多孔結(jié)構(gòu)材料尤其是有序的孔洞排布結(jié)構(gòu)材料具有良好的力學(xué)性能和功能特性,比如具有質(zhì)輕、高比強(qiáng)度、減震、吸音、吸能等特點(diǎn),可應(yīng)用于汽車、航天、船舶、建筑、土木、機(jī)械、醫(yī)療、能源、軍工等領(lǐng)域。然而由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,傳統(tǒng)的工藝無(wú)法制造內(nèi)孔以及微小復(fù)雜的孔洞結(jié)構(gòu),探索多孔結(jié)構(gòu)合理可行的制備方法和工藝逐漸受到人們重視。3D打印技術(shù)中的選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技術(shù)可用于解決多孔結(jié)構(gòu)的制造難題。但是,以粉末顆粒為基材的粉末床熔化技術(shù),在逐層成形過程中,未被熔化的粉末顆粒會(huì)殘留在熔池側(cè)壁的固液凝固界面,造成粗糙的制備表面,這種表面缺陷在復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)中尤為嚴(yán)重,因此SLM制備多孔結(jié)構(gòu)的表面問題,已成為該技術(shù)的瓶頸之一。此外,SLM制備多孔結(jié)構(gòu)主要優(yōu)勢(shì)是具備可設(shè)計(jì)性,有望實(shí)現(xiàn)新的功能性應(yīng)用,結(jié)合SLM技術(shù)研究能源領(lǐng)域中金屬多孔電極,為新一代多孔電極的設(shè)計(jì)和制備提供指導(dǎo)。本研究從單道到單層多道再到多層多道,逐級(jí)遞進(jìn)對(duì)不銹鋼陣列形式的多孔結(jié)構(gòu)SLM制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,確定了制備微米尺度Bcc陣列結(jié)構(gòu)的SLM優(yōu)化工藝。成功制備了無(wú)氣孔、裂紋等缺陷和無(wú)變形的Bcc陣列... 

【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 金屬多孔結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 多孔結(jié)構(gòu)及其相關(guān)研究的起源
        1.2.2 多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其發(fā)展
        1.2.3 多孔結(jié)構(gòu)的特性分析
    1.3 金屬多孔結(jié)構(gòu)的加工方法
        1.3.1 金屬多孔結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)制備方法
        1.3.2 3D打印技術(shù)的原理及特點(diǎn)
        1.3.3 SLM制備金屬多孔結(jié)構(gòu)的缺陷分析
    1.4 金屬多孔結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能
        1.4.1 多孔結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)
        1.4.2 多孔結(jié)構(gòu)壓縮性能的表征與分析
    1.5 金屬結(jié)構(gòu)的表面拋光技術(shù)
        1.5.1 SLM制備的金屬結(jié)構(gòu)表面特點(diǎn)
        1.5.2 SLM制備金屬多孔結(jié)構(gòu)的拋光工藝研究
    1.6 金屬多孔結(jié)構(gòu)的功能性應(yīng)用
    1.7 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 試驗(yàn)設(shè)備
    2.2 試驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 316L不銹鋼粉末
        2.2.2 選區(qū)激光熔化(SLM)方法
    2.3 分析測(cè)試方法
        2.3.1 顯微組織分析
        2.3.2 相組成及相分析
        2.3.3 表面成分及價(jià)態(tài)分析
        2.3.4 壓縮性能測(cè)試
        2.3.5 致密度和孔隙率檢測(cè)
        2.3.6 孔形態(tài)和結(jié)構(gòu)三維特征分析
        2.3.7 粗糙度測(cè)量
        2.3.8 電化學(xué)性能測(cè)試
第3章 不銹鋼陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與SLM制備
    3.1 引言
    3.2 不銹鋼Bcc陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建模
        3.2.1 Bcc陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 Bcc陣列結(jié)構(gòu)力學(xué)性能數(shù)值模擬建模
        3.2.3 Bcc陣列結(jié)構(gòu)相對(duì)密度的計(jì)算與設(shè)計(jì)
    3.3 不銹鋼Bcc陣列結(jié)構(gòu)的SLM制備工藝
        3.3.1 不銹鋼Bcc陣列結(jié)構(gòu)SLM工藝特點(diǎn)
        3.3.2 不銹鋼單一熔道的SLM工藝優(yōu)化
        3.3.3 不銹鋼多道多層的SLM工藝優(yōu)化
        3.3.4 不銹鋼陣列結(jié)構(gòu)的SLM工藝優(yōu)化
    3.4 SLM制備不銹鋼Bcc陣列結(jié)構(gòu)的微觀組織分析
    3.5 SLM制備不銹鋼Bcc陣列結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析
    3.6 不同密度Bcc陣列結(jié)構(gòu)的吸能特性預(yù)測(cè)與分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 不銹鋼陣列結(jié)構(gòu)的電化學(xué)拋光技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 SLM制備不銹鋼陣列結(jié)構(gòu)的表面特征
        4.2.1 SLM制備不銹鋼表面的分類
        4.2.2 SLM制備不銹鋼表面粗糙度形成原因
    4.3 SLM制備不銹鋼表面拋光策略
    4.4 新型過電位拋光(OECP)技術(shù)
    4.5 OECP工藝優(yōu)化
    4.6 OECP技術(shù)對(duì)初始表面粗糙度的拋光能力分析
    4.7 陣列結(jié)構(gòu)的ECP與 OECP拋光技術(shù)比較
    4.8 OECP+ECP組合式拋光技術(shù)
    4.9 拋光對(duì)陣列結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響
    4.10 OECP技術(shù)的適用性初探
        4.10.1 異形管道內(nèi)壁拋光
        4.10.2 不同金屬材料的拋光
    4.11 本章小結(jié)
第5章 陣列電極的SLM制備及其電化學(xué)性能分析
    5.1 引言
    5.2 陣列電極設(shè)計(jì)與制備
        5.2.1 網(wǎng)格陣列結(jié)構(gòu)電極設(shè)計(jì)與制備
        5.2.2 中空多孔陣列結(jié)構(gòu)電極設(shè)計(jì)與制備
    5.3 陣列電極的拋光
        5.3.1 拋光對(duì)陣列電極結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.2 拋光對(duì)陣列電極力學(xué)性能的影響
        5.3.3 拋光對(duì)陣列電極耐腐蝕性能的影響
    5.4 陣列電極的結(jié)構(gòu)與物理性能表征
        5.4.1 網(wǎng)格陣列結(jié)構(gòu)電極
        5.4.2 中空多孔陣列結(jié)構(gòu)電極
    5.5 陣列電極材料的微觀結(jié)構(gòu)分析
        5.5.1 網(wǎng)格陣列結(jié)構(gòu)電極
        5.5.2 中空多孔陣列電極
    5.6 陣列電極的電化學(xué)活性
        5.6.1 網(wǎng)格陣列電極
        5.6.2 中空多孔陣列電極
    5.7 陣列電極的電化學(xué)服役性能分析
        5.7.1 網(wǎng)格陣列電極
        5.7.2 中空多孔陣列電極
    5.8 陣列電極的服役穩(wěn)定性分析
        5.8.1 網(wǎng)格陣列電極
        5.8.2 中空多孔陣列電極
    5.9 陣列電極與商用泡沫電極性能比較
    5.10 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
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