本文關(guān)鍵詞：高真空金屬單晶體生長爐設(shè)計與研究

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【摘要】：近年來,隨著信息科技的發(fā)展,電線電纜的傳輸導線也不斷的發(fā)展,其用量不斷的增多,而且對其性能要求也越來越高。單晶體銅由于具有較強消除橫向晶界的能力,并且擁有良好的保真性能和塑性,所以是作為超細高保真材料的首選材料。高真空固態(tài)相變法金屬單晶體生長爐的主要作用是:將銅試件從高溫的固態(tài)相緩慢而均勻的相變到低溫固態(tài)相,從而獲得低溫固態(tài)相的金屬單晶銅。因此,金屬單晶體生長爐內(nèi)的溫度梯度和銅試件的移動速度是設(shè)計單晶體生長爐的技術(shù)關(guān)鍵點。首先,本文對高真空金屬單晶體生長爐進行了整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。該設(shè)計包括生長爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計、試件移動機構(gòu)設(shè)計和真空室設(shè)計三大部分。在單晶體生長爐的爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計中,提出了爐膛的保溫層采用4層鉬和4層不銹鋼的結(jié)構(gòu)。在試件移動機構(gòu)的設(shè)計中,采用螺旋傳動來實現(xiàn)試件垂直方向上的往復直線移動。根據(jù)真空容器的穩(wěn)態(tài)條件計算了真空室的厚度,并確定真空室的材料、冷卻方式和結(jié)構(gòu)形式。其次,應(yīng)用有限元軟件中的熱分析模塊,對生長爐的爐膛進行熱分析。建立生長爐的三維模型,利用有限元分析軟件ANSYS workbench,根據(jù)真空加熱系統(tǒng)的工作情況,對生長爐的爐腔進行有限元熱分析,得出了在穩(wěn)定條件下生長爐爐腔的穩(wěn)態(tài)溫度分布云圖,并對不同材料的生長爐膛進行對比分析。最后結(jié)合溫度場的分析結(jié)果,對生長爐膛的結(jié)構(gòu)進行改進。最后,對生長爐的溫度控制系統(tǒng)進行PLC設(shè)計。通過PLC軟件對上生長爐和下生長爐的加熱步驟進行編程,依據(jù)生長爐的加熱條件和加熱方式,選取合理的加熱絲材料作為加熱元件。
【關(guān)鍵詞】：金屬單晶體 晶體生長爐 有限元熱分析 溫度控制系統(tǒng)
【學位授予單位】：沈陽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK175
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題的來源及研究背景和目的11-12
• 1.1.1 課題的來源11
• 1.1.2 課題的背景11-12
• 1.1.3 研究目的12
• 1.2 高真空金屬單晶體生長爐的概述12
• 1.3 高真空金屬單晶體生長爐的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 金屬晶體的生長方法16-18
• 1.5 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 第2章 高真空金屬單晶體生長爐的整體設(shè)計20-36
• 2.1 高真空金屬單晶體生長設(shè)備概述20
• 2.2 生長爐總體設(shè)計20-23
• 2.2.1 生長爐的設(shè)計要求20-21
• 2.2.2 生長爐設(shè)計依據(jù)21
• 2.2.3 設(shè)計參數(shù)21-22
• 2.2.4 生長爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計22-23
• 2.3 試件移動機構(gòu)設(shè)計23-28
• 2.3.1 移動機構(gòu)的電機選擇24-26
• 2.3.2 移動機構(gòu)的傳動零件計算26-28
• 2.4 真空系統(tǒng)設(shè)計28-35
• 2.4.1 真空室的設(shè)計要求28-29
• 2.4.2 真空室的結(jié)構(gòu)29-31
• 2.4.3 真空室材料的選擇31-32
• 2.4.4 真空泵的選擇32-33
• 2.4.5 冷卻系統(tǒng)33-34
• 2.4.6 氬氣保護系統(tǒng)34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 生長爐熱分析的理論基礎(chǔ)36-49
• 3.1 有限元法與有限元軟件36-39
• 3.1.1 有限元法36-38
• 3.1.2 有限元軟件ANSYS Workbench的介紹38-39
• 3.2 熱分析模塊39-44
• 3.2.1 熱傳導方式的數(shù)學方程39-42
• 3.2.2 載荷處理42-44
• 3.3 熱應(yīng)力的理論基礎(chǔ)44-48
• 3.3.1 熱彈性理論的數(shù)學方程44-46
• 3.3.2 熱應(yīng)力的求解方程46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 單晶體生長爐的熱分析與研究49-59
• 4.1 生長爐三維模型的建立49-51
• 4.2 生長爐有限元模型的建立51-52
• 4.2.1 有限元建模的準則51
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分51-52
• 4.3 單晶體生長爐的熱分析52-56
• 4.3.1 單晶體生長爐的熱分析目的52-53
• 4.3.2 基于workbench的生長爐溫度場分析53-56
• 4.4 生長爐結(jié)構(gòu)改進設(shè)計56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 生長爐的溫度控制系統(tǒng)59-67
• 5.1 控制系統(tǒng)工作原理及作用59-60
• 5.2 PLC控制設(shè)計60-65
• 5.2.1 PLC軟件介紹60-61
• 5.2.2 PID控制算法61-62
• 5.2.3 PLC溫度控制設(shè)計62-65
• 5.3 加熱元件65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-70
• 在學期間研究成果70-71
• 致謝71-72

