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碳纤维复合材料（CFRP）的力学性能呈各向异性且层间连接强度差，常规加工中易出现加工缺陷，严重制约其推广和使用。超声加工技术在常规机械加工的基础上叠加高频超声振动，有效降低切削力和切削温度，抑制CFRP加工缺陷产生，得到较为广泛的应用。本文基于CFRP超声加工技术研究现状，简述超声加工技术的超声振动刀柄、无线传输系统和超声电源的系统组成，从运动学特性、切削力、切屑形成机制等角度分析超声加工的材料去除及缺陷形成机理，探讨CFRP加工过程中分层、毛刺、撕裂等加工损伤成因、检测方法和超声加工的抑制作用，总结超声加工的工艺优势、应用模式及工艺参数对超声加工效果影响规律，并对超声加工技术发展趋势进行展望。

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激光熔覆技术是一种优异的表面改性方法，能够在基体表面生成致密的陶瓷涂层，还能够实现对磨损、腐蚀等损伤的现场修复，使零部件在无须更换的情况下保持服役状态，极大程度上降低了维修成本。本文首先对激光熔覆技术和激光熔覆陶瓷涂层分类情况进行了介绍，然后对激光熔覆陶瓷涂层的数值模拟以及性能优化方法进行了阐述，最后概括了激光熔覆陶瓷涂层的应用研究方向，针对研发、工业生产中出现的问题和改进措施进行了展望。

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为了研究45Cr14Ni14W2Mo耐热不锈钢晶粒生长行为及其数学模型，进行了晶粒生长试验。定性分析了微观组织形貌，确定温度在1 100~1 200 K内，耐热不锈钢晶粒呈现为等轴晶；而温度在1 300~1 400 K内，则表现为混晶形态。同时，还定量分析了平均晶粒尺寸，并深入探讨了保温时间和温度对耐热不锈钢晶粒生长行为的具体影响。针对耐热不锈钢晶粒的生长规律，基于传统的Sellar和Beck模型，提出并计算了一个修正的晶粒生长数学模型，用以表征和预测耐热不锈钢晶粒的生长行为。结果显示，该修正模型相较于传统模型，在预测精度上具有显著优势。

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以亚磷酸三丁酯（TBP）为抑制剂，系统探究了TBP含量对前端聚合双环戊二烯（DCPD）树脂工艺性能、耐热性能和力学性能的影响。结果表明，当DCPD与Grubbs二代催化剂（GC2）摩尔比为1×10⁴∶1时，将TBP的摩尔比由1提高至5，工艺窗口由1 876 s延长至8 104 s，延长了3倍；玻璃化转变温度由121.2 ℃提高到134.5 ℃，提高了11%；前端聚合速率从7.14 cm/min降至3.96 cm/min，降低了44%；前端温度由203 ℃降至173 ℃，降低了15%。当DCPD与TBP的摩尔比一定时，将GC2的摩尔比由1增加至2，树脂体系凝胶温度和时间均大幅下降，玻璃化转变温度下降超过30 ℃，但前端聚合速率提升约2倍。此外，无论GC2含量为多少，前端聚合DCPD树脂热分解温度和力学性能基本不受抑制剂含量的影响。

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注凝成型反应烧结Si₃N₄基陶瓷具有优异的性能，被广泛应用于有色金属熔炼和铸造等领域的关键构件中，但其气密性、抗氧化性和强韧性存在不足。本文以Si粉和黏土为原料制备注凝成型反应烧结Si₃N₄-O''-Sialon复相陶瓷。结果表明，黏土能大幅改善浆料、坯体和烧结等工艺性能；黏土高温液相产生的封闭开口气孔和烧结致密化作用能显著降低显气孔率并提高弯曲强度。高温液相的溶解和氮化反应能促进β-Si₃N₄和O''-Sialon从液相中析晶，随着氮化温度升高，O''-Sialon相由无定型细小颗粒，发育为结晶完整的针状、柱状和多面体状大尺寸晶体，产生强韧化作用。合理的Si含量为70%~80%、氮化温度为1 500~1 600 ℃，Si含量80%、温度1 600 ℃试样的显气孔率、体积密度、弯曲强度、断裂功和临界应力强度因子分别为14.15%、2.22 g/cm³、114.0 MPa、450.3 J/m²和1.88 MPa·m^1/2。

