氧化鋁陶瓷熔點高,強度硬度大,耐磨性、耐腐蝕性、耐熱沖擊性和絕緣性優(yōu)良,在復(fù)雜環(huán)境化學(xué)性能穩(wěn)定,被廣泛應(yīng)用于航空航天、機械工業(yè)等領(lǐng)域。氧化鋁陶瓷激光直接材料成形制造的零件容易出現(xiàn)氣孔、裂紋、形貌不穩(wěn)定等缺陷。成形過程的等離子體與成形過程的穩(wěn)定性關(guān)系密切,且目前對此工藝下的等離子體研究較少,故本文針對氧化鋁光致等離子體展開系統(tǒng)研究。首先采用高速攝影方法采集等離子體/陶瓷蒸氣的羽輝形貌,并通過圖像處理方法提取羽輝面積、質(zhì)心高度特征。研究了變功率、變離焦量條件下羽輝面積、質(zhì)心高度的變化規(guī)律,分析了時域內(nèi)羽輝面積的波動性。研究發(fā)現(xiàn),羽輝光強較大,程度比金屬材料更劇烈,這與氧化鋁中氧元素有關(guān);隨功率增加羽輝強度逐漸增強,隨著離焦量絕對值的增大,羽輝強度逐漸減小;激光直接成形過程中等離子體羽輝特征的變化存在一定周期性;成形過程產(chǎn)生的“堵粉現(xiàn)象”與蒸氣噴發(fā)有關(guān)。其次對等離子體的光譜特征進(jìn)行了研究。利用成形系統(tǒng)及光譜采集系統(tǒng)獲得等離子體光譜,并分析了等離子體的光譜強度、電子密度、光譜強度的波動性與熔池溫度波動性的相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)氧化鋁陶瓷成形過程的等離子體現(xiàn)象比金屬材料的更劇烈;譜線主要處于紫外區(qū)和可見區(qū)...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號表
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 陶瓷增材制造技術(shù)概述
    1.3 光致等離子體行為及缺陷相關(guān)研究
    1.4 激光等離子體行為國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 等離子體譜特征概述
        1.4.2 等離子體/蒸氣羽輝研究概述
    1.5 氧化鋁等離子體研究概述
    1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、試驗設(shè)備以及研究方法
    2.1 試驗材料和基板選擇
    2.2 試驗設(shè)備
        2.2.1 激光直接材料成形系統(tǒng)
        2.2.2 熔池溫度、等離子體光譜及羽輝圖像采集系統(tǒng)
    2.3 試驗研究方法
        2.3.1 鑲樣處理
        2.3.2 圖像處理
        2.3.3 等離子體電子密度的求取
    2.4 本章小結(jié)
第3章 陶瓷激光直接材料成形等離子體/蒸氣羽輝特征
    3.1 羽輝形貌特征分析
    3.2 羽輝特征參數(shù)與工藝參數(shù)的關(guān)系研究
        3.2.1 離焦量對等離子體/陶瓷蒸氣的影響
        3.2.2 激光功率對等離子體/陶瓷蒸氣的影響
    3.3 等離子體/陶瓷蒸氣羽輝的波動性分析
    3.4 光致等離子體/陶瓷蒸氣對成形過程的堵粉現(xiàn)象研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氧化鋁陶瓷光致等離子體譜線特征分析
    4.1 氧化鋁陶瓷激光直接成形工藝
    4.2 氧化鋁陶瓷光致等離子體譜線特征
    4.3 氧化鋁陶瓷等離子體光譜數(shù)據(jù)分析
    4.4 等離子體光譜強度、電子密度與工藝參數(shù)的關(guān)系分析
        4.4.1 譜線強度、電子密度與功率關(guān)系分析
        4.4.2 譜線強度、電子密度與送粉速率關(guān)系分析
        4.4.3 譜線強度、電子密度與掃描速度關(guān)系分析
    4.5 等離子體強度特征與熔池溫度波動性的相關(guān)性研究
        4.5.1 時域內(nèi)譜線強與熔池溫度波動性分析
        4.5.2 譜線強度與熔池溫度的相關(guān)性分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 成形缺陷與等離子體特征的相關(guān)性分析
    5.1 成形件表面形貌與等離子體特征關(guān)系分析
        5.1.1 單層薄壁件的形貌
        5.1.2 形貌與等離子體的相關(guān)性分析
    5.2 成形件氣孔率與等離子體參數(shù)關(guān)系分析
        5.2.1 成形件氣孔分析
        5.2.2 氣孔率與等離子體相關(guān)性分析
    5.3 成形件裂紋數(shù)量與等離子體參數(shù)關(guān)系分析
        5.3.1 成形件裂紋分析
        5.3.2 裂紋數(shù)量與等離子體相關(guān)性分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    一 總結(jié)
    二 創(chuàng)新點
    三 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與科研項目



本文編號：3843212