溫流動(dòng)粉體的溫度測(cè)量的難點(diǎn)和研究現(xiàn)狀。 隨著科技的進(jìn)步, 溫度測(cè)量技術(shù)亦得到迅速發(fā)展。已形成從點(diǎn)到線、由線到面; 由表及里; 從有線到無(wú)線的發(fā)展趨勢(shì)。在接觸式與非接觸式兩大類產(chǎn)品中,量大面廣的接觸式熱電偶在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展中得到了快速的發(fā)展。熱電偶因其性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)溫范圍廣、信號(hào)可遠(yuǎn)傳等優(yōu)點(diǎn), 在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域中已成為應(yīng)用最廣泛的感溫元件。在其測(cè)溫過(guò)程中, 熱電偶保護(hù)套管發(fā)揮著重要作用。保護(hù)管材料性能影響熱電偶長(zhǎng)期穩(wěn)定性、使用壽命等各項(xiàng)性能指標(biāo)。特別是在高溫下工作的熱電偶, 對(duì)其材料有更加高的要求。比如鋼水連續(xù)測(cè)溫度,熱電偶套管不但要承受高溫, 還要受到熾熱鋼水的腐蝕和沖擊。而在循環(huán)流化床鍋爐中測(cè)溫時(shí), 不但有高溫氧化和高溫腐蝕, 還有流動(dòng)性粉體的高溫沖蝕磨損。如此惡劣的工作環(huán)境對(duì)套管材料是嚴(yán)峻的考驗(yàn), 也給工程技術(shù)人員出了一道難題———如何經(jīng)濟(jì)實(shí)用的解決高溫環(huán)境下的熱電偶套管的失效問(wèn)題。1 高溫護(hù)套材料的性能制作高溫條件下應(yīng)用的熱電偶保護(hù)套管, 材料除具備普通熱電偶要求的氣密性, 機(jī)械強(qiáng)度, 穩(wěn)...
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第一部分 新型功能材料一、新型動(dòng)力電池材料2016年，美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）的Yuyan Shao 和Jun Liu等人，深入研究了可充電鋅錳電池循環(huán)穩(wěn)定性差的原因，并提出了最終解決方案，即：通過(guò)提高初始電解質(zhì)中的錳離子濃度來(lái)抑制正極中錳的溶出，控制好鋅錳儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部的化學(xué)平衡。他們?cè)贜ature Energy 上報(bào)道的新型鋅錳電池的充放電穩(wěn)定性大幅提高，5000 個(gè)循環(huán)后電池容量?jī)H損失8%。這種低成本、無(wú)毒、高性能電池的產(chǎn)業(yè)化將在大規(guī)模能量存儲(chǔ)中的廣泛運(yùn)用。二、核電關(guān)鍵材料2016年7月，南京航空航天大學(xué)顧冬冬教授課題組利用數(shù)值模擬技術(shù)，開(kāi)發(fā)介觀尺度模型，研究了鎳基高溫合金在3D 打印成形過(guò)程中的熱力學(xué)行為及孔隙運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并揭示了鎳基高溫合金構(gòu)建的致密機(jī)理。結(jié)果表明，熱力學(xué)行為對(duì)孔隙運(yùn)動(dòng)影響較大：當(dāng)激光能量密度逐漸增加至221.5J/m，馬蘭戈尼對(duì)流逐漸增強(qiáng)，熔池中殘留的孔隙逐漸減小，構(gòu)件致密度逐漸提高至98%以上，而激光能量密度進(jìn)一步增加，熔池內(nèi)部產(chǎn)生的渦流易于捕獲孔隙，造成熔池中殘留較多的孔隙，導(dǎo)致構(gòu)件致密度大幅下降。此外，該介觀模型及孔隙運(yùn)動(dòng)特性研究方法可為提高3D 打印合金構(gòu)件的致密化提供一種有效的解決途徑。該研究成果在Science Bulletin 2016 年第13 期發(fā)...
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①由原材料產(chǎn)生的缺陷毛細(xì)裂紋（發(fā)裂）位于鋼材表面，深約0.5-1.5mm的毛細(xì)裂紋軋制鋼材時(shí)，鋼錠的皮下氣泡被輾長(zhǎng)而破裂形成的。鍛前若不去掉，可能引起鍛件裂紋結(jié)疤在鋼材表面局部地方存在的一層易剝落的薄膜，其厚度可達(dá)1.5mm左右。鍛造時(shí)不能焊合，以結(jié)疤形態(tài)出現(xiàn)在鍛件表面上澆注時(shí)，由于鋼液飛濺而凝結(jié)在鋼錠表面，軋制時(shí)被壓成薄臘而貼附在軋材表面即為結(jié)疤。鍛后經(jīng)酸洗清理，結(jié)疤剝落，鍛件表面上出現(xiàn)凹坑折縫（折疊）在軋材端面上的直徑兩端出現(xiàn)方向相反的折縫。折縫同圓弧切線成一角度，折縫內(nèi)有氧化夾雜，四周有脫碳軋輥上型槽定徑不正確，或型槽磨損面產(chǎn)生的毛刺在軋制時(shí)被卷成折疊鍛前若不去掉，將殘留鍛件表面非金屬夾雜物在軋材的縱斷面上出現(xiàn)被拉長(zhǎng)了的，或被破碎但沿縱向斷續(xù)分布的非金屬夾雜。前者如硫化物，后者如氧化物、脆性硅酸鹽主要是由于在熔煉時(shí)，金屬與爐氣、容器之間發(fā)生化反應(yīng)形成的；另外，在熔煉澆注時(shí)由于耐火材料、砂子等落入鋼液而引起層狀斷口往往出現(xiàn)在鋼材的軸心部分。在鋼材的斷口或斷面上，出現(xiàn)一些與折斷了的石板、樹(shù)皮相似的形貌。這種缺陷在合金鋼，特別是鉻鎳鋼、鉻鎳鎢鋼中出現(xiàn)較多，在碳鋼中也有發(fā)現(xiàn)鋼中存在非金屬夾雜物，枝晶偏析、氣孔、疏松等缺陷，在鍛軋過(guò)程中沿縱向被拉長(zhǎng)，使鋼材斷口呈片層狀層狀斷口嚴(yán)重隊(duì)低鋼材橫向力學(xué)性能，鍛造時(shí)極易沿分層破裂成分偏析帶在某些合金結(jié)構(gòu)鋼，如40GrNiMoA，38GrMoAl...
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