一、多孔金属及合金成形过程中的致密化与变形理论研究（论文文献综述）
孙齐东[1]（2021）在《激光选区熔化Ti6Al4V合金工艺及多孔结构性能研究》文中指出Ti6A14V合金具备高比强度、耐腐蚀和良好的生物相容性等众多优异性能,在航空航天、生物医疗等方面的应用越来越多,同时也成为了金属增材制造领域使用最广泛的一种材料。为充分发挥金属增材制造的优势,利用激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）制备高精度高性能的复杂多孔结构并进行相关性能研究成为当前的研究热点。首先,本文以Ti6A14V球形粉末为主要成形材料,进行了激光选区熔化工艺参数优化,揭示了不同成形工艺参数对Ti6A14V样件致密度、拉伸、冲击等性能的影响规律,分析了拉伸、冲击断裂机制以及不同工艺参数下显微组织的差异。获得了最优的SLM制备Ti6A14V工艺参数:激光功率80 W,扫描速度500 mm/s,扫描间距80 μm。此时,获得的Ti6A14V合金成形件致密度为99.45%,抗拉强度为1188 MPa,延伸率为9.5%,冲击韧性为24.13 J/cm2。随后,研究了退火和固溶时效处理对SLM成形Ti6A14V合金的显微组织、物相组成以及力学性能的影响规律。试验结果表明,SLM成形Ti6A14V合金在热处理后延伸率、冲击韧性、疲劳寿命等得到了一定提升。其中,经过850℃保温2小时炉冷后,Ti6A14V合金的延伸率由SLM成形态的9.5%提升到12.5%,冲击韧性由SLM成形态的24.13 J/cm2提升到47.51 J/cm2。经过1050℃保温2h炉冷后,冲击韧性提升到49.22 J/cm2,在350MPa恒定应力幅下的疲劳寿命由SLM成形态的4.8×104周次提升到8.6×104周次。最后,本文基于优化的工艺参数,还研究了杆系和薄板类型周期多孔结构的压缩力学性能和能量吸收特性,得出SLM成形Ti6A14V合金多孔结构的压缩断裂主要为弹脆性断裂。本文通过对压缩结果进行拟合,建立了三周期极小曲面（Triply Periodic Minimal Surface,TPMS）Ti6A14V 合金薄板结构的 Gibson-Ashby修正预测方程。通过改变多孔结构的相对密度可调控多孔结构的强度和弹性模量,并获得所需的机械力学性能。试验结果表明,相比较杆系多孔结构,TPMS薄板多孔结构表现出较优异的变形模式,因此获得了更好的能量吸收效果,其中,TPMS-Diamond薄板多孔结构显示出最佳的能量吸收能力。
王旭磊[2]（2021）在《液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究》文中研究指明金刚石/碳化硅复合材料具有热导率高、热膨胀系数低、半导体性能优异和密度低等优异的综合性能,适用于电子封装材料。本文针对无压渗硅制备金刚石/碳化硅复合材料尺寸不稳定和金刚石易石墨化等不足,重点对气相硅渗透和液相硅熔渗工艺进行优化,探究了复合材料多孔坯体的裂解特性,研究了金刚石含量和表面镀覆碳化硅对复合材料组织结构、热物理性能以及力学性能的影响,揭示了无压硅熔渗的过程机理和复合材料致密化机理。通过课题研究,解决了样品尺寸不稳定和金刚石易石墨化的难题,为复合材料在电子封装领域的应用奠定了基础,主要研究结果如下:（1）研究了金刚石/碳化硅复合材料多孔坯体的组织结构和物理性能,分析了坯体裂解纳米线的生长机理。结果表明:复合材料多孔坯体热解的过程中生成了 3C-SiC轴纳米线,直径约为15～35 nm。酚醛树脂裂解生成的多孔聚并苯和裂解气氛中残留的氧气促进了碳化硅的形成和纳米线的定向生长。金刚石颗粒间纳米线减小了多孔坯体的中值孔径,多孔聚并苯增加了多孔坯体的孔隙率,有利于后续硅熔渗致密化多孔坯体。（2）开展了气相硅渗透和液相硅熔渗的工艺优化研究。通过模具设计和工艺参数优化,气相硅渗透制备了金刚石/碳化硅复合材料,样品热导率为532.7 W/（m·K）,热膨胀系数为2.58ppm/K,密度为3.18 g/cm3。液相硅熔渗的模具设计和新型硅渗料的开发保证了样品的表面质量和尺寸稳定性,为近净成形奠定了基础。对比气相硅渗透,液相硅熔渗具有工艺稳定和样品尺寸可控等优点。液相硅熔渗制备的样品热导率为600.4 W/（m·K）,热膨胀系数为3.28 ppm/K,密度为3.23 g/cm3,相对密度达到99%以上。液相硅熔渗有效的控制了金刚石的石墨化程度,提高了复合材料的热导率。（3）研究了复合材料的组织结构以及无压硅熔渗的过程机理和复合材料致密化机理。结果表明:复合材料微观组织分布均匀,金刚石没有发生石墨化转变。金刚石表面侵蚀区存在纳米碳化硅。不同碳硅比影响碳化硅的形貌。液相硅熔渗制备复合材料的过程包含“气-液”混合渗。揭示了复合材料致密化机理可以分为三部分:1、金刚石表面的硅碳反应;2、碳化硅纳米线的形成;3、硅毛细作用填充。金刚石表面腐蚀区域存在纳米碳化硅相,与金刚石具有一定的取向关系。（4）研究了金刚石含量和表面改性对复合材料热物理性能的影响。结果表明:随着金刚石含量的增加,复合材料的热导率先增加后降低。当金刚石体积分数为60%时,复合材料的热导率达到最大值,镀碳化硅金刚石/碳化硅复合材料的热导率为545.9 W/（m·K）,未镀覆金刚石增强复合材料的热导率为581.8W/（m·K）。液相硅熔渗制备的复合材料中碳化硅三维网状结构形成了热传导的优先路径,复合材料热导率实验值略高于H-J模型和DEM模型预测值。复合材料热膨胀系数随温度升高逐渐增大,测试温度范围内,复合材料的热膨胀系数为1.0～3.25 ppm/K,能很好的与硅材料相匹配。复合材料热膨胀系数实验值与Kerner模型的上限值接近。（5）研究了金刚石含量和表面改性对复合材料弯曲强度的影响,对比分析了典型复合材料的性能优劣。金刚石镀覆改性后复合材料的弯曲强度提高了16.9%（Dia.60 vol.%）。当增强相含量为60 vol.%时,金刚石/碳化硅复合材料的弯曲强度达到了 407.56 MPa,是球形石墨/铜复合材料的1.24倍,是金刚石/铜复合材料的2.37倍。液相硅熔渗制备的金刚石/碳化硅复合材料弯曲强度均在200 MPa以上,能满足电子封装材料对弯曲强度的要求。建立了液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料的工艺路线,液相硅熔渗具有设备要求低、易于控制、稳定性好和成本低等优点,能够制备性能优异的金刚石/碳化硅复合材料,具有优异性能的金刚石/碳化硅复合材料适用于电子封装材料。
熊玮[3]（2021）在《基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究》文中指出银是人类早期就已知并加以利用的贵金属材料之一。在工业领域,银是智能电子、绿色能源（如光伏）和现代通信（如5G）设备的重要材料。在民生领域,其在医疗大健康、可穿戴、首饰行业应用也满足人民对美好生活的向往。2019年全球银年产量31821吨,工业用银需求占52%。中国白银年开采量为全球的十分之一（3443吨）,但仅国内工业用银（3773吨）就已占全球工业用银四分之一,且已超过国内年开采量。作为不可再生且对工业发展与社会民生起重要作用的贵金属材料,银的高效利用和性能优化成为需要迫切研究的课题。银力学强度低而延展性高。优化力学性能是提升材料利用率的重要途径。常规银力学性能优化方法,如固溶强化、加工硬化、热处理,可在一定程度上提高力学强度,但存在进一步高效利用和性能优化瓶颈。采用一种可优化力学性能的精密制造技术,并研究相应精确调控策略是突破瓶颈的重要思路。激光选区熔融技术（SLM）作为一种先进制造技术,已显示其具有力学强化、精密制造和多尺度精确调控优势。多尺度调控实现力学优化也是SLM研究前沿和热点。有别于常见SLM金属,银材料的高导热率对精确调控挑战、高成本对轻量化需求、高延展性对力学优化作用都在SLM研究领域具有代表性。然而,参数调控对银合金在多尺度性能影响机制研究尚属空白。亟待研究针对银合金热力学特性的银合金块体多尺度协同力学强化机制,适用于SLM成形的银合金轻量化技术以及基于银合金力学特性的功能结构多尺度协同力学优化策略。因此,本论文提出基于SLM技术的银合金多尺度协同力学优化研究的课题。以致密块体和复杂结构（晶格结构和负泊松比结构）为研究对象,通过多尺度精确调控,揭示多因素（拓扑结构、工艺和结构参数）对多尺度（微-介-宏观）的影响机制。建立致密块体和复杂结构多尺度协同力学优化策略。在致密块体力学强化研究基础上开展轻量化（晶格结构）和功能化（负泊松比结构）研究。研究中,发现银合金成形过程中独特定向凝固和极高导热率可形成多种独特微观结构,如精细的亚微米级等轴晶。已制备高于常规铸件三倍的高硬度（148.9HV）银合金块体。建立受大角度晶界启发的多尺度协同力学强化机制,实现致密块体材料屈服强度（+145%）和延展性（+28%）同时增强。首次运用T-Splines算法对复杂结构进行宏观尺度拓扑结构设计优化,协同工艺参数和具有精细尺寸的结构参数在微-介观尺度局部和全局调控,实现复杂精密结构高效利用（相对块体,晶格结构减重70%max）和性能优化（高抗压强度（相比对照组+7.8倍）、各向同性（1.06%min）、高负泊松比（-0.51））的多尺度调控目标。
刘金洋[4]（2021）在《硬质合金SLM打印过程的数值模拟及微观机理研究》文中研究表明WC-Co硬质合金具有高硬度、高强度、耐腐蚀等诸多优异性能,在机械加工、矿山开采、石油钻井等领域取得广泛应用。传统的硬质合金制备工艺主要包括混粉-成型-烧结,其中成型、烧结工艺导致制备流程长、制备成本高,因此亟需开发短流程和低成本的近净成形技术。选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材制造技术改变了传统机械加工的减材制造模式,具有材料利用率高、研发周期短和降低成本等优点,解决了许多过去难以制造的复杂结构零部件的成形问题。但SLM打印WC-Co硬质合金方面有较大技术挑战,国内外在WC-Co硬质合金的SLM成型工艺、SLM液相烧结池特征、WC晶粒长大机制、致密化机理等方面仍然缺乏系统深入研究。本研究以WC-20Co和WC-32Co作为重点材料体系,通过响应曲面法构建SLM成型工艺组合参数优化模型,进而实现SLM打印工艺优化。通过SLM硬质合金的微观结构特征表征,研究了 WC晶粒的形貌、生长模型及粗化机制。通过数值模拟SLM液相烧结池的传热与液相流动,研究了液相烧结池的物理特征,进而分析了硬质合金在SLM工艺过程中的致密化机理与烧结机制。本研究发现:（1）SLM工艺优化:棋盘格扫描策略相对于蛇形扫描与回型扫描更有利于提高WC-Co硬质合金打印件的致密度。采用响应曲面优化设计成功获得WC-20Co和WC-32Co的致密度（p）与SLM工艺参数（激光功率P,W、扫描速度V,mm/s、扫描间距S,mm）的关系模型（铺粉层厚为50μm）。（2）液相烧结池的特征:在梯度表面张力作用下,液相烧结池内液态Co从中心向边缘流动。同时,液固界面的剪切力促使边缘处的液相Co沿着固液线流动,在液相烧结池底中心流体相遇后上升至上表面。最终在液相烧结池内形成特殊的流体旋涡。这个过程属于Marangoni对流,导致了液相烧结池的变形,形成了宽且浅,表面凸起的液相烧结池形貌。（3）微观结构特征:微观组织主要由WC相、Co相和缺碳相组成。WC相、Co相和缺碳相的分布非常不均匀。超细晶与超粗晶共存,超粗晶存在晶粒生长不完整现象。（4）WC晶粒粗化机理:SLM法瞬时高温液相烧结WC晶粒形貌与生长机制不同于传统液相烧结,其WC晶粒粗化机制包括叠层台阶生长机制和镶嵌团聚生长机制。（5）致密化机理:SLM成形硬质合金是通过液相烧结池内Co相的熔化-凝固过程完成的。尤其是水平方向相邻液相烧结池和竖直方向相邻液相烧结池的重复烧结促进了硬质合金的致密化。本研究工作以SLM激光增材制造WC-Co硬质合金过程的数值模拟与微观机理为研究重点,为WC-Co硬质合金的SLM法增材制造提供基本理论及工艺支撑,对复杂形状或复合多功能硬质合金的产业化提供基础理论支撑。
