收藏本站
《大连理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

氧化铝复合ZrO_2基陶瓷激光近净成形实验研究

卢卫锋  
【摘要】:激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping, LENSTM)是一种比较先进的快速成形技术,无需借助任何模具和刀具,只要将CAD/CAM数据输入数控系统,借助自动送粉激光熔覆工艺,即可直接从CAD文件制造出复杂零件的先进制造技术。陶瓷零件以其高熔点、高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损及化学稳定性好等良好的性能,广泛应用于机械、电子、石油、航空航天和生物医学工程等领域,尤其在国防、高新技术领域中极端工况如高温腐蚀、绝缘以及高磨损等环境下,具有极大的应用潜力。将激光近净成形技术应用于陶瓷零件的快速制造,能够实现陶瓷零件无粘接剂的快速近成形制造,不仅能够进一步减小生产周期,而且可以增加陶瓷的致密度,减少因后续加工引起的裂纹等问题。本文利用Zr02和Al203陶瓷粉末,对激光近净成形陶瓷成形工艺进行研究,分析激光束与陶瓷粉末的相互作用规律,对成形薄壁陶瓷的裂纹及气孔等问题进行研究,利用金相显微镜、电子探针、X射线衍射仪等工具,检测陶瓷的显微组织、元素分布及晶相变化等。研究内容如下: (1)利用纯Zr02陶瓷粉末,进行激光近净成形基础实验。研究激光功率、扫描速度、送粉速率等主要工艺参数对熔覆层成形质量的影响。 (2)利用Zr02、Al203陶瓷粉末,进行薄壁陶瓷件激光近净成形的基础研究。从Al203添加量和工艺参数优化两方面进行对陶瓷薄壁件的成形质量(裂纹、气孔)的研究。Al203添加量分别为0、13wt.%、30wt.%、45wt.%,分析裂纹和气孔变化规律,对每种成分下工艺参数(激光功率P和扫描速度V)进行优化改进,研究工艺参数对陶瓷薄壁件中裂纹和气孔的影响规律,并分析其影响机理。 (3)对陶瓷涂层及陶瓷薄壁件的微观组织进行分析研究。利用电子探针对陶瓷和金属结合过渡情况进行分析研究,对陶瓷微观晶粒和晶界成分进行检测,分析陶瓷凝固过程;对不同成分下陶瓷薄壁件微观组织进行光学显微镜和SEM观察,研究微观晶粒随陶瓷成分变化规律,分析变化机理。从而研究Al203陶瓷对Zr02陶瓷晶粒的影响,从微观上解释裂纹变化原因。 本文采用激光近净成形技术,实现了Zr02基陶瓷薄壁件的快速制造,不需要粘接剂和烧结致密化,大大缩小了产品制造周期。初步研究了成形工艺及材料成分对陶瓷薄壁件成形质量(表面平整性、裂纹、气孔)的影响,对今后激光近净成形陶瓷结构件具有指导意义。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ174.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林鑫;薛蕾;陈静;张霜银;黄卫东;;激光成形修复Ti-6Al-4V钛合金零件的组织与性能[J];中国表面工程;2009年01期
2 黄伟容;肖泽辉;;激光熔覆陶瓷涂层的研究现状[J];表面技术;2009年04期
3 李爱兰,曾燮榕,曹腊梅,汤鑫,盖其东;航空发动机高温材料的研究现状[J];材料导报;2003年02期
4 杨万莉;王秀峰;江红涛;于成龙;单联娟;;基于快速成型技术的陶瓷零件无模制造[J];材料导报;2006年12期
5 张剑光,韩杰才,赫晓东,杜善义;制备陶瓷件的快速成型技术[J];材料工程;2001年06期
6 李平,邓永瑞;钛合金表面激光熔覆氧化锆陶瓷涂层的显微组织[J];稀有金属材料与工程;1995年04期
7 张永忠,席明哲,石力开,程晶;激光快速成形316L不锈钢的组织及性能[J];稀有金属材料与工程;2002年02期
8 陈静,林鑫,王涛,杨海欧,黄卫东;316L不锈钢激光快速成形过程中熔覆层的热裂机理[J];稀有金属材料与工程;2003年03期
9 吕旭东,王华明;激光熔覆Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层组织与耐磨性[J];稀有金属材料与工程;2003年10期
10 杨健,陈静,杨海欧,林鑫,黄卫东;激光快速成形过程中残余应力分布的实验研究[J];稀有金属材料与工程;2004年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李鹏;基于激光熔覆的三维金属零件激光直接制造技术研究[D];华中科技大学;2005年
2 王耀民;CO_2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D];吉林大学;2008年
3 王明娣;基于光内送粉的激光熔覆快速制造机理与工艺研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 梁晓康;激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D];大连理工大学;2010年
2 狄科云;激光熔覆快速成形光内同轴送粉斜壁堆积的初步研究[D];苏州大学;2008年
3 王丽芳;激光金属直接制造薄壁零件的数值分析及试验研究[D];西安理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁根福;激光加工技术的应用与发展现状[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期
2 童卫银;;自蔓延高温合成陶瓷内衬复合铜管的研究[J];安徽冶金;2004年03期
3 赵国燕;郭金福;宋树朋;张文岗;;成分对商周青铜器陶范性能的影响[J];安阳工学院学报;2010年06期
4 林广涌,雷廷权,周玉,王双喜,赵忠民;SiC_W/Al_2O_3陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理[J];兵器材料科学与工程;1992年07期
5 王小范,姚建华,张群莉;激光表面堆焊技术的应用及展望[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
6 师瑞霞,李嘉,陶文宏,尹衍升;Al_2O_3基陶瓷材料的强韧化研究进展[J];兵器材料科学与工程;2005年05期