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表面金属化液晶聚芳酯导电纤维能满足航空线束线缆减重、耐辐射、耐化学腐蚀等特性要求，但其表面化学惰性阻碍了金属化制备的前处理粗化。本文采用扫描电镜SEM、傅里叶红外FTIR着重研究了氢氧化钠、“氢氧化钠-氨醇类衍生物”两种粗化刻蚀液对聚芳酯纤维的粗化效果，初步获得适宜的粗化工艺参数。在此基础上进行化学镀镍，利用SEM、电子能谱EDS和X射线衍射XRD表征镀层的表面形貌、成分和结晶情况。结果表明：温度为50 ℃时，聚芳酯纤维在40%NaOH与20%氨醇类衍生物混合液处理10 min后具有较好的粗化刻蚀效果，其镀镍纤维表层结构致密平整，整根纤维被均匀包裹，没有裂开剥离现象，纤维的平均单位长度电阻值为10.8 Ω/cm。

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为探究2.5D交织铺层结构复合材料的抗低速冲击性能，制备了2.5D交织铺层结构试样、常规交织铺层结构试样及相同铺层层合试样，通过落锤试验及冲击后压缩探究了两种交织铺层复合材料结构及层合结构复合材料低速冲击损伤下的性能表现。结果表明：落锤冲击下，2.5D交织铺层结构相较于层合结构其表面冲击变形面积缩小了73.79%，内部损伤投影区域缩小了21.66%，冲击后压缩强度提升了10.53%，表现出优异的抵抗低速冲击变形及损伤的能力。

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选取Al-Zn-Mg-Cu（7050）合金作为模型体系，运用10 MeV Cl³⁺重核离子开展空间环境中太阳质子流辐射过程的加速模拟实验，研究了合金中代表性强化相η′-MgZn₂、η-MgZn₂在室温、注入剂量为5.0×10¹⁸ ions/m²条件下的尺寸与结构稳定性及其对纳米硬度的影响。基于透射电子显微学表征证实：合金中的纳米弥散相η′-MgZn₂在辐照过程中表现出良好的尺寸稳定性，但部分η′-MgZn₂因碰撞级联引起的弹道混合机制和辐照空位诱导机制发生溶解，导致数密度下降；平衡相η-MgZn₂分布于晶界及晶粒内部，辐照后因辐照增强扩散机制出现显著粗化，但数密度变化小。纳米硬度测试显示辐照后试样总体未表现出辐照硬化，可能与辐照过程引入的缺陷团簇对形变位错运动的阻碍有关，一定程度补偿了因η′相部分溶解引起的辐照软化。研究结果表明，未来合金设计中应关注η′-MgZn₂的溶解和η-MgZn₂的粗化，通过调控析出相/基体界面稳定性、增加辐照缺陷吸收势阱以延缓上述过程，提高材料耐辐照损伤特性。

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镍基弹性合金具有优良的耐腐蚀性和高温力学性能，合金中的夹杂物缺陷严重影响丝材制备过程的成材率。通过扫描电镜和能谱分析方法，对NiCrWCo合金中夹杂物进行了研究，并对夹杂物来源、类型和形成机理进行了分析。研究表明：在NiCrWCo合金中存在颗粒状或链状的Al₂O₃、TiCN、TiC、WC、Cr₂O₃和Al₂O₃等夹杂物，颗粒状尺寸1.5～3.5 μm，链状长度为3～15 μm，夹杂物的成因主要是冶金原料纯度低、熔炼过程气体保护不充分，以及冷却过程存在凝固偏析等，最后对夹杂物控制方案从冶炼原料、炉衬污染、冶炼真空控制等方面进行了探讨。