杨帆[5]（2021）在《低温烧结纳米银焊点互连行为及可靠性研究》文中认为随着微电子技术的不断更迭与产业发展的迫切要求,电力电子器件正在朝着高频化、高度集成化和高度智能化的方向发展。尤其在部分应用领域,电力电子器件需要面临高温、强辐射、高电流密度等苛刻的服役环境。这对器件中功率芯片的封装技术带来了巨大挑战。目前高温功率芯片封装的解决方案中,低温烧结银技术是最具前景的封装方式。由于尺寸效应,纳米或微米银颗粒可以在远低于块体银熔点的温度下实现冶金接合与组织致密化。银颗粒烧结成形后的烧结体具有着与致密块体银相似的物理特性,如高熔点、高导热、高导电以及高机械强度等。虽然低温烧结银膏的制备以及互连焊点工艺探索已经取得了很大的进展,但是要想将烧结银技术进行广泛地推广与应用,还需要深入理解银烧结体及其互连焊点的物理特性,特别是不同服役状态下的力学性能。因此,本文以低温烧结纳米银的方法为例,阐述纳米银互连焊点在不同服役状态下的组织结构与力学性能,揭示组织结构与力学性能间的内在关系并改善焊点的服役可靠性。本文提出了一种梯度加压、一次成形的热压烧结工艺,成功制备了无裂纹缺陷的纳米银烧结体样品,并研究了不同烧结工艺参数下银烧结体的组织结构与力学性能。组织结构方面,银烧结体的致密度主要取决于烧结压力,孔洞尺寸分布和形状则受到烧结压力与烧结温度的共同影响,组织的粗化行为主要受烧结温度调控。力学性能方面,银烧结体的杨氏模量取决于密度,屈服强度和延伸率受到孔隙率与晶间组织结构的共同影响。孔洞尺寸分布与形状、晶粒尺寸和韧带尺寸只能作为影响银烧结体力学性能的次要因素。此外,对比了纳米银烧结体、微纳米银烧结体和微米银烧结体的组织结构和力学性能,其韧带屈服强度、延伸率和应变速率敏感性均与晶粒尺寸相关。目前焊点烧结工艺升温时间长,不利于纳米银的致密化扩散与工业化应用。本文采用预烘干后直接热压烧结的两步法进行了烧结焊点制备,分别研究了焊点组织结构、剪切强度、纳米银/铜焊盘界面连接机制与冷热冲击性能。结果表明,纳米银焊点在经过225℃、5 MPa和10 min的热压烧结后,焊点剪切强度达到161.7 MPa,优异的剪切强度主要归因于低孔隙率以及细晶强化。烧结过程中,纳米银和铜焊盘间根据局部压力的差异分别形成Ag/Cu2O/Cu和Ag/Cu两种连接界面。此外,微纳米银焊点由于具有更低的热膨胀系数和杨氏模量,在冷热冲击过程中组织稳定性优于纳米银焊点。铜的氧化问题严重威胁着铜基板上烧结银焊点的高温服役可靠性。本文首先对铜基板上热压烧结纳米银焊点的高温服役可靠性进行了评估。在此基础上,提出了引入局部瞬时液相扩散焊的方法来提高纳米银焊点在高温服役过程中的组织稳定性。结果表明,热压烧结纳米银焊点中的烧结银为气密性组织,保证了焊点在200℃下长期服役可靠性以及300℃下短期服役可靠性。老化过程中,焊点的组织退化主要来自于铜氧化物的生长以及银铜界面元素互扩散形成的疏松组织结构。经过改良后的复合焊点展现了优异的高温稳定性,焊点两侧的Ag-Sn化合物可以有效阻碍氧气的扩散与烧结银组织粗化,下界面的Cu-Sn和Ag-Sn化合物可以降低铜原子的扩散速率进而抑制铜氧化物生成。经过300℃老化1000 h,复合焊点依然可以保持60 MPa以上的剪切强度。
王志云[6]（2021）在《选区激光熔化成形多孔Inconel718合金组织性能研究》文中指出高温镍基多孔材料具有耐高温、弹性模量低、密度小、重量轻等优点,可用于制备高温过滤器、热交换器、发动机壳体等零件,已经被广泛应用于航空航天、汽车、模具等领域。传统的多孔材料制备方法工艺复杂、重复性差、孔隙不易控制及制备成本较髙。选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术工艺简单,可控性好、复杂零件成形精度高,可制备出孔隙可控、结构可调且成形质量好的多孔结构,在多孔材料的制备方面表现出独有的优势。但SLM成形过程中随着工艺参数的变化,零件的成形质量也有所不同,从而影响多孔材料的组织性能。本文以多孔Inconel718合金为研究对象,通过对SLM成形工艺参数进行优化,制备出典型的四面体多孔结构和金刚石多孔结构,并对这两种多孔结构的组织和性能进行了研究。主要研究内容和结果如下:（1）采用数值模拟方法研究了Inconel718合金在SLM成形过程中温度场的分布和熔池尺寸的变化规律。结果表明:随着激光功率增加、扫描速度降低,激光能量密度增加,熔池的最高温度、液相存在时间增加,熔池的宽度和深度增加。相对激光扫描速度,激光功率对熔池温度和液相存在时间以及熔池尺寸的影响较大。当激光功率为260-310W,扫描速度为960-1010 mm/s时,熔池宽度为149.76-173.02μm,深度为47-59μm,搭接率为26.55-36.42%,有利于Inconel718合金的SLM成形。（2）利用热-结构间接耦合法研究了Inconel718合金在SLM成形过程中应力的分布特征和演变规律以及激光功率和扫描速度对残余应力的影响。结果表明:扫描方向上,扫描方向前端X方向分应力随着激光功率的增加、扫描速度的降低而增加,在扫描方向后端X方向分应力随着激光功率的增加、扫描速度的降低而降低。在垂直于扫描方向上,Y向应力随工艺的变化具有相同的规律和机理。当激光功率为260-310 W,扫描速度为960-1010 mm/s时,应力分布不会导致翘曲变形。（3）在模拟的基础上,结合实验对SLM成形Inconel718零件多孔结构的工艺参数进行了优化。结果表明,激光功率为285 W,扫描速度为990 mm/s时,成形的多孔结构表面平整,没有明显的孔洞以及未熔合等缺陷,冶金结合致密,成形良好。内部组织以γ为基体,分布着大量的等轴结构和柱状结构,搭接区由于经历了反复重熔导致等轴、柱状结构变的细小,无明显强化相析出物,存在大量Laves相。（4）利用模拟和实验相结合的方法研究了四面体多孔结构和金刚石多孔结构的压缩变形行为。结果表明:两种多孔结构的应力-应变曲线均表现出“三阶段”特征,即应力随应变线性增加的线弹性变形阶段、应力随应变缓慢增加的塑性变形阶段和应力快速增加的致密化阶段。四面体多孔结构压缩过程中由于应力集中程度大且应力分布不均匀,发生剪切变形,表现出较高的抗压强度。金刚石多孔结构应力集中程度小且分布较为均匀,在压缩方向上被墩粗,抗压强度较低。（5）研究了热处理对SLM成形多孔Inconel718合金组织性能的影响规律。结果表明:经过均匀化热处理后两种多孔结构的压缩性能均明显提高,四面体多孔结构提高了21.8%,金刚石多孔结构提高了18.98%。性能提高的主要原因是由于经过均匀化热处理后大量Laves相溶解释放强化相形成元素Nb,使大量纳米级γ"相在晶内析出且均匀分布,对合金起到弥散强化作用,提高了合金的压缩性能。经过均匀化热处理的多孔结构可用于航空航天、汽车工业等领域的轻质支撑结构、高温过滤器以及夹芯板材的制备。
陈晓玮[7]（2021）在《母合金法制备粉末镍基高温合金及性能研究》文中研究说明粉末镍基高温合金具有优异的高温力学性能、良好的抗氧化和耐腐蚀性能,目前主要采用热等静压+等温锻造（热挤压）工艺制备,原料粉末成本高,且难以制备小型复杂形状零件。本文提出母合金法与注射成形技术结合的方法制备镍基合金,以母合金粉末和超细羰基镍粉混合粉末为原料,通过增加粉末比表面积和晶格畸变、提高粉末间的化学成分梯度来提高烧结过程中原子迁移的驱动势,达到强化烧结的目的,实现粉末高温合金小型复杂形状零部件的低成本制备。将热力学计算与扩散偶方法应用于母合金成分设计,研究了母合金液相的润湿性与渗透性、母合金固相的扩散与相变行为。提高合金元素浓度梯度虽然可以降低合金粉末的使用量,但与目标合金相组成差异增大,在固相扩散过程中易形成NiAl阻挡层与σ相,阻碍合金元素的均匀化过程。母合金需要有低液相线温度、与目标合金相近的相组成、与基体良好的润湿性、在多孔坯体中由毛细作用力下较快的渗透速率,MA35Ni母合金满足上述条件,是最适用于制备MIM418合金的母合金成分。通过气雾化法制备得到MA35Ni母合金粉末,其球形性好,氧含量仅为490ppm。同时开发了更低成本的粉末制备工艺,通过铸锭破碎法制备得到母合金粉末,其粒径更加细小,但氧含量略高（≤0.2%）。采用气雾化法与铸锭破碎法制备的母合金粉末,最终烧结态合金抗拉强度分别为1047MPa、930MPa,均高于铸造合金强度。研究了母合金法MIM418合金的烧结致密化机理,对烧结过程中的扩散行为、相演变行为进行了表征。烧结过程中合金元素扩散行为不同步,Al元素由于在Ni基体中有最高的扩散速率,在液相出现前,通过固相扩散进入Ni基体,并在界面前沿析出大量5 nm左右细小的γ’相,导致升温过程中γ’相的形貌、尺寸随Al元素浓度变化而变化,但由于最终烧结温度高于γ’相固溶温度,γ’相在烧结冷却过程从过饱和固溶体中重新均匀析出。Cr、Mo等高熔点元素则主要通过液相进行扩散。母合金中的Nb主要存在于（Nb,Ti）C中,由于MC碳化物溶解温度高,Nb元素扩散困难。烧结过程中瞬时液相的演变表现为等温凝固过程,Ni颗粒在液相出现后逐渐溶解,导致界面前沿合金熔点上升,从而发生凝固。瞬时液相中主要合金元素为Cr,在凝固后的富Cr液相演变为晶界M23C6型碳化物,有利于钉扎晶界,减小晶粒尺寸。瞬时液相的出现加速了致密化过程与合金均匀化速率,经过烧结工艺的优化,烧结态合金的相对密度高达98.37%。系统表征了母合金法MIM418合金的力学性能,其室温与高温800℃下抗拉强度分别为1047 MPa、819 MPa,分别高于铸造K418合金强度70.7%、8.5%。经长时间高温热暴露后,其性能依然十分稳定,在900℃下热暴露200 h后,抗拉强度与延伸率分别为1246MPa、7.8%。通过母合金法与注射成形技术制备了尺寸收缩均匀、外观无缺陷的增压涡轮,实现了小型复杂形状粉末高温合金零件的近终成形。本文为建立高合金化材料的母合金法制备技术奠定了理论和技术基础,对扩大高性能粉末高温合金和注射成形技术的应用有积极的推动作用。
