【摘要】：空心微點(diǎn)陣材料是一種具有超輕、超剛、超強(qiáng)、超吸能等優(yōu)越性能的新型超材料。然而,目前該材料仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段,其比強(qiáng)度和等效彈性模量力學(xué)性能與其理想值還有較大差距。開(kāi)發(fā)空心微點(diǎn)陣材料制備的關(guān)鍵技術(shù),試驗(yàn)研究該材料的破壞過(guò)程,結(jié)合有限元模擬分析揭示其破壞機(jī)理,并從制造備工藝和微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提高材料的力學(xué)性能,具有重大意義。本文首先對(duì)空心微點(diǎn)陣材料的多種制備工藝進(jìn)行對(duì)比研究,開(kāi)發(fā)了一套以光固化成型(SLA)技術(shù)、化學(xué)鍍層工藝為核心的完整的空心微點(diǎn)陣材料制備流程。然后對(duì)制造的樣品進(jìn)行原位壓縮試驗(yàn)測(cè)試,并構(gòu)建有限元分析模型對(duì)材料的壓縮破壞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)值模擬的分析結(jié)果,研究了鎳空心微點(diǎn)陣材料的壓縮性能,分析了不同鍍層材料、不同鍍層厚度、不同鍍層工藝對(duì)材料性能的影響。結(jié)合顯微鏡觀測(cè)和模型應(yīng)力云圖分析,對(duì)空心微點(diǎn)陣材料壓縮過(guò)程中的變形過(guò)程和破壞機(jī)理進(jìn)行了研究,確定影響材料性能的關(guān)鍵微結(jié)構(gòu)特征。研究發(fā)現(xiàn)基于現(xiàn)有工藝制備的空心微點(diǎn)陣材料能夠?qū)崿F(xiàn)壓至80%變形前應(yīng)力基本保持恒定,但比強(qiáng)度仍有不足。鍍層厚度對(duì)靜態(tài)壓縮下材料的破壞機(jī)理和應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)有顯著影響。鍍層質(zhì)量和微結(jié)構(gòu)特征是影響空心微點(diǎn)陣材料性能的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB34
【圖文】：

研究方法流程框圖

工藝流程框圖

(a)Form 2 打印機(jī) (b)支架和底座拆除前后試件圖 2-3 打印機(jī)及打印試件研究中打印耗材使用了 Formlabs 公司生產(chǎn)的白色光敏樹(shù)脂(White)、韌

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 蘭紅波;李滌塵;盧秉恒;;微納尺度3D打印[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2015年09期

2 何岷洪;宋坤;莫宏斌;李軍;潘道成;梁子騏;;3D打印光敏樹(shù)脂的研究進(jìn)展[J];功能高分子學(xué)報(bào);2015年01期

3 陳建剛;張昌明;趙知辛;韓萬(wàn)龍;;基于液態(tài)光固化成型機(jī)光敏樹(shù)脂補(bǔ)償系統(tǒng)的研究[J];陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

4 周庚俠;班書(shū)寶;顧濟(jì)華;孫天玉;吳東岷;;微立體光刻中光敏樹(shù)脂特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年04期

5 沙菁契;侯麗雅;章維一;;基于微立體光刻技術(shù)的組織支架的制備[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S1期

6 王立平,高燕,薛群基,劉惠文,徐洮;電沉積鎳納米晶材料制備及性能[J];電鍍與涂飾;2004年03期

7 張朝陽(yáng),魏錫文,張海東,李兵,喻林霞;Ni-P化學(xué)鍍的機(jī)理及其研究方法[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2001年S1期

8 張統(tǒng)一,蔣方忻,褚武揚(yáng),肖紀(jì)美;氫對(duì)純鎳彈性模量的影響[J];物理學(xué)報(bào);1986年09期

本文編號(hào)：2771987