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针对高压油滤在进行高温压力冲击至第6.12×10⁴次时，出口单向阀与上壳体连接螺栓（GH4169）断裂问题，通过对断裂螺栓的外观观察、断口宏微观形貌观察以及螺栓微观组织、硬度测试等，分析了GH4169螺栓异常断裂的原因。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂，由于螺栓晶界上存在连续析出的链状Laves相，使材料塑性降低并诱发缺口敏感性异常增大，单向阀与上壳体连接螺栓发生疲劳开裂；另外螺纹牙底圆角较小导致螺纹牙底应力集中以及装配受力可能不均加剧其疲劳开裂。通过GH4169合金螺栓疲劳断裂这一工程失效实例，直接证明了晶界链状 Laves 相对疲劳失效过程的不利影响，有助于提升研究工作者和工程技术人员对Laves相危害性的认知。

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为解决传统气动锤击干涉密封铆接质量一致性差、可靠性低的问题，开展电磁密封铆接工艺参数研究工作。以ZL114A铸造铝合金为典型材料，借助正交试验法以制孔精度、划窝形式和墩头形式为变量，以铆接后密封性能为指标开展试片级性能试验。结果表明：在H8底孔精度、凸形墩头和双角度窝条件下试片的漏率最低、密封性能最好，且划窝形式对密封性能的影响最大；同时漏率与干涉量检测进一步表明，在干涉量未达到自封铆接标准要求下，试片同样满足密封要求，从工程化应用角度考虑，特定情况下干涉量要求可放宽至0.4%。

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针对大芯数细长型连接器绝缘基座翘曲变形的问题，开展了玻纤增强聚苯硫醚（GFRPPS）绝缘基座成型过程翘曲机理分析，通过Moldflow仿真分析确定了最佳浇口位置和大小，基于成型工艺参数正交试验极差分析，确定了料筒温度、模具温度、注射压力等工艺参数对翘曲变形的影响，经生产验证得出了理论上较优的成型工艺组合参数。结果表明：模具设计时应采用单浇口一端进料的方式，可有效避免翘曲变形；成型过程中料筒温度和注射压力对翘曲变形的影响较大，生产过程中应结合产品的翘曲变形和表面外观状态，确定最优成型工艺参数；模具采用油温加热，通过调整静模和动模的温差，抵消壁厚不均造成的收缩，从而减少翘曲变形。

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硬质合金YG10作为典型的难加工材料，使用普通切削方法易造成严重刀具磨损。针对这一问题，提出采用激光辅助切削方法进行加工，通过对比普通切削与激光辅助切削两种加工方式下的刀具磨损情况，证明激光辅助切削可有效降低切削力，减小刀具磨损。建立了支持向量机回归模型（SVR）及交叉验证-支持向量机回归模型（CV-SVR），并对特定切削参数下的后刀面磨损量进行预测。结果表明：两种模型预测结果与实际值误差较小，特别是CV-SVR模型拟合精度更高，相较于SVR模型平均相对误差减小10%左右；采用CV优化后的SVR模型可以有效模拟刀具磨损中的非线性关系，并能为实际加工中刀具磨损情况的判断提供依据。

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形状记忆合金已广泛应用于美国军机及空客、波音民用机型，并首次在国产运12F型机成功应用且通过适航审查。为突破进口管接头适航验证技术壁垒，建立自主适航审定标准，本文基于运12F进口产品适航验证经验，首次对国产形状记忆合金管接头开展系统性试验。结果表明：国产接头在火焰耐受性（5 min无失效）、爆破强度（临界值35 MPa）、耐压稳定性（21 MPa保压合格）及重复装配性能（8次拆装后密封达标）等核心指标上均达到进口产品水平，符合国际适航标准。确定了国产记忆合金管接头的主要失效模式及可采用的符合性方法，并依据相应符合性方法初步建立了适航验证方法，为建立国产记忆合金管接头适航审定方法和标准奠定了基础。

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针对三级膜片贮箱常压氦气检漏易出现的漏检问题，设计了微压自动充气系统，通过系统实现气腔、液腔微压状态下的自动充气、超压控制，解决了常压氦气检漏易出现的漏检问题。对比分析微压自动充气系统与传统手动充压操作。结果表明，微压自动充气系统的流量设计，完全能够将高压氦气减压到10、120 kPa微压压力，系统背压阀的设定能有效避免膜片超压翻转，检漏效果明显优于常压氦质谱检漏。该研究有效保证贮箱内膜片氦检过程中的安全性，提高三级膜片贮箱质量的可靠性，可用于后续其他产品微压充气试验。