高超峰[8]（2020）在《激光选区熔化成形TiN/AlSi10Mg复合材料组织性能与强韧化机理》文中研究表明激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）技术通过高能激光束熔化金属粉末进行逐层叠加成形,不仅突破了传统加工工艺对零件几何形状的限制、提高材料利用率,而且在加工过程中的高频热循环使得材料长期处于非平衡状态,极大地提高了材料的强度。SLM技术的飞速发展为高性能轻量化材料的制备及应用带来了广阔的空间。本研究以Al Si10Mg合金为对象,首先采用双喷嘴气雾化技术制备SLM用Al Si10Mg合金粉末对并粉末特性进行定量化表征;其次通过超声振动分散工艺制备纳米Ti N改性Al Si10Mg复合粉末。重点研究了TTiN/AlSi10Mg复合材料的激光可加工性、显微组织演化、力学性能以及强韧化机理;最后通过SLM制备不同形状的多孔晶格结构,并进行有限元模拟分析,研讨了多孔晶格结构的压缩行为和能量吸收能力。本研究主要获得了以下结论:（1）双喷嘴气雾化技术制备Al Si10Mg粉末的最佳的雾化工艺参数为雾化压力3.0MPa,导液管直径4.2 mm,熔体过热度350 K,所制备粉末的细粉（小于50μm）收得率高达72.14%。雾化参数对所制备粉末的特性有重要影响,保持雾化压力和熔体过热度不变,导液管直径增大,粉末中值粒径随之增大,细粉收得率减少,粉末的平均球形度和赘生物指数减小;保持导液管直径和熔体过热度不变,气雾化压力增加,气液流量比增大,粉末中值粒径逐渐减小,细粉收得率升高,粉末球形度和赘生物指数增大;保持导液管直径和雾化压力不变,熔体过热度提高,粉末的中值粒径先略微增大再快速减小,粉末球形度和赘生物指数没有明显的变化规律。气雾化制备Al Si10Mg粉末的显微组织是由过饱和的α-Al基体以及分布在基体中的共晶Si网络组成。（2）通过超声振动分散法成功制备均匀分散且仍保持近球形的TTiN/AlSi10Mg复合粉末。随着Ti N含量的增加,复合粉末的激光反射率持续大幅降低,且在100 W低功率下相比于Al Si10Mg粉末具有更好的SLM加工性。随着扫描速度的提高,复合材料的晶粒尺寸被显着细化。纳米尺寸的Ti N颗粒分散在基体中,少量团聚的Ti N颗粒则长大成微米级团簇并与基体间发生相互扩散和原位反应形成界面过渡层。Ti N的含量对复合材料的组织性能有重要影响,当Ti N含量从2 wt.%增加到6 wt.%时,成形试样中的纳米Ti N颗粒逐渐增多,且主要分布在基体的晶界处。少量Ti N颗粒位于晶粒内部且与Al基体具有良好的界面结合。纳米Ti N颗粒的存在消除了Al Si10Mg材料显微组织沿（001）方向的择优取向、加速了异相形核、促进了再结晶进程、阻碍了晶粒长大,并显着细化了晶粒。在4 wt.%Ti N最佳添加量下成形的复合材料的平均晶粒尺寸为1.24μm,远低于未增强的Al Si10Mg试样（3.86μm）。在细晶强化、第二相颗粒引起的奥罗万强化、载荷传递强化和位错密度强化的共同作用下,可以获得492±5.5 MPa的优异抗拉强度,7.5±0.29%的断后伸长率和156±4.9 HV的显微硬度,这优于绝大多数SLM成形的Al Si10Mg复合材料和其他系列高强铝合金及其复合材料。（3）180℃人工时效对SLM成形TiN/AlSi10Mg复合材料的显微组织没有明显影响,但由于Mg2Si相的析出强化,材料的硬度和屈服强度略微增加。固溶处理使得SLM成形试样的共晶纤维状Si网络显微组织被完全分解,基体和晶界处过饱和的Si大量析出并聚集长大为不规则的Si颗粒,分布在基体中,从而使得固溶强化降低,基体软化。固溶处理后的试样抗拉强度和硬度降低至303.7±4.9 MPa和98.2±4.1 HV,但断后伸长率增加至9.57±0.5%,提高了27%。逐步提高固溶处理温度,然后进行人工时效（SHA）,Si颗粒逐渐长大,平均尺寸从0.74μm增加到1.55μm。在500℃和540℃固溶时分别从基体中析出Al Fe Si和Al Si Ti针状金属间化合物。随着固溶温度的提高,Mg2Si和针状金属间化合物的沉淀硬化克服了显微组织粗化和基体软化的影响,导致硬度和抗拉强度增加,塑性略微减少。与460℃SHA相比,固溶温度升高到500℃和540℃时,材料的抗拉强度从268.7±2.5 MPa分别增加至305.9±11.1 MPa和336.8±1.5 MPa。（4）设计新颖的板状晶格结构Isomax并进行SLM成形,建立合适的材料本构模型来仿真模拟晶格结构的压缩变形行为。发现该结构的最大压缩应力和能量吸收能力分别约为等质量的高强桁架结构（Octet truss,BCC,Tetrakaidecahedron）的3倍和5倍。不同拓扑形状对多孔晶格的成形质量有重要影响,成形过程中的“台阶效应”,会使得与加工方向有一定倾斜角的梁/杆表面产生不规则的隆起和粉末粘连,成形质量较差。在压缩塑性变形阶段,Octet truss和BCC结构出现了沿45°方向的剪切带,而Tetrakaidecahedron和板状Isomax结构则是均匀的逐层变形。
杨坤[9]（2020）在《粉床电子束增材制造生物医用钛合金的组织与性能研究》文中指出针对增材制造技术成形医用钛合金骨科植入物中存在的主要问题,本文首先提出通过孔结构设计和组织调控来改善医用多孔Ti-6A1-4V合金的压缩脆性,消除临床使用过程中的安全隐患;同时,以新一代的低模量医用(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金为研究对象,提出采用粉床电子束增材制造技术,系统开展粉末制备、成形工艺与组织性能的全增材制造工艺流程研究,从而获得低模量、高强度的医用β钛合金骨科植入物及其组织性能调控方法的整体思路,为兼具生物相容性和力学相容性的个性化骨科植入物的制备提供一种全新的方法。首次通过引入β单相区热处理解决了增材制造技术成形医用多孔Ti-6A1-4V合金脆性断裂的问题。当压缩变形量超过50%时,热处理后的样品内未发现任何的局部断裂。β单相区热处理后形成的粗大魏氏组织以及竹节状晶粒,导致母材断裂韧性大幅提高,是医用多孔Ti-6A1-4V合金压缩变形行为发生改变的主要原因。采用等离子旋转电极雾化技术,实现了SEBM技术用球形(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金粉末的制备,同时明确了SEBM技术的最佳成形工艺窗口,实现了高致密度（>99.5%）医用β钛合金的制备。研究发现,SEBM技术制备的(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金微观组织完全不同于传统制备方法。沉积态时,Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74合金的组织是由柱状β-Ti以及少量纳米级ω相组成;(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)99Si1合金的微观组织组成为β+S2+ω,纳米S2相颗粒多分布在β晶界处;(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金的是由胞状βi-Ti与颗粒状的S2构成,其中S2相沿晶界连续分布,其体积分数为8.38%,平均尺寸约为270nm。同时发现,硅含量的增加显着降低了(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金中β晶粒的择优取向。对于SEBM技术成形的(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金而言,硅含量的增加可以在保持合金低弹性模量的基础上,大幅提高合金强度。其中,(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金的强度和塑性均达到了目前应用最为广泛的Ti-6A1-4V的性能水平,且弹性模量仅为Ti-6A1-4V合金的70%,更接近人体骨的模量。Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74和(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)99Si1合金的弹性模量分别为63.59±2.35GPa和65.93±3.18GPa,并且具有优异的塑性变形能力。同时,明确了Si元素引入产生的晶粒细化效应是(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金强度大幅提升的主要原因。内部硅化物颗粒的尺寸和分布特征对SEBM技术成形(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金的力学性能有着显着的影响。沉积态时,沿晶界连续分布的S2相硅化物导致(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金的韧性不足（压缩应变29.63%）。1100℃/2h/FC热处理后,硅化物转变为在基体内均匀、独立分布。此时,TNZT-5Si合金表现出了较低的弹性模量（81.28GPa）、较高的强度（853.94MPa）和优异的塑性变形能力（51.44%）。在37℃的SBF溶液中,SEBM技术成形的(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金均表现出了优于Ti-6A1-4V合金的耐腐蚀性能。硅含量的变化对（Ti69.71Nb23.72Zr4.8,Ta1.74）100-xSix合金耐腐蚀性能影响较小,三种合金的耐腐蚀性能十分接近。其中,(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金的腐蚀倾向最小,其自腐蚀电位为-0.22V,腐蚀电流密度为1.32μA/cm2。适当Si元素的添加可以提高(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金的耐磨性,即当硅含量为1at%时,合金的耐磨性能最好,磨损率仅为2.24mm3.N-1.mm-1。在SBF溶液中与GGr15钢球配副滑动磨损时,四种医用钛合金耐磨性能的排序为:(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)99Si1>(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5>Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74>Ti-6Al-4V。最后,采用SEBM技术成功制备出了点阵型多孔(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金。其中,Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74合金性能优异,其变形方式为均匀进行,压缩应变超过50%时,样品内均未发生任何的局部断裂。随着硅含量的增加,多孔(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)100-xSix合金的强度和模量随之增加,并且达到了多孔Ti-6A1-4V合金的水平。多孔(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)99Si1和(Ti69.71Nb23.72Zr4.83Ta1.74)95Si5合金内硅化物颗粒形貌与分布的改变会带来母体材料断裂韧性的提升,但由于增强相颗粒体积分数过小,导致热处理后多孔材料压缩韧性的提升十分有限。
