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1、碩士學(xué)位論文激光近凈成形A1203/SiC復(fù)相陶瓷材料的研究TheStudyonLaserEngineeredNetShapingofAi203/SiCCompositeCeramicMaterials學(xué)號(hào):型004077完成日期:——2Q13二Q凹5太連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要激光近凈成形(LaserEngineeredNetShaping,LENSⅢ)是近年來在激光
2、熔覆技術(shù)和快速原型技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新技術(shù),只要將CAD產(chǎn)生零件實(shí)體模型的分層信息輸入NC系統(tǒng),即可直接通過CAD信息制造出復(fù)雜零件。陶瓷的硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性高、熔點(diǎn)高,因此在工業(yè)發(fā)展中扮演重要角色,同時(shí)在航空航天、國(guó)防以及高新技術(shù)領(lǐng)域等都有十分廣泛的應(yīng)用。將LENS技術(shù)越來越多地應(yīng)用在快速制造領(lǐng)域,顯然會(huì)極大豐富陶瓷材料的加工水平和工藝完善,而且可以令陶瓷材料更加滿足于不同條件下的需求,為陶瓷加工和應(yīng)用的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ),具有重要
3、的理論意義和科學(xué)價(jià)值。本文針對(duì)A1203/SiC復(fù)相陶瓷粉末的LENS工藝展開研究,分析激光與A1203/SiC復(fù)相陶瓷粉末的相互作用,形成陶瓷結(jié)構(gòu)件后的宏觀微觀特征,SiC顆粒在A1203基體中的分布狀況及其材料成分和工藝參數(shù)對(duì)陶瓷構(gòu)件中裂紋、孔隙缺陷的影響。利用金相顯微鏡、SEM、XRD、EDS、超景深體視顯微鏡等工具,檢測(cè)陶瓷的顯微組織、元素分布及存在物相等。研究的具體內(nèi)容有如下幾個(gè)方面:(1)針對(duì)A1203/SiC復(fù)相陶瓷粉末,
4、進(jìn)行激光近凈成形的單因素實(shí)驗(yàn)。研究SiC粉末添加比例、激光功率、掃描速度、送粉率對(duì)激光近凈成形A1203/SiC復(fù)相陶瓷薄壁件裂紋敏感性的影響;(2)針對(duì)A1203、A1203/5wt%SiC和A1203/10wt%SiC陶瓷粉末,進(jìn)行30層薄壁件的激光近凈成形。通過EDS、SEM、超景深體視顯微鏡研究孔隙缺陷的形成及改善機(jī)理,最終得到SiC粉末含量對(duì)各構(gòu)件內(nèi)孔隙缺陷的影響規(guī)律;(3)針對(duì)A1203/10wt%SiC復(fù)相陶瓷粉末,進(jìn)行3
5、0層薄壁件激光近凈成形。通過金相顯微鏡研究構(gòu)件內(nèi)的顯微組織特征及兩相結(jié)合狀況,利用XRD分析物相,研究?jī)上嗵沾傻幕瘜W(xué)相容性;(4)針對(duì)A1203和A1203/10wt%SiC陶瓷粉末,進(jìn)行30層薄壁件的激光近凈成形。研究SiC粉末對(duì)熔覆層形貌(熔覆層高度、熔覆層寬度等)的影響;(5)針對(duì)A1203/10wt%SiC陶瓷粉末,進(jìn)行半圓環(huán)、“L”型和薄壁構(gòu)件的激光近凈成形,研究工藝路徑優(yōu)化對(duì)激光近凈成形宏觀質(zhì)量的影響。本文采用激光近凈成形技
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