發(fā)布時間：2017-08-01 06:13

  本文關(guān)鍵詞：鑄造法蜂窩孔材料的制備研究

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【摘要】：本文提出一種新的制備金屬蜂窩孔材料的工藝方法,根據(jù)該方法的工藝特點設(shè)計并制備出生產(chǎn)蜂窩孔材料的設(shè)備。該工藝基于石墨與金屬基體浸潤性差而導(dǎo)致二者之間界面結(jié)合力較小的原理而實現(xiàn)蜂窩孔材料制備的。與傳統(tǒng)蜂窩孔材料的制備技術(shù)相比較,該工藝制備成本低、鑄造工藝簡單易操作、生產(chǎn)周期短且生產(chǎn)效率高。為了驗證該工藝的可行性及優(yōu)越性,本文對該工藝的工藝過程進(jìn)行模擬,對成孔原理進(jìn)行分析,并建立數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出估測孔徑尺寸偏差的計算公式,為蜂窩孔材料得以更精確的制備提供理論基礎(chǔ)。首先,從鑄造法制備蜂窩孔材料的成孔機理進(jìn)行分析,石墨與金屬基體的浸潤角超過90°,二者之間浸潤性差及金屬基體與石墨界面結(jié)合強度差是采用本文所提出方法制備金屬蜂窩孔材料的主要理論基礎(chǔ)。其次,石墨與金屬基體無反應(yīng)或反應(yīng)的量極少,石墨孔芯在經(jīng)過澆注后其強度和結(jié)構(gòu)幾乎沒有發(fā)生改變,為成孔體能夠順利抽出提供保障。再次,為了有效驗證該工藝的可行性及優(yōu)越性,本文成功制備出三角形、五角星形、四方形、六邊形、花邊四方形及具有超大長徑比的細(xì)長孔等多種形狀的金屬蜂窩孔材料的單元孔。最后,本文設(shè)計一種制備金屬蜂窩孔材料的連續(xù)鑄造設(shè)備,該設(shè)備由加熱模塊、冷卻系統(tǒng)、拉錠機構(gòu)、阻網(wǎng)及相應(yīng)的石墨模具組成,并通過計算機模擬鑄造法制備金屬蜂窩孔材料的工藝過程,模擬結(jié)果顯示,該方法可制備出具有蜂窩結(jié)構(gòu)的多孔材料。此外,本文通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測和分析,結(jié)果顯示在單元孔制備過程中,孔芯金屬骨架及金屬基體之間石墨隔層是孔芯能夠順利抽出的關(guān)鍵因素。根據(jù)鑄造法制備蜂窩單元孔過程中金屬凝固特點建立數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出孔徑尺寸隨溫度變化的預(yù)測公式,經(jīng)試驗驗證該公式準(zhǔn)確度較高,誤差為1-2%。
【關(guān)鍵詞】：石墨 蜂窩材料 數(shù)學(xué)模型 鑄造
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 蜂窩孔金屬材料介紹8-11
• 1.2 蜂窩孔金屬材料的國內(nèi)外研究背景介紹11-16
• 1.2.1 蜂窩孔金屬材料的制備方法介紹11-14
• 1.2.2 蜂窩孔金屬材料的特性與應(yīng)用背景介紹14-16
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 蜂窩孔材料的制備機理及探索性實驗18-29
• 2.1 石墨與金屬基體的浸潤性分析18-20
• 2.2 石墨與金屬基體的化學(xué)反應(yīng)分析20
• 2.3 多種形狀單元孔的制備20-28
• 2.3.1 大長徑比單元孔制備21-25
• 2.3.2 細(xì)長單元孔制備25-26
• 2.3.3 彎曲單元孔制備26-27
• 2.3.4 多邊形單元孔的制備27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 鑄造法制備蜂窩孔材料設(shè)備的設(shè)計29-41
• 3.1 實驗材料及設(shè)備29
• 3.2 制備蜂窩孔材料設(shè)備的設(shè)計29-38
• 3.2.1 實驗流程29-30
• 3.2.2 制備蜂窩孔材料設(shè)備介紹30-33
• 3.2.3 制備蜂窩孔材料模具的設(shè)計33-34
• 3.2.4 阻網(wǎng)及拉錠機構(gòu)的設(shè)計34-38
• 3.3 鑄造法制備蜂窩孔材料的過程介紹38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 工藝數(shù)值模擬及實驗結(jié)果分析41-59
• 4.1 制備蜂窩孔材料工藝數(shù)值模擬41-45
• 4.1.1 前處理41-44
• 4.1.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析44-45
• 4.2 實驗結(jié)果及分析45-54
• 4.2.1 實驗結(jié)果45-52
• 4.2.2 拉錠阻力及影響因素分析52-54
• 4.3 單元孔制備過程中石墨層機理分析54-55
• 4.4 單元孔孔徑尺寸估測模型的建立55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：602839