甘梦琦[10]（2020）在《420不锈钢烧结行为研究及多孔420不锈钢的制备》文中研究说明420不锈钢具有较高的硬度、强度和耐磨性,广泛应用于刀具、涡轮叶片及外科医疗器械等领域,但加工性能差是制约其应用的难点。金属注射成形（MIM）可以快速制造具有复杂几何形状的420不锈钢零件,减少加工过程。但420不锈钢采用常规固相烧结密度并不高,针对此问题,本文通过添加石墨或预合金420Nb的形式,制备了MIM420、420+0.3C和420Nb样品。对比C、Nb对420不锈钢致密度、晶粒度以及孔隙状态和晶界生长的关系,系统地研究了C、Nb对420不锈钢致密化和孔隙-晶界分离行为的影响,并对“烧结拐点”进行了初步研究。同时,通过注射成形与造孔剂结合的方法制备了含不同孔隙度的多孔420不锈钢,测试了多孔420不锈钢的密度及力学性能,研究了孔隙对多孔420不锈钢组织和力学性能的影响。研究表明,加C在1330°C和1350°C都能还原粉末表面氧化物,促进烧结颈的形成和长大,加速致密化过程。但在烧结中后期C会加速Fe原子扩散,导致孔隙与晶界发生分离,使晶界孔隙变为晶内孔隙,从而抑制晶界扩散来降低致密化速率。在1370°C烧结时会产生液相,使材料迅速致密化,420+0.3C在1370°C烧结4h密度达到98.32%。同时,C会加快晶界移动速度,促进晶粒长大,1370°C烧结4h达到367μm。420Nb中的Nb会消耗一部分C结合生成Nb C,在低温和烧结前期阻碍烧结致密化。Nb C颗粒在基体中阻碍晶界运动,延缓孔隙-晶界分离行为,在烧结后期和高温下反而能促进烧结,1370°C烧结4h密度达到97.24%。同时Nb C本身可抑制材料中晶粒长大,1370°C烧结4h后晶粒尺寸仅为60μm。不同孔隙度下,单位体积内的晶界面积（SV）与孔隙面积(SVP)呈良好的线性关系,表明孔隙与晶界的相互作用与孔隙率无关,只与化学成分和温度有关。通过理论计算,当晶粒尺寸与孔径比为28时,孔隙和晶界的接触几率仅为10%,此时烧结速率缓慢,而晶粒生长明显,表明烧结已经到达“烧结拐点”,这与实验结果基本符合。采用MIM制备的多孔420不锈钢相对密度为62%～92%,且密度随PMMA含量增加而降低。PMMA受热分解后逸出坯体,从而形成开孔,开孔率为5%～36%,随PMMA含量增加而增加。420多孔不锈钢的拉伸强度为77MPa～491MPa,屈服强度为34MPa～407MPa,随PMMA含量增加而降低。这是因为孔隙的存在减少了材料承受外来载荷的受力面积,且在孔隙尖端容易应力集中,导致承受载荷时,孔隙位置更容易萌生裂纹而发生断裂。研究表明,多孔420不锈钢断裂方式为脆性断裂,且含50%PMMA的多孔420不锈钢在1200°C烧结1h比含10%的PMMA的样品的拉伸强度低51.41%,屈服强度低51.71%。
二、多孔金属及合金成形过程中的致密化与变形理论研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多孔金属及合金成形过程中的致密化与变形理论研究（论文提纲范文）
（1）激光选区熔化Ti6Al4V合金工艺及多孔结构性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光选区熔化技术研究现状 |
| 1.3 激光选区熔化Ti6Al4V合金研究现状 |
| 1.3.1 激光选区熔化Ti6Al4V合金工艺优化及性能研究现状 |
| 1.3.2 激光选区熔化Ti6Al4V合金的后处理研究现状 |
| 1.4 激光选区熔化周期多孔结构研究现状 |
| 1.4.1 周期多孔结构设计研究现状 |
| 1.4.2 周期多孔结构性能研究现状 |
| 1.5 论文提出、研究内容和总体框架 |
| 1.5.1 论文提出 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 1.5.3 论文总体框架 |
| 第2章 SLM工艺对Ti6Al4V合金物理力学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料与研究方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 SLM成形设备 |
| 2.2.3 性能表征分析 |
| 2.3 工艺参数对SLM成形Ti6Al4V合金致密度的影响 |
| 2.3.1 成形工艺参数 |
| 2.3.2 SLM成形Ti6Al4V合金致密度分析 |
| 2.4 激光重熔对SLM成形Ti6Al4V合金成形质量影响 |
| 2.4.1 激光重熔对SLM成形Ti6Al4V合金致密度影响 |
| 2.4.2 激光重熔对SLM成形Ti6Al4V合金表面形貌的影响 |
| 2.5 工艺参数对SLM成形Ti6Al4V合金微观组织影响 |
| 2.5.1 激光功率和扫描速度对Ti6Al4V合金微观组织分析 |
| 2.6 工艺参数对激光选区熔化Ti6Al4V合金力学性能的影响 |
| 2.6.1 工艺参数对SLM成形Ti6Al4V合金拉伸性能的影响 |
| 2.6.2 工艺参数对SLM成形Ti6Al4V合金冲击性能的影响 |
| 2.6.3 工艺参数对SLM成形Ti6Al4V合金显微硬度的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 热处理对SLM成形Ti6Al4V组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备和研究方法 |
| 3.3 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金微观组织影响 |
| 3.3.1 退火处理对SLM成形Ti6Al4V合金微观组织分析 |
| 3.3.2 固溶-时效处理对SLM成形Ti6Al4V合金微观组织分析 |
| 3.4 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金物相组成的影响 |
| 3.5 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金力学性能的影响 |
| 3.5.1 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金拉伸性能的影响 |
| 3.5.2 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金冲击性能的影响 |
| 3.5.3 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金疲劳性能的影响 |
| 3.5.4 热处理对SLM成形Ti6Al4V合金显微硬度的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 SLM成形周期多孔结构压缩和吸能特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SLM成形周期多孔结构设计制造 |
| 4.2.1 周期杆系多孔结构设计 |
| 4.2.2 三周期极小曲面(TPMS)结构设计 |
| 4.2.3 SLM成形Ti6Al4V合金多孔结构制造 |
| 4.3 SLM成形周期多孔结构压缩性能研究 |
| 4.3.1 试验设备和方法 |
| 4.3.2 SLM成形杆系周期多孔结构压缩变形行为研究 |
| 4.3.3 SLM成形三周期极小曲面结构压缩变形行为研究 |
| 4.4 SLM成形周期多孔结构能量吸收特性研究 |
| 4.4.1 SLM成形杆系周期多孔结构能量吸收特性研究 |
| 4.4.2 SLM成形三周期极小曲面结构能量吸收特性研究 |
| 4.5 热处理对周期多孔结构压缩性能的影响 |
| 4.5.1 热处理对SLM成形杆系周期多孔结构压缩性能的影响 |
| 4.5.2 热处理对SLM成形TPMS结构压缩性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述及选题意义 |
| 2.1 电子封装材料 |
| 2.2 常见的电子封装材料 |
| 2.2.1 树脂类电子封装材料 |
| 2.2.2 金属类电子封装材料 |
| 2.2.3 陶瓷类电子封装材料 |
| 2.3 电子封装材料中金刚石的应用研究 |
| 2.3.1 金刚石的特性 |
| 2.3.2 金刚石增强树脂基复合材料 |
| 2.3.3 金刚石增强铝基复合材料 |
| 2.3.4 金刚石增强铜基复合材料 |
| 2.4 金刚石/碳化硅复合材料 |
| 2.5 金刚石/碳化硅复合材料的制备方法 |
| 2.5.1 高温高压烧结法 |
| 2.5.2 先驱体转化法 |
| 2.5.3 真空放电等离子烧结法 |
| 2.5.4 热等静压烧结法 |
| 2.5.5 渗透法 |
| 2.6 金刚石/碳化硅复合材料的研究现状 |
| 2.7 选题背景及意义 |
| 3 研究内容及技术路线 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.1.1 金刚石/碳化硅复合材料坯体特性研究 |
| 3.1.2 硅渗透过程中金刚石石墨化的研究 |
| 3.1.3 硅渗透过程中复合材料致密化的研究 |
| 3.1.4 金刚石/碳化硅复合材料性能的研究 |
| 3.1.5 金刚石/碳化硅复合材料的制备工艺及参数优化 |
| 3.1.6 典型复合材料性能对比分析 |
| 3.2 复合材料试验表征方法 |
| 3.2.1 密度及相对密度表征 |
| 3.2.2 孔隙度表征 |
| 3.2.3 热导率表征 |
| 3.2.4 热膨胀系数表征 |
