復(fù)合材料因具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕以及熱化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于核電輻射防護(hù)、航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。針對核電輻射防護(hù)領(lǐng)域與結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域復(fù)合材料傳統(tǒng)加工方法制造周期長、生產(chǎn)成本高,難以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件等問題,本文以鎢/尼龍12輻射防護(hù)復(fù)合材料和氧化鋁/環(huán)氧樹脂陶瓷復(fù)合材料為主線,采用激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)對其進(jìn)行成型,并通過正交實(shí)驗(yàn)和極差分析方法研究SLS成型工藝參數(shù)對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律,最后對輻射防護(hù)復(fù)合材料進(jìn)行γ射線屏蔽性能測試以及對氧化鋁陶瓷復(fù)合材料形坯進(jìn)行后處理工藝研究。主要內(nèi)容和成果如下:（1）鎢粉/尼龍12輻射防護(hù)復(fù)合粉末材料制備以及SLS成型工藝研究�；诤穗娸椛浞雷o(hù)材料性能需求,采用粉末包覆工藝制備W/PA2200輻射防護(hù)復(fù)合材料,并對比分析了不同質(zhì)量配比的W/PA2200輻射防護(hù)復(fù)合粉末SLS成型效果。同時(shí),通過單因素實(shí)驗(yàn)分析確定復(fù)合材料的預(yù)熱溫度為168℃,并采用正交實(shí)驗(yàn)方法研究SLS成型工藝參數(shù)對鎢粉/尼龍12輻射防護(hù)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度的影響,研究表明,鋪粉層厚對燒結(jié)件的拉伸強(qiáng)度影響最大,最佳工藝參數(shù)為:激光功率為20.4W,掃描速度為3250m... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光選區(qū)燒結(jié)原理示意圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)備與研究方法介紹本課題旨在通過SLS成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輻射防護(hù)復(fù)合材料以及氧化鋁陶瓷復(fù)合材料復(fù)雜零件的制備。為了研究這一課題，需要進(jìn)行相關(guān)的復(fù)合材料SLS成型工藝研究，并對其進(jìn)行性能測試分析以及后處理工藝研究。本章節(jié)主要針對本課題研究分析過程中使用的SLS成型設(shè)備、實(shí)驗(yàn)配套軟件、實(shí)驗(yàn)方法、性能指標(biāo)與測試方法以及屏蔽性能測試方法進(jìn)行詳細(xì)說明，為后續(xù)章節(jié)SLS成型工藝與性能研究提供科學(xué)依據(jù)。2.1實(shí)驗(yàn)成型設(shè)備與軟件2.1.1激光選區(qū)燒結(jié)成型設(shè)備本課題實(shí)驗(yàn)所用的成型設(shè)備為華南理工大學(xué)與廣州雷佳增材科技有限公司聯(lián)合開發(fā)的新一代激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備SLS-400，圖2-1為SLS成型原理與設(shè)備。新一代激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備SLS-400改進(jìn)了設(shè)備的加熱系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)以及鋪粉系統(tǒng)，在原SLS成型設(shè)備基礎(chǔ)上深度優(yōu)化了設(shè)備的控制軟件系統(tǒng)，同時(shí)完善了設(shè)備的密封性能�，F(xiàn)階段新一代SLS-400設(shè)備系統(tǒng)部件主要有：CO2激光器、高精度掃描振鏡、光路系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、雙缸鋪粉系統(tǒng)等，SLS-400成型設(shè)備的主要參數(shù)如表2-1所示。（a）SLS成型原理（b）SLS成型設(shè)備圖2-1SLS成型原理與設(shè)備Fig.2-1SLSmanufacturingprincipleandapparatus

