【摘 要】
:
Ti-Al-C系MAX陶瓷(Ti2AlC和Ti3AlC2)兼具陶瓷和金属的优良特性,在高温结构材料等领域具有广泛的应用前景。然而,受限于切削加工的自由度,传统方法难以加工制造出内腔、晶格、多孔等复杂结构。激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术通过逐层熔化粉末可以成形各种复杂形状,为复杂陶瓷件的成形加工提供了新的思路。但Ti-Al-C系MAX陶瓷熔化前先分解的特点
【基金项目】
:
国家自然科学基金—激光选区熔化成形裂纹产生机理及修复方法(项目批准号:51775281,2018-2021); “十三五”装备预研共用技术项目—XXXXXX 增材制造技术(2017-2020);
论文部分内容阅读
Ti-Al-C系MAX陶瓷(Ti2AlC和Ti3AlC2)兼具陶瓷和金属的优良特性,在高温结构材料等领域具有广泛的应用前景。然而,受限于切削加工的自由度,传统方法难以加工制造出内腔、晶格、多孔等复杂结构。激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术通过逐层熔化粉末可以成形各种复杂形状,为复杂陶瓷件的成形加工提供了新的思路。但Ti-Al-C系MAX陶瓷熔化前先分解的特点导致其难以通过熔融-凝固直接SLM成形。本文以实现Ti-Al-C系MAX陶瓷材料的近净成形为目的,结合Ti-Al-C系MAX陶瓷材料的反应合成路线,提出原位激光选区成形(In-situ Selective Laser Forming,ISLF)结合反应烧结(Reaction Sintering,RS)的新型Ti-Al-C系MAX陶瓷材料制备工艺,并基于多种材料体系,围绕工艺开发过程中相组成和微观结构的变化深入开展研究。采用Al-TiO2-TiC-CNT的粉末材料体系制备Ti3AlC2基复合材料,开展变ISLF工艺参数成形试验,为后续复杂结构的ISLF成形工艺研究提供基础。研究发现,降低粉层压实率和增加激光输入能量有利于促进原位反应,试样表面各相分布趋于均匀化。通过热力学计算分析Ti3AlC2的反应合成机制与工艺过程特点的耦合关系,为ISLF/RS工艺提供理论依据。基于Al-TiO2-TiC-CNT粉末材料的难成形性调整粉末体系,采用Ti-Al-C粉末体系成形制备Ti2AlC复杂结构件,通过ISLF工艺研究调控成形试样相组成和微观结构,揭示了TiC的晶体形成机制。研究发现,增加激光能量有利于试样的致密化,而柯肯达尔孔隙阻碍了试样的致密度进一步增加,非原位与原位合成TiC的晶体形貌存在差异,其中原位合成TiC的支晶生长受控于激光输入能量。通过热力学计算分析Ti2AlC的反应合成机制与工艺过程特点的耦合关系。在Ti-Al-C粉末材料的ISLF成形研究基础上,研究总结ISLF成形工艺和反应烧结工艺对Ti2AlC试样相组成和微观结构的影响规律,建立ISLF成形和反应烧结过程的工艺关联,优化Ti2AlC块体的合成纯度。研究发现,激光功率为40 W,扫描速度为100 mm/s的ISLF工艺,烧结温度为1300℃的烧结工艺下,Ti2AlC的纯度最高,达到87.79 wt.%。
其他文献
唑类化合物中拥有大量的C-N、C=N、N-N和N=N键,而且有很高的正生成焓和密度,这也成为了设计合成新型高能量密度材料的主体结构单元。然而,含能材料的能量与感度存在本质的矛盾,能量越高,则感度越高。近年来,追求具有高能量、低感度、良好热稳定性的新型唑类含能化合物,研究学者们已经投入了大量的工作。本论文以吡唑和1,2,4-三唑为含能骨架,合成出多个高能低感化合物,对其结构和性能进行了研究,并对部分
电子束熔丝增材技术是以电子束流为热源,焊丝作为添加材料,实现三维实体快速自由成形制造的技术。本课题实验主要结合天然贝壳材料的高强韧、高抗冲击的独特微观结构特征,探究“砖-泥”高抗冲击结构件及其制造技术,研究TC4和TA2两种不同材料混合界面的组织特性,探究简单以及复杂交织结构的力学性能,以及结构要素对力学性能的影响,对于轻质一体化、高抗冲击的仿生“贝壳”结构设计方法及其制造工艺研究有着重要意义。首
