多孔材料具有結(jié)構(gòu)、功能的雙重屬性,具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、吸能減震、電磁屏蔽、等優(yōu)異性能,廣泛用于航空航天、醫(yī)療器械、武器裝備、汽車模具、建筑藝術(shù)等領(lǐng)域。選區(qū)激光熔化技術(shù)（Selective Laser Melting,SLM）可快速制備傳統(tǒng)加工方法無法制備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,如周期性多孔異質(zhì)密度結(jié)構(gòu)、菱形二十四面體多孔結(jié)構(gòu)等,具有成形能力強(qiáng)、可精確控制及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目號(hào):51775521）和山西省回國(guó)留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào):2017-095）資助下,本文采用SLM技術(shù)制備了孔隙率為54%的周期性多孔AlSi10Mg合金、17-4PH不銹鋼合金以及高溫鎳基Inconel718合金,并研究了熱處理對(duì)其顯微組織和力學(xué)性能的影響,研究結(jié)果如下:（1）獲得了熱處理對(duì)SLM成形多孔AlSi10Mg合金的顯微組織的演變規(guī)律和力學(xué)性能變化,結(jié)果表明:SLM成形AlSi10Mg合金內(nèi)共晶硅組織呈連續(xù)網(wǎng)狀;試樣橫截面顯微硬度為121.9 HV,縱截面為94 HV,經(jīng)靜態(tài)壓縮測(cè)試后得該多孔結(jié)構(gòu)彈性模量和屈服強(qiáng)度分別為2.032 GPa和37.31 MPa,塑性較差,與中心節(jié)點(diǎn)處連... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多孔結(jié)構(gòu)材料分類示意圖[20]

中北大學(xué)學(xué)位論文3是由支柱或者平板構(gòu)成。根據(jù)單元胞體之間的互相貫通性多孔結(jié)構(gòu)可以分為開孔和閉孔兩種結(jié)構(gòu)，也可以按內(nèi)部組成單元的規(guī)則程度分為隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)和非隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)，隨機(jī)多孔主要以泡沫金屬(foam)為主，非隨機(jī)多孔主要指點(diǎn)陣材料(latticematerial)或周期性結(jié)構(gòu)材料[19]，具體分類情況如圖1-1所示。由于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)不僅具有良好的周期結(jié)構(gòu)、規(guī)則的孔形和高的孔隙率，而且具有輕質(zhì)(孔隙率可高達(dá)99%)、高強(qiáng)(比剛度高、比強(qiáng)度高、韌性高)、多功能可設(shè)計(jì)性以及屏蔽電磁輻射、吸收噪音和沖擊能量等優(yōu)異性能[21,22]，在航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械等領(lǐng)域受到極大青睞。點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)又分為二維點(diǎn)陣和三維點(diǎn)陣，二維點(diǎn)陣材料由多邊形按照二維排列[23]，在第三方向上成棱柱狀，形態(tài)像蜜蜂的六邊形巢穴，也稱蜂窩結(jié)構(gòu)材料；常見的二維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)有四邊形點(diǎn)陣、全三角點(diǎn)陣、正方靜不定點(diǎn)陣、六邊形點(diǎn)陣和新型Kagome點(diǎn)陣[24]。三維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)則是由晶胞單元按一定規(guī)則在三維空間排列形成的[25]。與二維點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相比，三維點(diǎn)陣具有更強(qiáng)的設(shè)計(jì)性和滿足多功能的設(shè)計(jì)潛力[26]，有疊層結(jié)構(gòu)、八面體結(jié)構(gòu)、三維全點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)等[24]，依據(jù)晶胞單元類型還可以分為G類的多孔結(jié)構(gòu)、P類的多孔結(jié)構(gòu)、D類的多孔結(jié)構(gòu)等[27,28]，如圖1-2所示。圖1-2常見的多孔結(jié)構(gòu)[28,29]Fig.1-2Commonlatticestructure[28,29]

中北大學(xué)學(xué)位論文6光掃描完成后熔化的金屬液體快速凝固成形，然后成形缸下降，送粉缸上升再次進(jìn)行鋪粉、激光掃描，進(jìn)行下一層的凝固成形，不斷重復(fù)這兩個(gè)步驟直至完成零件的成形[56,57]。圖1-3SLM成形原理示意圖[58]Fig.1-3SchematicdiagramofSLMprocessing[58]1.3.2選區(qū)激光熔化技術(shù)成形優(yōu)勢(shì)SLM集成了計(jì)算機(jī)、CAD/CAM、機(jī)械工程、數(shù)控、激光以及逆向工程和分層制造等技術(shù)，為原型零件制作和新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的快速實(shí)現(xiàn)提供了有效手段。相較于傳統(tǒng)的加工方法，其優(yōu)點(diǎn)主要有：(1)加工成形能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、可加工材料范圍廣泛SLM技術(shù)可成形鋁合金、鈷鉻合金、鎳基合金以及復(fù)合材料等多種材料[59]。其技術(shù)具有高制造柔性，打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，可迅速準(zhǔn)確地打印任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，成功的實(shí)現(xiàn)了“自由制造”，減少及縮短了加工工序和加工周期，傳統(tǒng)的生物醫(yī)療產(chǎn)品的加工時(shí)間一般從幾個(gè)小時(shí)到幾天甚至幾個(gè)月不等，而SLM技術(shù)可在數(shù)小時(shí)內(nèi)快速、精確地將產(chǎn)品打印出來，能夠經(jīng)濟(jì)性地進(jìn)行小批量快速生產(chǎn)[2,60-62]。(2)材料利用率高、加工周期短、降低成本

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