| 3.2.5 力学性能表征 |
| 3.2.6 显微结构及物相分析 |
| 3.3 金刚石/碳化硅复合材料制备技术路线 |
| 4 多孔硅渗透坯体制备及特性研究 |
| 4.1 多孔硅渗透坯体制备 |
| 4.2 多孔硅渗透坯体特性 |
| 4.2.1 多孔坯体的微观结构及成分分布 |
| 4.2.2 多孔坯体物理性能研究 |
| 4.2.3 纳米线生成机理分析 |
| 4.3 本章内容小结 |
| 5 金刚石/碳化硅复合材料渗硅工艺优化 |
| 5.1 金刚石石墨化研究 |
| 5.2 气相硅渗透模具设计及工艺参数优化 |
| 5.2.1 气相硅渗透模具改进 |
| 5.2.2 气相硅渗透工艺参数优化 |
| 5.2.3 气相硅渗透机理分析 |
| 5.3 液相硅熔渗模具设计及工艺参数优化 |
| 5.3.1 液相硅熔渗模具改进 |
| 5.3.2 液相硅熔渗工艺参数优化 |
| 5.3.3 液相硅熔渗机理分析 |
| 5.4 本章内容小结 |
| 6 金刚石/碳化硅复合材料的组织形貌及致密化研究 |
| 6.1 镀碳化硅金刚石的制备 |
| 6.2 金刚石/碳化硅复合材料中各组分体积分数的确定 |
| 6.3 金刚石/碳化硅复合材料的制备 |
| 6.4 金刚石/碳化硅复合材料成分及典型微观形貌 |
| 6.4.1 金刚石/碳化硅复合材料成分分析 |
| 6.4.2 金刚石/碳化硅复合材料典型微观形貌 |
| 6.5 金刚石/碳化硅复合材料致密化机理 |
| 6.6 本章内容小结 |
| 7 金刚石/碳化硅复合材料性能研究 |
| 7.1 金刚石/碳化硅复合材料导热系数 |
| 7.1.1 典型复合材料导热系数对比 |
| 7.2 金刚石/碳化硅复合材料热导率模型分析 |
| 7.3 金刚石/碳化硅复合材料热膨胀系数 |
| 7.3.1 典型复合材料热膨胀系数对比 |
| 7.4 金刚石/碳化硅复合材料热膨胀系数模型分析 |
| 7.5 金刚石/碳化硅复合材料的弯曲强度 |
| 7.5.1 典型复合材料弯曲强度对比 |
| 7.6 本章内容小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 贵金属及其银合金材料研究与应用现状 |
| 1.2.2 银合金常规加工方法与性能调控研究现状 |
| 1.2.3 基于激光选区熔融技术的性能调控现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 样品制备、参数调控、仿真和表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备设备与材料 |
| 2.3 模型建构及结构参数调控原理与方法 |
| 2.3.1 NURBS模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.2 T-Splines模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.3 两类建构和结构参数调控方法对比 |
| 2.4 工艺参数调控方法 |
| 2.4.1 工艺参数调控方法及参数设定 |
| 2.4.2 工艺参数调控下单道成形预研 |
| 2.5 仿真原理/方法 |
| 2.5.1 材料热物性仿真原理及方法 |
| 2.5.2 成形过程仿真原理及方法 |
| 2.5.3 结构力学仿真原理及方法 |
| 2.6 样品表征方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 工艺参数与银合金致密部件微宏观性能关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数与致密部件微观结构关系 |
| 3.2.1 不同制备工艺的微结构 |
| 3.2.2 高激光功率的微观结构 |
| 3.2.3 低激光功率的微观结构 |
| 3.3 工艺参数与致密部件介观形貌关系 |
| 3.3.1 工艺参数与熔池形貌 |
| 3.3.2 工艺参数与缺陷形成 |
| 3.3.3 工艺参数与孔隙率 |
| 3.4 工艺参数与致密部件宏观性能关系 |
| 3.4.1 工艺参数与体积密度 |
| 3.4.2 工艺参数与力学性能 |
| 3.4.3 体积密度与力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多尺度协同银合金致密部件力学优化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观调控对力学性能影响机制 |
| 4.3 宏观调控对力学性能影响机制 |
| 4.4 介观调控对力学性能影响机制 |
| 4.5 致密部件多尺度协同力学强化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多尺度协同的晶格结构力学优化机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏观拓扑结构设计及参数设定 |
| 5.2.1 拓扑结构设计 |
| 5.2.2 结构参数设定 |
| 5.2.3 工艺参数设定 |
| 5.3 参数调控在微观尺度的影响机制 |
| 5.3.1 参数调控对微区形貌与晶粒结构的影响 |
| 5.3.2 参数调控对微区成形尺寸的影响 |
| 5.4 参数调控在介观尺度的影响机制 |
| 5.4.1 拓扑优化对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.2 结构参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.3 工艺参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.5 参数调控对力学性能的影响机制 |
| 5.5.1 拓扑结构对力学性能的影响 |
| 5.5.2 结构参数对力学性能的影响 |
| 5.5.3 工艺参数对力学性能的影响 |
| 5.6 晶格结构多尺度调控对力学性能影响及优化机制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 多尺度协同的负泊松比结构力学优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负泊松比结构力学优化调控策略 |
| 6.2.1 拓扑结构调控策略 |
| 6.2.2 局部参数调控策略 |
| 6.2.3 全局参数调控策略 |
| 6.3 拓扑结构设计和宏观力学性能优化 |
| 6.3.1 负泊松比拓扑结构设计与优化 |
| 6.3.2 负泊松比拓扑结构的成形分析 |
| 6.3.3 拓扑结构调控对力学性能优化 |
| 6.4 局部参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.4.1 局部变工艺参数下微观尺度调控 |
| 6.4.2 局部变工艺参数下介观尺度调控 |
| 6.4.3 局部变参数对宏观力学性能优化 |
| 6.5 全局参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.5.1 全局参数调控策略下微观尺度调控 |
| 6.5.2 全局参数调控策略下介观尺度调控 |
| 6.5.3 全局参数调控策略对宏观力学优化 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）硬质合金SLM打印过程的数值模拟及微观机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 SLM增材制造技术的国内外研究现状 |
| 1.2.2 SLM打印过程的仿真模拟国内外研究现状 |
| 1.3 硬质合金SLM打印研究仍然存在的主要问题分析 |
| 1.4 SLM硬质合金研究技术路线 |
| 1.5 本论文的研究目标、意义与内容 |
| 第二章 实验方法与仿真模拟理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 SLM打印实验 |
| 2.2.2 致密度测试 |
| 2.2.3 XRD物相 |
| 2.2.4 微观结构与成分分析 |
| 2.2.5 硬度测试 |
| 2.2.6 室温抗压强度测试 |
| 2.2.7 摩擦磨损性能测试 |
| 2.3 数值模拟理论基础 |
| 2.3.1 SLM过程中硬质合金对激光能量的吸收 |
| 2.3.2 硬质合金粉体对激光能量的传递与吸收 |
| 2.3.3 SLM成形过程温度场 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 WC-Co硬质合金SLM打印工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光扫描策略 |
| 3.3 WC-20Co的SLM工艺优化 |
| 3.3.1 试验参数设计及方差分析 |
| 3.3.2 工艺模型优化及响应曲面 |
| 3.4 WC-32Co的SLM工艺优化 |
| 3.4.1 试验参数设计及方差分析 |
| 3.4.2 工艺模型优化及相应曲面 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SLM硬质合金微观结构特征及晶粒粗化机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程与有限元仿真模拟 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 温度场模拟的有限元模型 |
| 4.3 物相与成分分析 |
| 4.4 微观结构与晶粒分析 |
| 4.5 WC晶粒形貌与粗化机理 |
| 4.5.1 WC晶粒形貌 |
| 4.5.2 WC晶粒粗化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SLM液相烧结池特征及烧结机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 液相烧结池模型的建立与验证 |
| 5.2.1 FEM模拟的计算域粉床 |
| 5.2.2 传热与流体流动模拟 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.2.4 液相烧结池模型的验证 |
| 5.3 激光工艺参数对WC-20Co液相烧结池特征的影响 |
| 5.3.1 激光工艺参数对WC-20Co液相烧结池形貌的影响 |
| 5.3.2 激光工艺参数对WC-20Co液相烧结池热行为的影响 |
| 5.3.3 激光工艺参数对WC-20Co的液相存在时间影响 |