7 张安峰;李涤尘;卢秉恒;;激光直接金属快速成形技术的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
8 徐春鹰;石岩;张宏;;纯Cr粉末激光熔覆层组织分析[J];兵器材料科学与工程;2008年04期
9 江炎兰;梁小蕊;;纳米陶瓷材料的性能及其应用[J];兵器材料科学与工程;2008年05期
10 黄良钊,张巨先;引入滑石的高铝瓷中非平衡相研究[J];兵器材料科学与工程;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苗量;陈文琳;晏民;彭凤春;;逆向工程关键技术研究及对点云CAD建模的探讨[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 王万龙;;制造业信息化技术中的几项新技术[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 任旭东;张永康;周建忠;李国杰;;激光冲击提高钛合金机械性能研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 陈彦北;陆建;倪晓武;;激光作用金属板材塑性损伤的判定[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
5 闫龙;;摄影测量点云数据精简研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 孙雅茹;孙文儒;孙晓峰;于连旭;贾丹;张伟红;郭守仁;胡壮麒;;680℃长期时效对改型Thermo-Span合金组织与性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
7 韩杰才;李金平;孟松鹤;张幸红;易法军;;晶须颗粒混杂增韧ZrB_2陶瓷基复合材料的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 丁俭;赵乃勤;师春生;李家俊;;不同还原参数对ZrO_2/Cu复合材料的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 李树杰;卢越焜;刘洪丽;毛样武;陈志军;;采用聚碳硅烷与活性填料连接C_f/SiC[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
10 高家诚;范科;李锐;贾亮;;粉末冶金高含锰量镁锰中间合金的制备及应用[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 严斌;上颌尖牙埋伏的生物力学分型与个体化诊疗[D];南京医科大学;2010年
2 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
3 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
4 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
5 王志坚;装备零件激光再制造成形零件几何特征及成形精度控制研究[D];华南理工大学;2011年
6 刘继展;番茄采摘机器人真空吸持系统分析与优化控制研究[D];江苏大学;2010年
7 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
8 尹先升;锆酸锂材料的设计、合成及高温CO_2吸附性能[D];华东理工大学;2011年
9 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
10 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶磊;尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制造塑料模具的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
4 林琦;高能激光与光学介质薄膜作用机理的研究[D];长春理工大学;2010年
5 丛景彬;新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D];长春理工大学;2010年
6 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
7 任菲;汽车缸套激光表面硬化的研究[D];郑州大学;2010年
8 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 刘静娜;逆向设计中基于散乱点的模型重构与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王家华;层状陶瓷Ti_3AlC_2的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁根福;激光加工技术的应用与发展现状[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期
2 姚海玉;王引真;王海芳;王玮;;超音速火焰喷涂合成TiC-Ni涂层摩擦磨损性能分析[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
3 王永康,王伟民,顾晓红,程祥宇,李炳生,夏立芳,雷延权;耐烧蚀梯度涂层材料的研究[J];兵器材料科学与工程;1994年04期
4 陈继民,左铁钏;微细金属粉末材料的激光快速微成型[J];微纳电子技术;2003年Z1期
5 周张健,葛昌纯,卢观威,李江涛;等离子喷涂法制备B_4C/Cu梯度材料[J];北京科技大学学报;2000年02期
6 王鲁,王富耻,吕广庶,张丽华,范天佑;ZrO2-ZiCrAl系功能梯度热障涂层界面残余热应力研究[J];北京理工大学学报;1998年05期
7 郝南海,陆伟,左铁钏;激光熔覆过程热力耦合有限元温度场分析[J];中国表面工程;2004年06期
8 郝南海,陆伟,左铁钏;激光熔覆过程热力耦合有限元应力场分析[J];中国表面工程;2005年01期