第二章實(shí)驗(yàn)設(shè)備與研究方法介紹15微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，設(shè)備如圖2-2所示，拉伸實(shí)驗(yàn)在室溫條件下進(jìn)行，拉伸速度5mm/min，每組測試由3個(gè)試樣組成，拉伸強(qiáng)度取三個(gè)強(qiáng)度平均值。根據(jù)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)力-應(yīng)變曲線，計(jì)算出拉伸強(qiáng)度力學(xué)性能數(shù)據(jù)。圖2-2CMT5105微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)設(shè)備Fig.2-2CMT5105microcomputercontrolledelectronicuniversaltestequipment2.3.2彎曲強(qiáng)度測試在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，通�？紤]將拉伸強(qiáng)度作為強(qiáng)度的判斷標(biāo)準(zhǔn)，但是由于陶瓷復(fù)合材料脆性大，在拉伸過程中夾持部位易碎，難于測出真正的拉伸強(qiáng)度，所以用彎曲強(qiáng)度代替[55]，采用電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)測量陶瓷復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度，彎曲實(shí)驗(yàn)速度為5mm/min。2.3.3粉末粒徑測試粉末粒徑是檢測粉末顆粒尺寸的一項(xiàng)指標(biāo)，而粉末粒度則是反映不同粒度粉末顆粒在總顆粒中所占的百分比。本課題采用歐美克LS-POP(9)激光粒度儀測定復(fù)合材料的粉末粒徑大小及分布，激光粒度儀如圖2-3所示，其測量原理基于全量程米氏散射理論，測量范圍為0.1～750μm，重復(fù)性誤差小于1%，可輸出粒徑分布曲線、平均粒徑、中位徑以及比表面積等重要數(shù)據(jù)，比較適合測量激光選區(qū)燒結(jié)用復(fù)合材料粒徑大小及粒徑分布。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)聚苯乙烯蠟?zāi)５某叽缇萚J]. 楊來俠,白祥,王鑫宇,高揚(yáng),李素麗.  工程塑料應(yīng)用. 2020(03)
[2]工藝參數(shù)對尼龍6選擇性激光燒結(jié)制件致密度的影響[J]. 韓宇琛,李茂源,周孟源,張?jiān)?周華民.  塑料科技. 2020(01)
[3]SLS技術(shù)在熔模精密鑄造中的應(yīng)用[J]. 孫旋,羅兆偉,張建巧.  塑料工業(yè). 2019(11)
[4]用于選擇性激光燒結(jié)的聚合物粉末材料研究進(jìn)展[J]. 龔小弟,王智,于寧,高霞,黎靜.  功能材料. 2019(10)
[5]燒結(jié)溫度對氧化鋁基陶瓷型殼顯微組織及力學(xué)行為的影響[J]. 魏倩,許自霖,許慶彥,柳百成.  航空材料學(xué)報(bào). 2019(02)
[6]3D打印用尼龍66/Cu復(fù)合粉體的制備與性能[J]. 于翔,趙珂,王延偉,盧曉龍,張雅琪.  高分子材料科學(xué)與工程. 2018(09)
[7]陶瓷3D打印技術(shù)及材料研究進(jìn)展[J]. 紀(jì)宏超,張雪靜,裴未遲,李耀剛,鄭鐳,葉曉濛,陸永浩.  材料工程. 2018(07)
[8]選區(qū)激光燒結(jié)用粉末材料研究進(jìn)展[J]. 劉景博,劉世鋒,劉全明,楊鑫,張朝暉.  兵器材料科學(xué)與工程. 2018(04)
[9]UHMWPE/HDPE的選擇性激光燒結(jié)及結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 朱小康,趙英侖,楊其.  塑料工業(yè). 2018(06)
[10]中子和伽馬射線綜合屏蔽材料研究進(jìn)展[J]. 何林,蔡永軍,李強(qiáng).  材料導(dǎo)報(bào). 2018(07)

博士論文
[1]聚合物及其復(fù)合粉末的制備與選擇性激光燒結(jié)成形研究[D]. 閆春澤.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]輻射屏蔽復(fù)合材料激光選區(qū)燒結(jié)工藝及性能研究[D]. 付凡.華南理工大學(xué) 2019
[2]選區(qū)激光燒結(jié)W-Cu復(fù)合材料工藝及性能研究[D]. 楊恬恬.北京工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3509712