| 5.4 激光工艺参数对WC-32Co液相烧结池特征的影响 |
| 5.4.1 激光工艺参数对WC-32Co液相烧结池形貌的影响 |
| 5.4.2 激光工艺参数对WC-32Co液相烧结池热行为的影响 |
| 5.4.3 激光工艺参数对WC-32Co液相存在时间的影响 |
| 5.5 液相烧结池流体动力学分析 |
| 5.6 致密化机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 SLM硬质合金微观组织结构演变规律 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 SLM工艺的描述 |
| 6.3 仿真模拟计算结果与讨论 |
| 6.3.1 激光能量密度对液相烧结池温度场与速度场的影响 |
| 6.3.2 激光能量密度对冷却速率和液相存在时间的影响 |
| 6.3.3 WC颗粒重排机制 |
| 6.4 实际微观组织结构表征与验证 |
| 6.4.1 WC-20Co的微观组织结构 |
| 6.4.2 WC-32Co的微观组织结构 |
| 6.5 WC-Co复合粉体—实体微观组织结构演变规律 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 烧结方法对硬质合金力学性能影响的对比研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 烧结方法对硬质合金力学性能的影响 |
| 7.2.1 实验材料 |
| 7.2.2 制备工艺 |
| 7.2.3 显微结构及力学性能表征方法 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 微观结构 |
| 7.3.2 力学性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的主要论文 |
| 攻读博士学位期已经授权的主要专利 |
| 致谢 |
（5）低温烧结纳米银焊点互连行为及可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 低温烧结银膏研究现状 |
| 1.2.1 纳米银膏研究现状 |
| 1.2.2 微米银膏研究现状 |
| 1.2.3 复合银膏研究现状 |
| 1.3 金属纳米颗粒烧结理论 |
| 1.3.1 传统粉末烧结理论 |
| 1.3.2 纳米银颗粒烧结的特殊性 |
| 1.4 低温烧结银焊点可靠性研究现状 |
| 1.4.1 低温烧结银焊点界面连接机制 |
| 1.4.2 低温烧结银焊点冷热冲击/循环性能 |
| 1.4.3 低温烧结银焊点高温服役可靠性 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 纳米银膏的合成 |
| 2.2.2 纳米银烧结试样的制备 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 纳米银烧结试样的组织形貌表征 |
| 2.3.2 纳米银膏的表面成分分析 |
| 2.3.3 纳米银膏的热性能分析 |
| 2.3.4 纳米银烧结试样的晶粒尺寸及取向表征 |
| 2.3.5 纳米银烧结试样的力学性能测试 |
| 2.3.6 纳米银烧结焊点的可靠性测试 |
| 第3章 纳米银颗粒低温烧结行为及烧结体力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纳米银烧结体制备工艺研究 |
| 3.2.1 纳米银烧结体的制备方法 |
| 3.2.2 纳米银烧结体的烧结工艺选取原则 |
| 3.3 纳米银烧结体的组织结构演变规律 |
| 3.3.1 烧结工艺对致密化的影响 |
| 3.3.2 烧结工艺对孔洞的影响 |
| 3.3.3 烧结工艺对烧结银组织结构的影响 |
| 3.4 纳米银烧结体力学性能 |
| 3.4.1 纳米银烧结体拉伸力学性能 |
| 3.4.2 孔隙率对力学性能的影响 |
| 3.4.3 孔洞形貌对力学性能的影响 |
| 3.4.4 尺寸效应对力学性能的影响 |
| 3.4.5 晶间组织结构对力学性能的影响 |
| 3.4.6 纳米银烧结体断面形貌 |
| 3.4.7 纳米银烧结体变形和断裂机理 |
| 3.5 微纳米银烧结体力学性能 |
| 3.5.1 微纳米银烧结体微观组织结构 |
| 3.5.2 微纳米银烧结体拉伸力学性能 |
| 3.5.3 微纳米银烧结体断面形貌与断裂特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 低温烧结纳米银焊点互连机制及冷热冲击性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米银烧结焊点微观组织结构 |
| 4.2.1 纳米银烧结焊点与烧结体组织结构差异性 |
| 4.2.2 烧结温度对焊点组织结构的影响 |
| 4.2.3 烧结压力对焊点组织结构的影响 |
| 4.2.4 微纳米银烧结焊点组织结构 |
| 4.3 纳米银/铜焊盘界面连接机制 |
| 4.3.1 纳米银/铜焊盘界面微观组织 |
| 4.3.2 纳米银/铜焊盘界面连接机制 |
| 4.4 纳米银烧结焊点剪切强度与失效分析 |
| 4.4.1 烧结温度对剪切强度的影响与失效分析 |
| 4.4.2 烧结压力对剪切强度的影响与失效分析 |
| 4.4.3 微纳米银烧结焊点剪切强度与失效分析 |
| 4.4.4 纳米银烧结焊点剪切强度分析 |
| 4.5 纳米银烧结焊点高温剪切强度 |
| 4.6 微纳米银烧结焊点冷热冲击性能 |
| 4.6.1 焊点剪切强度 |
| 4.6.2 焊点组织结构演变 |
| 4.6.3 焊点失效模式 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 低温烧结纳米银焊点高温服役可靠性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低温烧结纳米银焊点200℃服役可靠性 |
| 5.2.1 200℃老化过程中纳米银焊点组织演变 |
| 5.2.2 200℃老化过程中纳米银焊点剪切强度演变 |
| 5.2.3 200℃老化过程中纳米银焊点失效分析 |
| 5.3 低温烧结纳米银焊点300℃服役可靠性 |
| 5.3.1 300℃老化过程中纳米银焊点组织演变 |
| 5.3.2 300℃老化过程中纳米银焊点剪切强度演变 |
| 5.3.3 300℃老化过程中纳米银焊点失效分析 |
| 5.4 低温烧结纳米银焊点高温服役退化机制 |
| 5.4.1 纳米银焊点中氧化亚铜生长动力学 |
| 5.4.2 纳米银焊点中界面元素互扩散机制 |
| 5.5 局部瞬时液相焊增强低温烧结纳米银焊点可靠性 |
| 5.5.1 复合焊点组织结构 |
| 5.5.2 300℃老化过程中复合焊点组织演变 |
| 5.5.3 复合焊点组织稳定性研究 |
| 5.5.4 300℃老化过程中复合焊点剪切强度与失效分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）选区激光熔化成形多孔Inconel718合金组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多孔金属研究现状 |
| 1.1.1 多孔金属的应用 |
| 1.1.2 多孔金属的制备方法 |
| 1.2 SLM成形多孔材料的研究现状 |
| 1.2.1 SLM技术原理 |
| 1.2.2 SLM成形多孔材料的研究现状 |
| 1.2.3 SLM成形多孔材料的力学性能研究现状 |
| 1.3 SLM成形Inconel718 热处理研究现状 |
| 1.4 本课题的研究意义及研究内容 |
| 1.4.1 本课题的研究意义 |
| 1.4.2 本课题的研究内容 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 SLM成形Inconel718 合金工艺 |
| 2.3 SLM成形Inconel718 合金热处理工艺 |
| 2.4 试样表征及性能检测 |
| 2.4.1 组织、结构表征 |
| 2.4.2 材料性能检测 |
| 第3章 Inconel718 合金SLM成形过程温度场模拟研究 |
| 3.1 温度场模拟方法 |
| 3.2 温度场模型建立 |
| 3.3 参数设置 |
| 3.3.1 材料参数设置 |
| 3.3.2 工艺参数设置 |
| 3.4 SLM成形过程温度场分布特征 |
| 3.5 工艺参数对温度场的影响 |
| 3.5.1 工艺参数对热循环的影响 |
| 3.5.2 工艺参数对熔池尺寸的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Inconel718 合金SLM成形过程应力场模拟研究 |
| 4.1 应力场模拟方法 |
| 4.1.1 固有应变法 |
| 4.1.2 热弹塑性法 |
| 4.2 模型设置 |
| 4.3 SLM成形过程应力场分布规律 |
| 4.3.1 应力场分布特征 |
| 4.3.2 工艺参数对应力场分布的影响 |
| 4.4 SLM成形过程应力场演变 |
| 4.4.1 应力场演变分析 |
| 4.4.2 工艺参数对应力演变的影响 |
| 4.5 SLM成形过程残余应力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 SLM成形多孔Inconel718 合金组织性能研究 |
| 5.1 SLM成形Inconel718 合金工艺优化及组织分析 |
| 5.2 多孔结构的压缩理论 |
| 5.2.1 压缩模拟过程的基本理论 |
| 5.2.2 有限元模拟多孔结构压缩 |
| 5.3 四面体多孔结构的压缩性能分析 |
| 5.3.1 四面体多孔结构数值模拟过程 |
| 5.3.2 四面体多孔结构压缩实验 |
| 5.3.3 四面体多孔结构压缩后的组织分析 |
| 5.4 金刚石多孔结构的压缩性能 |
| 5.4.1 金刚石多孔结构数值模拟过程 |
| 5.4.2 金刚石多孔结构的压缩试验 |
| 5.4.3 金刚石多孔结构压缩变形后的组织分析 |
| 5.5 不同多孔结构对压缩性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 热处理对SLM成形多孔Inconel718 合金组织性能的影响研究 |
| 6.1 标准热处理制度对 SLM 成形多孔 Inconel718 合金组织性能的影响研究 |
| 6.1.1 标准热处理的组织演变 |