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1 王偉;沈國土;蔡繼光;董占海;高景;;內(nèi)部肋狀結(jié)構(gòu)物體熱分析初探[J];紅外與激光工程;2008年S2期

2 李成林;陳樹勛;陳建軍;;汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)件的熱分析[J];裝備制造技術(shù);2008年11期

3 許林水,張惠英,解懷英;UO_2粉末的熱分析[J];中國核科技報告;1991年S3期

4 繆巖;熱分析實驗中煤著火規(guī)律的研究[J];能源技術(shù);1998年01期

5 ;梅特勒-托利多熱分析超越系列新品上市!新技術(shù)/新儀器全國巡回推介活動[J];中國醫(yī)藥工業(yè)雜志;2007年08期

6 王喜建;葉榕偉;;網(wǎng)格劃分在摩托車數(shù)值仿真中的應(yīng)用[J];科技信息;2012年02期

7 丁飛;李成;;一種應(yīng)用于路政系統(tǒng)的小車平臺熱分析[J];科技資訊;2012年16期

8 王峰;陳國定;余承濤;;基于粗糙接觸的指尖密封熱分析[J];機械科學與技術(shù);2007年07期

9 朱平,隋淑英,王炳,孫鎧;阻燃及未阻燃棉織物的熱分析[J];青島大學學報(工程技術(shù)版);2000年04期

10 鐘楊帆;朱敏波;魏鋒;;I-DEAS在航天器熱分析中的應(yīng)用[J];計算機工程與設(shè)計;2006年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐遠旺;;熱分析在制藥行業(yè)的應(yīng)用[A];首屆中國晶型藥物研發(fā)技術(shù)學術(shù)研討會會議學術(shù)資料[C];2009年

2 粟智;;熱分析與熱分析動力學應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];2003年藥物分析論壇“熱分析在藥物分析中的應(yīng)用”專題學術(shù)研討會論文集[C];2003年

3 王偉;沈國土;蔡繼光;董占海;高景;;內(nèi)部肋狀結(jié)構(gòu)物體熱分析初探[A];第二屆紅外成像系統(tǒng)仿真測試與評價技術(shù)研討會論文集[C];2008年

4 李成林;陳樹勛;陳建軍;;某汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)件的熱分析[A];全國先進制造技術(shù)高層論壇暨第七屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2008年

5 余敏;鄒惠芬;;ANSYS的熱分析研究[A];第十屆沈陽科學學術(shù)年會論文集（信息科學與工程技術(shù)分冊）[C];2013年

6 侯秀麗;楊樹華;郭楊;;基于ANSYS的熱分析研究及應(yīng)用[A];科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學學術(shù)年會暨渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

7 羅道軍;汪洋;;PCBA異常爆板失效案例的研究[A];2009第十三屆全國可靠性物理學術(shù)討論會論文集[C];2009年

8 趙敏;陳志平;張巨勇;李蓉;;一款大功率LED燈的熱分析與熱設(shè)計[A];2011年機械電子學學術(shù)會議論文集[C];2011年

9 宋蓓莉;秦艷;全本慶;徐紅春;;光電模塊的熱分析應(yīng)用研究[A];“國際化學年在中國”——中國化學會第三屆全國熱分析動力學與熱動力學學術(shù)會議暨江蘇省第三屆熱分析技術(shù)研討會論文集[C];2011年

10 梁小平;潘紅;李欣;王雨;金楊;;生活垃圾的熱解和燃燒特性的熱分析實驗研究[A];2008年全國冶金物理化學學術(shù)會議專輯（下冊）[C];2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 孫山鵬;高真空金屬單晶體生長爐設(shè)計與研究[D];沈陽大學;2015年

2 陳政忠;卡口機的熱分析和散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D];山東大學;2015年

3 陳捷愷;6kW DC/DC變換器熱分析及散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];武漢理工大學;2014年

4 孫彪;基于HotSport的3DNoC熱分析研究[D];南京大學;2012年

5 沙朋朋;基于計算流體力學方法的大型客機APU艙熱分析[D];沈陽航空航天大學;2012年

6 賈震江;衛(wèi)星熱分析建模方法研究[D];南京理工大學;2004年

，

本文編號：930032