利用激光熔覆方法,在金属表面制備具抗磨损、耐高温等优异性能的TiB2基陶瓷金属复合涂层,是提高金属表面摩擦学性能的一个重要技术途径.本文从理论上研究了激光熔覆熔池ΦTiB2/Ni的热力学和动力学控制性能,分析了陶瓷/金属界面的存在形式、结合强度等,提出了提高陶瓷金属润湿性、相界面结合强度以及涂层致密性嘚措施,为获得高质量的TiB2基陶瓷金属复合涂层提供了理论上的...  

上海大学 博士学位论文 冶金熔体Φ夹杂物一般动力学控制的理论研究及其应用 姓名：张邦文 申请学位级别：博士 专业：钢铁冶金 指导教师：任忠鸣 座机电话号码 摘要 冶金熔体中夹杂物一般动力学控制的理论研究及其应用 摘要 夹杂物的动力学控制一直是一个引起广泛兴趣的研究课题其涉及的内容很广， 基夲的物理过程大致包括：形核、生长、聚合、传递等夹杂物去除可以视为传 递过程的结果。弄清冶金熔体中夹杂物动力学控制的一般规律开展夹杂物去除技术 的基础和应用研究，对于纯净钢生产、提高冶金企业的技术水平和市场竞争力具 有重要的理论意义和现实意义 夲文第一部分，对夹杂物动力学控制的若干方面进行了理论和实验研究 采用聚苯乙烯颗粒，对夹杂物颗粒运动阻力的形状修正系数进行叻水模型实 验发现，在相同体积下不同颗粒的形状修正系数的大小满足如下规律：棒状 颗粒沿长轴方向 球形颗粒 十字形颗粒沿平面方姠 簇状颗粒 十字形颗 粒沿平面的法向 棒状颗粒沿横向；一般地，夹杂物的形状修正系数可取 1．5也．8。 对夹杂物在冶金容器壁面上吸附的穩定性进行了力学分析结合已有的实验 结果，提出了夹杂物吸附效率的一个预测关系进而给出了夹杂物的壁面传质系 数。结果表明傳质系数是流体壁面剪力的函数，随着壁面剪力的增大传质系 数呈现先增后减的规律，在某个临界剪力出现极大值这个临界剪力大约昰使夹 杂物颗粒在壁面发生滚动的临界剪力的5倍。 对夹杂物生长的两种主要形式“扩散长大”和“碰撞聚合”进行适当的物 理简化和数學建模，推导了夹杂物生长速率的解析关系建立了夹杂物生长的动 力学理论。本文获得的扩散长大率得到前人实验结果的检验。理论汾析显示 夹杂物的早期生长依赖于扩散长大和布朗运动碰撞，前者作用是主要的后期生 长依赖于湍流碰撞和Stokes碰撞，湍流碰撞占主导地位在冶炼过程，碰撞聚 合比较迅速而在连铸过程，碰撞聚合作用并不明显精炼过程则处于一个过渡 状况。对夹杂物碰撞聚合的微观形态进行了Monte—Carlo模拟结果与文献报道 的实验观察一致。尝试用分形理论解释夹杂物的凝聚结构发现夹杂物的分形维 数约等于2．25。 基于上述研究把形核、生长、聚合和传递等基本物理过程耦合在一起，建 立了一个有普适性的夹杂物通用动力学控制模型为深入研究冶金反應器中夹杂物的 动力学控制行为奠定了基础。 上海大学搏士学位论文 下提出了一个必杂物运动、聚合和去除耦合的统计模型。应用这个模型对某 工般中间包中夹杂物的传递和去除进行了数学模拟。缩熙发现通道浮力上浮， 楚巾闻奄孛夹杂镌去豫静主婺方式壁纛毅辫、磋攘聚念灞遴了夹杂貔瓣去除效 中髓面吸附的贯献占1／缸1，4碰撞长大对夹杂物去除的贡献 5％，激明中间包 中必杂物戆蘧攮妖大并不显瓣这个结论鸯传统豹蕊点镄湿不闷。 论文第三部分基于蘸瑟酶研究，黯薪鍪l金属液纯冷技术——肇电流毫磁 分离夹杂物技术潍行了系統的理论和实验研究以期提供了一种经济、实用的钢 波潦化手段。 薅掇了壹滚秘交漉激籀下金嚣滚在嚣警、瘸乎警孛耱疆凌磐毒，疆窶了摇 对电磁浮力、净化效率、净化时闻的概念和理论关系建立了单电流电磁分离夹 杂物技术的基本框架。理论分析和数值计算表明笁频交流电产生的电磁力分布 遥j穗直流电，使爆直流电看上去没有必要；夹杂物的鼠磁净化效率爨魄流密度、 颗粒半径及其在分离管孛傍辯时闻静丞数罄管帮瘸管瓣净亿效率接近；矩形电 磁净化管会在截筒诱发二次流，二次流的出现扰乱了夹杂物的正常敢移延滞了 颗粒嘚迁移时间，对夹杂物的去除不利 杂物的静态实验。结果发现通电30s、电流密度保持4×106A／m2，初晶si在 各种管道中都能党全偏聚而半径大於50lam的SiC颗j|窿。完全偏聚双簧不到10s 豹黠闻SiC颗敉的偏聚比初鼹si快。电磁分离技术可搬移植到表露增强梯度功 熬率君辩吴的剿冬麸恧提供一释經济、实掰的新方法。 利用A1．8％Mg．2％A1203合金采用工频电流进行了电磁分离夹杂物的连续 em／s，电流密度O．8一1．4×107A／m2的条件 实验结果发现，茬铝液流速213~2．9 下瘗疆湿度魄入盈湿度提褰了15～25"C，翔热效暴露虢瀵是jl争垒震波趣熬豹需 要通电密度1．4×107 A／m2，金属液在管道中的停留时闯保持10sA1203颗粒 的去除效率可达95％。在净化处理后的铝液中发现大干20maa的夹杂物都能成 功去除。实验戆槊与理论预测基本吻合 论文第最爱部汾，研究了毒孝辩电磁裁备遗程孛鑫被磁驳肉魏徽麓撬镧，提 出了晶粒取向的～个动力学控制模型获得了取向时间的一个分析解。对Bi3％合金， 在300℃下和O．3T的磁场中进行了淬火实验得到了有取向的BiMn