| 6.1.2 标准热处理对四面体多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.1.3 标准热处理对金刚石多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.2 均匀化热处理制度对 SLM 成形多孔 Inconel718 合金组织性能的影响研究 |
| 6.2.1 均匀化热处理组织演变 |
| 6.2.2 均匀化热处理对四面体多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.2.3 均匀化热处理对金刚石多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.3 均匀化+标准热处理制度对 SLM 成形多孔 Inconel718 合金组织性能的影响研究 |
| 6.3.1 均匀化+标准热处理的组织演变 |
| 6.3.2 均匀化+标准热处理对四面体多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.3.3 均匀化+标准热处理对金刚石多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.4 直接时效热处理制度对 SLM 成形多孔 Inconel718 合金组织性能的影响研究 |
| 6.4.1 直接时效热处理的组织演变 |
| 6.4.2 直接时效对四面体多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.4.3 直接时效对金刚石多孔结构压缩性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与创新 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）母合金法制备粉末镍基高温合金及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高温合金概述 |
| 2.2 K418合金的性能与应用要求 |
| 2.3 粉末注射高温合金概述 |
| 2.3.1 粉末注射成形概述 |
| 2.3.2 注射成形高温合金的显微组织与力学性能 |
| 2.4 粉末母合金法概述及研究进展 |
| 2.4.1 粉末母合金法原理 |
| 2.4.2 母合金粉末的成分设计 |
| 2.4.3 母合金粉末的制备 |
| 2.4.4 母合金法的烧结致密化行为 |
| 2.5 本文研究目的与意义 |
| 3 研究内容及技术路线 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 技术路线 |
| 4 母合金成分设计 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 热力学计算 |
| 4.3 润湿性与渗透性实验 |
| 4.4 母合金铸锭的相变与扩散规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 母合金粉末的制备 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 机械合金化法 |
| 5.3 铸锭-破碎法 |
| 5.4 氩气雾化法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 瞬时液相烧结中的致密化行为、扩散与相变规律 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.2 母合金法MIM418合金烧结致密化行为 |
| 6.3 瞬时液相烧结过程中的扩散与相变 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 母合金法MIM418合金的显微组织与力学性能 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.2 母合金粉末制备工艺对显微组织与力学性能的影响 |
| 7.3 不同成形工艺对母合金法MIM418合金力学性能的影响 |
| 7.4 母合金法MIM418合金的高温力学性能 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）激光选区熔化成形TiN/AlSi10Mg复合材料组织性能与强韧化机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气雾化制备3D打印用金属粉末的研究现状 |
| 1.2.1 气雾化制粉技术概述 |
| 1.2.2 工艺参数对气雾化制粉特性的影响 |
| 1.2.3 3D打印用金属粉末的研究现状 |
| 1.2.4 粉末特性对3D打印成形性能的影响 |
| 1.3 激光选区熔化技术(SLM)概述 |
| 1.3.1 SLM技术的研究现状 |
| 1.3.2 影响SLM技术成形质量的因素 |
| 1.3.3 SLM成形铝合金显微组织和性能的研究现状 |
| 1.4 SLM成形铝基复合材料概述 |
| 1.4.1 颗粒增强铝基复合材料制备方法 |
| 1.4.2 颗粒增强复合材料的强化机制 |
| 1.4.3 SLM成形铝基复合材料的力学性能 |
| 1.5 多孔晶格材料研究概述 |
| 1.5.1 多孔晶格材料的研究现状 |
| 1.5.2 SLM成形多孔晶格材料的研究现状 |
| 1.6 课题研究意义及内容 |
| 1.7 课题来源 |
| 第二章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料及成形设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 气雾化制粉设备 |
| 2.1.3 超声振动混粉设备 |
| 2.1.4 SLM成形设备 |
| 2.1.5 热处理设备 |
| 2.2 材料性能测试 |
| 2.2.1 粉末性能检测 |
| 2.2.2 SLM成形试样密度测试 |
| 2.2.3 Micro-CT测试 |
| 2.2.4 显微组织分析测试 |
| 2.2.5 摩擦磨损测试 |
| 2.2.6 硬度和力学性能测试 |
| 第三章 气雾化制备微细球形AlSi10Mg粉末及其表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气雾化工艺参数 |
| 3.3 导液管直径对粉末特性的影响 |
| 3.3.1 粉末粒度分布 |
| 3.3.2 粉末钝度 |
| 3.3.3 粉末赘生物指数 |
| 3.4 气雾化压力对粉末特性的影响 |
| 3.4.1 粉末粒度分布 |
| 3.4.2 粉末钝度 |
| 3.4.3 粉末赘生物指数 |
| 3.5 熔体过热度对粉末特性的影响 |
| 3.5.1 粉末粒度分布 |
| 3.5.2 粉末钝度 |
| 3.5.3 粉末赘生物指数 |
| 3.6 显微组织和成分 |
| 3.7 雾化破碎机理 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 SLM成形TiN/AlSi10Mg复合材料显微组织与力学性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiN/AlSi10Mg复合粉末的制备 |
| 4.2.1 超声振动分散法制备工艺 |
| 4.2.2 复合粉末粉末形貌及激光反射率 |
| 4.3 低激光功率成形TiN/AlSi10Mg的组织和性能 |
| 4.3.1 SLM工艺参数 |
| 4.3.2 XRD物相分析 |
| 4.3.3 致密化行为 |
| 4.3.4 显微组织 |
| 4.3.5 维氏硬度 |
| 4.3.6 摩擦磨损性能 |
| 4.4 不同TiN含量对SLM成形TiN/AlSi10Mg组织和性能的影响 |
| 4.4.1 复合粉末形貌及SLM成形参数 |
| 4.4.2 XRD物相分析 |
| 4.4.3 孔隙率 |
| 4.4.4 显微组织 |
| 4.4.5 维氏硬度 |
| 4.4.6 拉伸性能 |
| 4.5 TiN增强AlSi10Mg复合材料的强韧化机制 |
| 4.5.1 SLM成形的可加工性 |
| 4.5.2 强韧化机制分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 热处理工艺对TiN/AlSi0Mg复合材料显微组织与力学性能影响的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料及工艺参数 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 热处理工艺参数 |
| 5.3 热处理对SLM成形TiN/AlSi10Mg复合材料组织的影响 |
| 5.3.1 XRD相组成分析 |
| 5.3.2 金相组织与能谱分析 |
| 5.3.3 金属间化合物的形成 |
| 5.4 热处理对SLM成形TiN/AlSi10Mg复合材料性能的影响 |
| 5.4.1 拉伸性能 |
| 5.4.2 断口形貌分析 |
| 5.5 热处理结果分析讨论 |
| 5.5.1 显微组织演化 |
| 5.5.2 强化机制与断裂模式 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 SLM成形TiN/AlSi10Mg多孔晶格结构压缩性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多孔晶格结构的设计 |
| 6.2.1 Gibson-Ashby模型 |
| 6.2.2 闭孔板状晶格设计 |
| 6.3 SLM成形多孔晶格结构 |
| 6.3.1 多孔晶格结构的成形质量 |
| 6.3.2 Micro-CT三维尺寸偏差分析 |
| 6.4 SLM成形不同形状多孔晶格结构的压缩性能 |
| 6.4.1 压缩行为分析 |
| 6.4.2 能量吸收能力 |
| 6.5 不同多孔晶格结构压缩行为的有限元模拟 |
| 6.5.1 材料本构模型 |
| 6.5.2 网格划分 |
| 6.5.3 压缩性能仿真分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）粉床电子束增材制造生物医用钛合金的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 医用钛合金的研究现状 |
| 1.2.1 人体骨的结构与性能 |
| 1.2.2 钛及钛合金的结构特点 |
| 1.2.3 医用钛合金的发展历史 |
| 1.2.4 医用钛合金植入物的制备方法 |
| 1.3 增材制造技术制备医用钛合金的研究及发展现状 |
