鋁基碳化硅陶瓷顆粒增強復合材料（SiC_p/Al）作為一種最有應用前景的航空關鍵材料,產(chǎn)業(yè)化進程受到后續(xù)加工技術制約,主要表現(xiàn)為加工工具嚴重磨損、加工效率低、加工表面粗糙和加工形狀受限。脈沖激光作為一種先進的特種加工手段,加工柔性及對材料的適應性較強,相對于連續(xù)激光,由于縮短了激光與材料作用時間,減小了熱影響,可提高加工精度,在微納加工領域具有良好的應用前景,對金屬、陶瓷、半導體等材料的加工也日趨成熟。而目前脈沖激光對復合材料的加工主要集中在纖維增強樹脂基（CFRPs）材料的切割、打孔方面的研究和應用,對陶瓷顆粒增強金屬基復合材料的脈沖激光加工仍鮮見報道。由于傳統(tǒng)加工手段對SiC_p/Al復合材料加工存在諸多問題,綜合脈沖激光加工的特點及優(yōu)勢,本論文提出使用脈沖激光刻蝕SiC_p/Al復合材料并研究其規(guī)律。主要內(nèi)容包含:首先通過納秒激光單脈沖方式作用SiC_p/Al復合材料獲得一般行為規(guī)律;通過復合材料與單一塊材的對比實驗獲得納秒激光作用過程中基體與顆粒間相互影響實驗規(guī)律,通過熱學模擬解釋基體與顆粒間相互影... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

SiCp/Al復合材料應用舉例.(a)F-16戰(zhàn)斗機腹鰭,(b)慣性環(huán)形激光陀螺制導系統(tǒng),(c)

北京工業(yè)大學工學博士學位論文料(Metal Matrix Composite，簡稱 MMC)，圖 1-2 為其電子顯微鏡放大形貌 顆粒作為增強體具有很高的強度和硬度，本身即是磨料，在使用傳統(tǒng)加對 SiCp/Al 復合材料進行磨削、切割、打孔等加工過程中存在很大問題，約了該復合材料的產(chǎn)業(yè)化進程，是目前科學研究的熱點和加工難點。因此并研究 SiCp/Al 復合材料新的加工方法及其加工機制及規(guī)律具有重要的科實意義。

/Al 復合材料，并對刻蝕規(guī)律及機制進行研究。圖1-3 刀具加工SiCp/Al 復合材料出現(xiàn)的(a)顆粒在刀具中嵌入, (b)刀具涂層破損,以及(c)加工不同時間的后刀面磨損情況[7,8]Fig.1-3 (a) Particles embedding, (b) coating wear and (c) flank wear during SiCp/Al compositeprocessing with PCD and CVD tools1.3 脈沖激光材料加工研究進展脈沖激光是利用脈寬壓縮技術產(chǎn)生高能量密度，在短時間內(nèi)將材料氣化的一種先進加工手段。脈沖激光刻蝕是激光微加工中打孔、雕刻、材料改性、新物質(zhì)生成等多種技術的基礎。利用脈沖激光對材料進行刻蝕，不僅可縮短激光與材料作用時間，減小熱影響，還可借助高光強實現(xiàn)非線性吸收，提高加工精度，并對任意材料進行加工[13]�；诓牧蠈す饽芰课崭魑锢磉^程的特征時間(如：電子對光能的吸收(~10fs)、電子間熱平衡的建立(~100fs)、電子與晶格傳熱及平衡(1~10ps)、材料熱傳導過程的開始(~100ps)等[14])，可根據(jù)脈寬將脈沖激光進行劃分，并利用其不同的材料蝕除機制，實現(xiàn)特殊的加工應用。1.3.1 脈沖激光分類物質(zhì)對光能的吸收首先是通過電子進行的。以金屬材料為例，激光輻照下，電子通過逆韌致輻射(在高光強下半導體和絕緣體材料可通過單光子或多光子吸收產(chǎn)生自由電子[15])吸收激光能量并達到熱平衡，之后通過發(fā)射聲子將能量傳遞給晶格

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3279857