透明质酸(hyauronic acid,HA),又称玻尿酸(Hyaluronan),由于其优异的保水性、润滑性,粘弹性、优良的生物相容性及非抗原性,被广泛应用于食品,化妆品,医疗用品等多个领域,具有广阔的市场前景。传统的HA提取主要通过鸡冠提取,原料来源有限且产量低,提取的透明质酸常混有杂蛋白及其他多糖,提纯困难,不适合大规模生产。目前HA生产的常规方法为微生物发酵生产,常用微生物包括兽疫链球菌、
本文主要分为两个部分.在§2中,我们研究半直线上具有转移条件的周期势的反谱问题.我们首先利用间断点处的转移条件得到该问题的Weyl函数,从而得到该问题连续谱和特征值分布情况,该问题的特征值在Weyl函数分母的零点{vn}n=0∞,{ηn}n∞=-∞。取到.然后我们给出了{vn}n=0∞,{ηn}n∞=-∞的渐近估计,并利用留数定理给出了{vn}n=0∞,{ηn}n∞=-∞所满足的迹公式.由于{ηn
硝化棉基微孔球形药广泛应用于发射药与推进剂配方中,孔结构是影响其燃烧性能与力学性能的重要因素。本文以双乳液工艺方法为基础,借鉴普通高分子材料多孔化研究中孔结构调控方法,研究了辅助溶剂和氧化剂对球形药孔结构的影响,并研究了含氧化剂的球形药的热分解特性。具体的研究内容及结果包括以下几个部分:以硝化棉(NC)为原料,经过物料溶解、乳化发泡、分散成球、溶剂驱除等步骤制备硝化棉基微孔球形药,研究总结了溶剂特
1984年,O.Hald首先考虑了带一个跳跃间断点的Sturm-Liouville半逆问题,指出一组谱和一半势函数可以确定所有势函数以及跳跃信息.此类带间断点的问题不仅在理论上有重要的意义,在很多工程应用也有重要的作用.比如,在地球结构测量的时候,可以通过一组谱来确定地幔的密度以及地幔与地壳的接触面位置;在测量一个密度函数具有一个跳跃点的球体的结构时,一组谱可以确定这个跳跃点的信息,等等.图上的S
为了研究微孔含能材料的挤出发泡工艺,本文以超临界二氧化碳(SC-CO2)作为发泡剂,醋酸纤维素(CA)作为硝化棉(NC)代料,在单螺杆挤出机中制备了微孔含能材料,并通过大量实验探究了工艺条件对微孔结构的影响规律;通过狭缝流变仪对发泡条件下含能材料的流动性能进行了研究;最后基于POLYFLOW软件模拟了含能材料在挤出口模中的泡孔长大过程和压力分布情况。本文的研究结果对微孔含能材料,尤其是高燃速发射药
四嗪稠环类化合物具有多环以共平面存在,且存在共轭体系,通常表现出较高的密度和较好的稳定性,由于环张力的存在而具有较高的正生成焓,从而表现出较好的爆轰性能。在四嗪稠环上引入其他基团如硝基胍类和呋咱类化合物,可以增加含能化合物的氮含量、能量密度和爆速,提高稳定性。本文尝试将硝基胍、呋咱环与四嗪稠环以亚氨基相连接,合成新型稠环类含能化合物,并进行合成条件的优化,对产物进行结构表征,并测定含能化合物的性能
复杂系统的仿真可信度评估工作往往是一个耗时较长的过程,经典的仿真模型可信度评估方法对模型的仿真数据及实际数据有一定的数量要求,然而随着复杂系统中多分辨率建模以及仿真重用模型的提出与发展,经典的仿真可信度评估方法有时难以完成多分辨率建模与仿真重用模型的可信度评估工作。在联合作战的背景下,多分辨率建模中低分辨率模型数据获取难度很大。仿真重用模型因其特殊性,急需在短时间内完成重用模型的整体可信度评估以完
本文通过测试分析高致密球形RDX(H-RDX)与普通RDX纯品及浇注炸药的物理性能、爆轰性能和安全性能,探索了H-RDX在浇注炸药中的应用前景。H-RDX颗粒呈类球形,表面光滑、晶体缺陷较少。与普通RDX相比,撞击感度、摩擦感度和静电感度分别低20%、8%和47%~85%;表观活化能Ea和活化焓ΔH分别高10.79 k J/mol和10.81 k J/mol。将10~12目、12~24目的大球分别