| 1.3.1 增材制造技术的基本原理及分类 |
| 1.3.2 粉末床熔融技术的基本原理及工艺特点 |
| 1.3.3 增材制造技术成形医用钛合金的组织与性能 |
| 1.4 增材制造技术制备医用多孔钛合金的研究进展 |
| 1.4.1 增材制造技术制备医用多孔钛合金的结构特点 |
| 1.4.2 增材制造医用多孔钛合金的力学性能 |
| 1.4.3 增材制造医用钛合金植入物的临床应用效果 |
| 1.5 论文主要研究思路和主要研究内容 |
| 1.5.1 主要研究思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 Ti-6A1-4V合金粉末的基本性能 |
| 2.1.2 TNZT-xSi合金粉末的制备与基本性能 |
| 2.2 主要使用的成形设备及参数 |
| 2.2.1 Arcam A2型粉床电子束增材制造系统 |
| 2.2.2 Y150型粉床电子束增材制造系统 |
| 2.2.3 热处理设备 |
| 2.3 样品的制备与检测 |
| 2.3.1 样品表观密度 |
| 2.3.2 光学显微下的微观形貌 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜和电子背散射衍射 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 X射线衍射 |
| 2.3.6 显微硬度测试 |
| 2.3.7 室温力学性能 |
| 2.3.8 弹性模量 |
| 2.3.9 化学成分检测 |
| 第3章 组织结构对多孔Ti-6Al-4V合金力学性能及变形模式的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 点阵型多孔钛合金的孔结构设计 |
| 3.2.1 八面体点阵单元的基本性质 |
| 3.2.2 理论相对密度测算 |
| 3.3 实验过程 |
| 3.3.1 SEBM技术成形多孔Ti-6Al-4V样品 |
| 3.3.2 组织性能分析方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 SEBM成形多孔Ti-6Al-4V合金的工艺及孔隙特征 |
| 3.4.2 热处理对多孔Ti-6Al-4V合金微观组织的影响 |
| 3.4.3 热处理对多孔Ti-6Al-4V合金力学性能的影响 |
| 3.4.4 热处理对多孔Ti-6Al-4V合金变形模式的影响 |
| 3.4.5 组织结构对多孔Ti-6Al-4V合金压缩变形行为影响机制的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SEBM技术成形TNZT-xSi合金的工艺、组织与力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 SEBM成形TNZT-xSi合金样品 |
| 4.2.2 微观组织与性能表征 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 SEBM技术成形医用TNZT-xSi合金工艺窗口的确定 |
| 4.3.2 SEBM技术成形医用TNZT-xSi合金的物相组成 |
| 4.3.3 SEBM技术成形医用TNZT-xSi合金的微观组织 |
| 4.3.4 SEBM技术成形医用TNZT-xSi合金的力学性能 |
| 4.3.5 热处理对TNZTS-5Si合金组织与性能的影响 |
| 4.4 结果讨论 |
| 4.4.1 制备方法对TNZT-xSi合金微观组织的影响 |
| 4.4.2 TNZT-xSi合金微观组织演变规律的讨论 |
| 4.4.3 TNZT-xSi合金强化机制的探讨 |
| 4.4.4 S2相特征对TNZT-5Si合金弹性模量的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TNZTS-xSi合金在人体模拟体液中的耐腐蚀及摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 测试样品的制备 |
| 5.2.2 电化学测试仪器与方法 |
| 5.2.3 电化学腐蚀后合金表面氧化膜的组成分析 |
| 5.2.4 摩擦磨损性能的测试 |
| 5.3 SEBM技术成形医用钛合金在SBF溶液中的耐腐蚀性能 |
| 5.3.1 开路电位 |
| 5.3.2 电化学阻抗谱 |
| 5.3.3 动电位极化曲线 |
| 5.3.4 电化学腐蚀后的形貌分析 |
| 5.4 电化学腐蚀后钛合金表面钝化膜组成分析 |
| 5.5 SEBM技术成形医用钛合金的摩擦磨损性能 |
| 5.5.1 SEBM技术成形医用钛合金的摩擦磨损性能 |
| 5.5.2 SEBM技术成形医用钛合金的摩擦磨损机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 医用多孔TNZT-xSi合金的制备与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 多孔TNZT-xSi合金样品的制备 |
| 6.2.2 组织性能分析方法 |
| 6.3 医用多孔TNZT-xSi合金的制备与性能 |
| 6.3.1 医用多孔TNZT-xSi合金的工艺及孔隙特征 |
| 6.3.2 SEBM技术成形医用多孔TNZT-xSi合金的微观组织 |
| 6.3.3 SEBM技术成形医用多孔TNZT-xSi合金的力学性能 |
| 6.3.4 多孔TNZT-xSi合金的压缩变形行为研究 |
| 6.3.5 合金材质对点阵型多孔材料力学性能影响的探讨 |
| 6.4 组织结构对多孔TNZT-xSi合金性能的影响 |
| 6.4.1 热处理对多孔钛合金微观组织的影响 |
| 6.4.2 热处理对多孔TNZT-xSi合金表面粗糙度的影响 |
| 6.4.3 热处理对多孔医用TNZT-xSi合金力学性能的影响 |
| 6.4.4 微观组织对多孔TNZT-xSi合金压缩变形行为影响的探讨 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）420不锈钢烧结行为研究及多孔420不锈钢的制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 420不锈钢及其制备 |
| 1.1.1 420不锈钢概述 |
| 1.1.2 420不锈钢制备方法 |
| 1.1.3 MIM制备420不锈钢 |
| 1.2 不锈钢烧结 |
| 1.2.1 不锈钢烧结机制 |
| 1.2.2 不锈钢烧结的影响因素 |
| 1.2.3 烧结过程中的物质迁移 |
| 1.3 孔隙-晶界分离行为 |
| 1.3.1 孔隙-晶界分离行为的影响因素 |
| 1.3.2 奥氏体晶粒长大动力 |
| 1.3.3 晶粒长大对不锈钢性能的影响 |
| 1.4 多孔不锈钢 |
| 1.4.1 多孔不锈钢的制备 |
| 1.4.2 粉末冶金+造孔剂制备多孔不锈钢 |
| 1.4.3 多孔不锈钢的性能 |
| 1.5 本文的研究内容与意义 |
| 第2章 基本工艺与实验方法 |
| 2.1 原料 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 混炼、造粒 |
| 2.2.2 注射成形 |
| 2.2.3 脱脂和烧结 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 分析检测 |
| 2.4.1 粒度检测 |
| 2.4.2 密度检测 |
| 2.4.3 金相检测 |
| 2.4.4 显微分析 |
| 2.4.5 碳氧含量分析 |
| 2.4.6 力学检测 |
| 第3章 C、Nb对420不锈钢烧结过程中孔隙-晶界分离行为的影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 C、Nb对烧结致密化的影响 |
| 3.2.1 1330°C时C、Nb对致密化的影响 |
| 3.2.2 1350°C时C、Nb对致密化的影响 |
| 3.2.3 1370°C时C、Nb对致密化的影响 |
| 3.3 C、Nb对420不锈钢孔隙-晶界分离行为的影响 |
| 3.3.1 C、Nb对420不锈钢晶粒尺寸的影响 |
| 3.3.2 C、Nb对420不锈钢孔隙与晶界相互作用的影响 |
| 3.3.3 孔隙-晶界间的摩擦系数 |
| 3.4 烧结拐点的计算 |
| 3.4.1 烧结拐点的判定依据 |
| 3.4.2 烧结拐点的理论计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多孔420不锈钢的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PMMA对多孔420不锈钢的影响 |
| 4.2.1 密度和开孔率 |
| 4.2.2 成分 |
| 4.2.3 孔隙形貌 |
| 4.3 孔隙对多孔420不锈钢力学性能的影响 |
| 4.3.1 力学性能 |
| 4.3.2 断口分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士期间发表的论文与研究成果 |
四、多孔金属及合金成形过程中的致密化与变形理论研究（论文参考文献）
- [1]激光选区熔化Ti6Al4V合金工艺及多孔结构性能研究[D]. 孙齐东. 山东大学, 2021(11)
- [2]液相硅熔渗制备金刚石/碳化硅复合材料及性能研究[D]. 王旭磊. 北京科技大学, 2021
- [3]基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究[D]. 熊玮. 中国地质大学, 2021(02)
- [4]硬质合金SLM打印过程的数值模拟及微观机理研究[D]. 刘金洋. 广东工业大学, 2021(08)
- [5]低温烧结纳米银焊点互连行为及可靠性研究[D]. 杨帆. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]选区激光熔化成形多孔Inconel718合金组织性能研究[D]. 王志云. 中北大学, 2021(01)
- [7]母合金法制备粉末镍基高温合金及性能研究[D]. 陈晓玮. 北京科技大学, 2021
- [8]激光选区熔化成形TiN/AlSi10Mg复合材料组织性能与强韧化机理[D]. 高超峰. 华南理工大学, 2020
- [9]粉床电子束增材制造生物医用钛合金的组织与性能研究[D]. 杨坤. 吉林大学, 2020(01)
- [10]420不锈钢烧结行为研究及多孔420不锈钢的制备[D]. 甘梦琦. 湘潭大学, 2020(02)