隨著表面工程技術(shù)、新型材料及先進制造技術(shù)的快速發(fā)展,近幾十年來發(fā)展起來的表面功能結(jié)構(gòu)制造已成為新興學(xué)科交叉研究的重要領(lǐng)域。表面功能結(jié)構(gòu)制造最重要的發(fā)展趨勢是按功能需求主動設(shè)計結(jié)構(gòu)表面,并根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀進行快速制造。結(jié)合數(shù)字化設(shè)計、先進材料與制造工藝方法的增材制造技術(shù)具有高靈活性、小批量低成本、原理簡單等優(yōu)點,已成為先進制造領(lǐng)域的重要研究熱點。納米尺度材料與加工技術(shù)相結(jié)合,通過特定加工技術(shù)、組裝方法進行表面微/納結(jié)構(gòu)制備,可使表面性能進一步得到強化、改性及賦予新效應(yīng)與新功能,表現(xiàn)出了有別于單一宏觀表面功能結(jié)構(gòu)的特殊效應(yīng)。本文提出了一種空氣環(huán)境下的激光選區(qū)熔化銅納米顆粒增材制造成形表面功能結(jié)構(gòu)的方法,并根據(jù)功能要求主動設(shè)計表面結(jié)構(gòu),利用逐層疊加原理實現(xiàn)“自下而上（Bottom-to-Up）”的表面功能結(jié)構(gòu)一體化制造,為柔性化、高效、高穩(wěn)定、多尺度及復(fù)合表面功能結(jié)構(gòu)制造提供重要技術(shù)手段。激光選區(qū)熔化（SLM）銅納米顆粒制造表面功能結(jié)構(gòu)技術(shù)研究是利用激光逐層選擇性局部掃描單層圖形作業(yè)區(qū)域,在醇類有機溶液和有機聚合物共同作用下,實現(xiàn)空氣環(huán)境下金屬銅材料的增材制造成形。根據(jù)醇類和金屬氧化物之間的反應(yīng)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景和意義
    1.2 功能性表面制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 疏水表面功能結(jié)構(gòu)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 減摩微織構(gòu)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 微結(jié)構(gòu)激光增材制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 非金屬材料微結(jié)構(gòu)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 金屬材料微結(jié)構(gòu)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究現(xiàn)狀分析
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于銅納米顆粒分散與氧化還原的SLM成形方法研究
    2.1 引言
    2.2 銅納米顆粒熱特性及與醇類溶液和PVP反應(yīng)原理
        2.2.1 銅納米顆粒熱特性分析
        2.2.2 醇類溶液與銅納米顆�；瘜W(xué)反應(yīng)分析
        2.2.3 PVP與銅納米顆�；瘜W(xué)反應(yīng)分析
    2.3 醇溶液對反應(yīng)的影響分析
        2.3.1 醇溶液對銅納米分散液光吸收的影響
        2.3.2 DSC/TG分析
    2.4 PVP分散劑對反應(yīng)的影響分析
        2.4.1 DSC分析
        2.4.2 PVP分散劑配制分散液的激光熔化試驗研究
        2.4.3 激光熔化銅納米分散液的反應(yīng)產(chǎn)物分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 SLM銅納米顆粒的熔化融合及成形輪廓仿真研究
    3.1 引言
    3.2 SLM銅納米顆粒熱-流-固耦合模型
        3.2.1 熱作用模型的建立
        3.2.2 熔池流動模型的建立
        3.2.3 固-液界面追蹤理論模型的建立
        3.2.4 液-增界面追蹤理論模型的建立
    3.3 顆粒形態(tài)熔融過程分析
        3.3.1 雙銅納米顆粒熔融過程分析
        3.3.2 多銅納米顆粒熔融過程分析
    3.4 光在銅納米分散系中的分布研究
        3.4.1 單納米顆粒激光散射分析
        3.4.2 激光在銅納米分散系中分布的仿真研究
        3.4.3 激光在分散液中分布試驗分析
    3.5 SLM銅納米顆粒相變連續(xù)模型建立及仿真分析
        3.5.1 SLM銅納米顆粒相變連續(xù)模型的建立
        3.5.2 SLM銅納米顆粒的連續(xù)控制模型
        3.5.3 激光與分散液相互作用過程仿真分析
        3.5.4 SLM銅納米顆粒成形輪廓仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 SLM銅納米顆粒增材制造成形試驗裝置研制及工藝技術(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 SLM銅納米顆粒增材制造成形試驗裝置研制
        4.2.1 激光光路設(shè)計
        4.2.2 軟件及控制系統(tǒng)設(shè)計
        4.2.3 溶液涂鋪模型的建立與仿真
    4.3 SLM銅納米顆粒單道掃描技術(shù)研究
        4.3.1 銅納米顆粒分散液成分與比例
        4.3.2 單道掃描激光工藝參數(shù)試驗研究
        4.3.3 單道掃描軌跡球化現(xiàn)象研究
    4.4 平面填充掃描激光工藝參數(shù)試驗研究
        4.4.1 單層平面填充掃描激光工藝參數(shù)試驗研究
        4.4.2 雙層填充掃描激光工藝參數(shù)試驗研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 SLM銅納米顆粒制造表面功能結(jié)構(gòu)及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 網(wǎng)格疏水/超疏水結(jié)構(gòu)的制造與表面形貌分析
        5.2.1 網(wǎng)格疏水/超疏水結(jié)構(gòu)的制備
        5.2.2 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)表面微觀形貌及尺寸
        5.2.3 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)表面成分
    5.3 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的疏水/超疏水性能研究
        5.3.1 表面修飾時間對疏水性影響
        5.3.2 網(wǎng)格尺寸與靜態(tài)接觸角關(guān)系分析
        5.3.3 動態(tài)疏水性能及機械性能測試
    5.4 表面減摩微織構(gòu)的制備與摩擦性能分析
        5.4.1 表面減摩微織構(gòu)設(shè)計
        5.4.2 表面減摩微織構(gòu)的制備與動壓潤滑摩擦試驗研究
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
參考文獻
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]瑞利背向散射系數(shù)測定[J]. 李楚元.  物理測試. 2018(04)
[4]微納復(fù)合溝槽形鋁合金表面的結(jié)冰性能[J]. 彎艷玲,奚傳文,董賓,于化東.  中國表面工程. 2018(04)
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[10]基于軟印刷技術(shù)的竹材表面仿制荷葉超疏水結(jié)構(gòu)[J]. 王發(fā)鵬,李松.  科技導(dǎo)報. 2016(19)

博士論文
[1]仿生超疏水金屬表面的制備與性能研究[D]. 孟可可.吉林大學(xué) 2014



本文編號：3091506