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新型高灵敏度GLV光学电流传感器设计与性能分析

鲁亮 , 穆参军 , 李四华 , 吴亚明

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.01.007

本文结合GLV技术设计了一种适于检测高压交流电的新型光学电流传感器.这一设计具有温度稳定性好、大电流下灵敏度高、频率响应范围宽等特点,且测量芯片制作工艺简单、成本低廉.通过有限元分析和数值计算对器件的模态、工作性能、热膨胀特性等进行了分析模拟,结果表明:测量芯片量程达500A~2000A,并可通过改变设计参数灵活调整;一阶固有频率接近60kHz,大电流下灵敏度接近0.2dB/A,外界温度变化±50K时传感器测试误差在0.7%以内.

关键词: 光栅光阀(GLV) , 光学电流传感器 , 双端固支梁

20%Al2O3-SiO2(sf)/AZ91D镁基复合材料微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀性能

朱庆振 , 薛文斌 , 吴晓玲 , 鲁亮 , 刘贯军 , 李文芳

稀有金属材料与工程

在磷酸盐体系电解液中,对20%(体积分数)硅酸铝短纤维(Al2O3-SiO2)增强Az91D镁基复合材料进行微弧氧化表面处理获得陶瓷层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析陶瓷层的表面形貌、截面组织和相组成,采用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)测试评价微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀性能.结果表明,该陶瓷层主要由MgO和MgAl2O+相组成.陶瓷层的腐蚀电流密度比镁基复合材料基体低3个数量级,电化学阻抗大幅升高,耐腐蚀性能明显高于复合材料基体.

关键词: 镁基复合材料 , 微弧氧化 , 陶瓷层 , 电化学腐蚀

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

薛文斌 , 鲁亮 , 杜建成 , 华铭 , 赵衍华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00897

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al2O3、γ-Al2O3和莫来石(3Al2O3·2SiO2)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.

关键词: 搅拌摩擦焊 , microarc oxidation , microstructure , 2219 aluminum alloy

Ni—Fe—P镀层在H2S/CO2腐蚀环境中的腐蚀电化学研究

鲁亮 , 李春福 , 孙延安 , 荣金仿

腐蚀与防护

在油管常用钢N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,采用SEM、EDS、XRD等分析手段,对所制备镀层的成分、微观形貌、结构等性能进行了分析研究;采用电化学方法评价了Ni-Fe-P镀层在H2S/CO2溶液中的耐蚀性。结果表明,N80钢表面经过化学镀Ni—Fe-P处理后,其耐蚀性得到很大的提高,镀层结构为非晶态;电化学测试结果表明该镀层在H2S/CO2溶液中具有极强的钝化倾向和很好的耐酸性,结果均证明Ni-Fe-P镀层具有良好的抗H2S/CO2腐蚀性能。

关键词: N80钢 , Ni—Fe-P镀层 , H2S/CO2腐蚀 , 耐蚀性

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护

鲁亮 , 薛文斌 , 金小越 , 杜建成 , 李永良

材料热处理学报

采用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的陶瓷膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和显微硬度测试分析了微弧氧化膜的形貌、相组成和显微硬度,并采用浸泡方法研究了微弧氧化膜对焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,接头表面微弧氧化膜均匀致密,铝合金焊缝区的显微硬度低于母相区,但微弧氧化膜的硬度比铝合金基体提高一个数量级,并且不同区域对应的微弧氧化膜硬度相同。在0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl溶液中浸泡3天后,未氧化处理的焊接样品表面出现孔蚀,而微弧氧化处理的样品表面没有观察到腐蚀迹象。

关键词: 微弧氧化 , 陶瓷膜 , 搅拌摩擦焊 , 5083铝合金

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化膜电化学腐蚀行为

鲁亮 , 薛文斌 , 金小越 , 杜建成 , 华铭

稀有金属材料与工程

利用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜.通过动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)分析,评估微弧氧化前后搅拌摩擦焊接头的腐蚀特性.结果表明,经过微弧氧化表面处理的搅拌摩擦焊样品腐蚀电流密度减小,电化学阻抗增加,抗腐蚀性能得到了显著改善.未氧化处理的不同焊接组织区域腐蚀行为存在明显的差异,而5083铝合金母相和焊缝表面的微弧氧化膜具有相同的形貌和抗腐蚀性能.

关键词: 微弧氧化 , 搅拌摩擦焊 , 5083铝合金 , 电化学阻抗谱

LD10铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀特性

鲁亮 , 阳超林 , 刘晓龙 , 薛文斌 , 赵衍华

材料热处理学报

利用搅拌摩擦技术对LD10铝合金板材进行焊接,观察了搅拌摩擦焊接头搅拌区、热机械影响区、热影响区及母材区的微观组织.通过浸泡试验、盐雾腐蚀试验、动电位极化和电化学阻抗谱评估了接头的腐蚀特性,分析了LD10铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀机理.发现搅拌摩擦焊接头区域的开路电位高于母材区,同时腐蚀电流密度小于母材区,且接头区域的容抗弧半径比母材区更大.LD10铝合金搅拌摩擦焊焊接接头耐蚀性好于铝合金母材,这同搅拌区晶粒细小和CuAl2析出相分布均匀有关.

关键词: 搅拌摩擦焊 , LD10铝合金 , 焊接接头 , 腐蚀

(Al2O3-SiO2)sf/AZ91D镁基复合材料微弧氧化膜的制备及电化学阻抗谱分析

朱庆振 , 薛文斌 , 鲁亮 , 杜建成 , 刘贯军 , 李文芳

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00330

在硅酸盐电解液体系中,采用交流微弧氧化方法在增强体体积分数为33%的(Al2O3-SiO2)sf/AZ91D镁基复合材料表面制备出完整的保护性氧化膜.利用SEM,EDS和XRD分析了氧化膜的形貌、成分和相组成,测量了膜层的显微硬度分布.采用电化学阻抗谱(EIS)评价了微弧氧化表面处理前后复合材料的电化学腐蚀性能,确立了不同浸泡时间对应的等效电路.结果表明,微弧氧化膜主要由MgO和Mg2SiO4相组成,最大硬度达到1017 HV.氧化膜电化学阻抗模值|Z|与镁合金基体相比大幅度提高,耐腐蚀性能明显高于基体.在3.5%NaCl溶液里浸泡96 h后,EIS出现感抗弧,显示膜内部开始出现点蚀破坏.氧化膜耐蚀性由膜内致密层特性所决定.

关键词: 镁基复合材料 , 微弧氧化膜 , 电化学阻抗谱(EIS)

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

薛文斌 , 鲁亮 , 杜建成 , 华铭 , 赵衍华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00897

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜,分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布,探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响.结果表明,铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小,铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同,陶瓷膜都是由α-Al2O3、γ-Al2O3和莫来石(3Al2O3·2SiO2)相组成;不同区域膜层的显微硬度相等,其平均硬度约为HV 1500.另外,微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.

关键词: 搅拌摩擦焊 , 微弧氧化 , 显微组织 , 2219铝合金

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