9 林鑫;薛蕾;陈静;张霜银;黄卫东;;激光成形修复Ti-6Al-4V钛合金零件的组织与性能[J];中国表面工程;2009年01期
10 张维平,刘文艳;激光熔敷陶瓷涂层综述[J];表面技术;2001年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张庆茂;送粉激光熔覆应用基础理论的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 张剑峰;Ni基金属粉末激光直接烧结成形及关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 李会山;激光再制造的光与粉末流相互作用机理及试验研究[D];天津工业大学;2004年
4 李鹏;基于激光熔覆的三维金属零件激光直接制造技术研究[D];华中科技大学;2005年
5 尹延国;铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D];合肥工业大学;2006年
6 王耀民;CO_2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘常乐;载气式激光熔覆送粉器的研制[D];天津工业大学;2003年
2 王建军;基于激光熔覆的快速制造技术的初步研究[D];天津工业大学;2003年
3 杨海欧;Rene95合金激光立体成形显微组织与力学性能研究[D];西北工业大学;2002年
4 谭华;激光快速成形过程温度测量及组织控制研究[D];西北工业大学;2005年
5 雷剑波;激光再制造熔池温度场数值分析及检测研究[D];天津工业大学;2005年
6 姬生钦;激光熔覆直接制造不锈钢零件的工艺与性能研究[D];华中科技大学;2005年
7 李守卫;多组元金属粉末选择性激光烧结数值模拟及试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 张霜银;激光快速成形TC4钛合金的组织和力学性能研究[D];西北工业大学;2006年
9 汤玉斐;流延法制备ZrO_2/316L不锈钢功能梯度材料的工艺及性能研究[D];西安理工大学;2008年
10 宁礼奎;四种镍基高温合金的抗热腐蚀性能研究[D];大连理工大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋志强,符寒光,杜建铭;提高SHS复合管内衬陶瓷层性能的进展[J];上海金属;2004年01期
2 熊仁章,雷廷权,王永康,甄良;铝合金硅酸盐系微弧氧化陶瓷层形成机制的研究[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
3 郝建民,丁毅;铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程研究[J];电镀与精饰;2005年01期
4 侯伟骜;宋希建;;热喷涂与微弧氧化法制备镁合金表面陶瓷层[J];有色金属(冶炼部分);2006年S1期
5 郭景印;;陶瓷与金属表面的复合[J];今日科技;1984年06期
6 陈旭,陶曾毅,王爱华,朱蓓蒂;内燃机活塞顶面激光重熔陶瓷层及其隔热效果[J];华中科技大学学报(自然科学版);1992年05期
7 吴秋红,陶曾毅,崔崑,贺连龙,李斗星;激光重熔工艺对热喷涂陶瓷层微观结构的影响[J];金属热处理;1995年07期
8 柳牧,殷声,魏延平,赖和怡;复合钢管内衬陶瓷层的组织结构和耐腐蚀性能研究[J];硅酸盐学报;1997年05期
9 张曙光,王克智,吴龙翔;离心SHS陶瓷衬管温度场数值模拟[J];铸造;1997年02期
10 李言祥,马剑;铝表面等离子喷涂陶瓷层的激光改性[J];新技术新工艺;1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吕国华;陈睆;杨思泽;;电解液添加剂对镁合金等离子体电解氧化特性影响研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
2 崔健;安占军;李育德;孟庆森;;SHS陶瓷内衬复合管接合界面结构及力学性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
3 刘万辉;刘文斌;鲍爱莲;;7N01铝合金表面微弧氧化陶瓷层制备与性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 李均明;蒋百灵;井晓天;文晓斌;;溶液电导率对微弧氧化陶瓷层的生长速度和致密度的影响[A];首届中国热处理活动周论文集[C];2002年
5 田野;沈德久;赵香玲;吴来磊;王玉林;;铝基微弧氧化陶瓷层致密化[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
6 田野;沈德久;赵香玲;吴来磊;王玉林;;铝基微弧氧化陶瓷层致密化[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
7 夏原;段红平;雷现奇;;等离子体电解氧化陶瓷层生长动力学机制及力学特性[A];2010’力学与工程应用学术研讨会论文集[C];2010年
8 高玉周;严立;杜克勤;张世锋;高彬;;微弧氧化陶瓷膜的形貌及相组成分析[A];首届中国热处理活动周论文集[C];2002年
9 张静;刘向东;刘晓丽;张雅萍;吕凯;乌迪;;电解液中Ce~(3+)/Ce~(4+)含量对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜特性和表面形貌的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
10 吴秋红;贺连龙;李斗星;陶曾义;崔嵬;叶恒强;;不锈钢表面热喷涂陶瓷层经激光处理的显微结构研究[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;心跳的回忆[N];江苏经济报;2000年
2 报道组 朱跃军 李小波 徐勤;武义成为百名“周末教授”用武之地[N];金华日报;2009年
3 武汉科技学院 张一鸣 湖北省组织重点实验室 崔卫纲 武汉一棉 郭维芬;棉纺钢领发展的前沿趋势[N];中国纺织报;2007年
4 海星星;家中的海洋活图景水族箱[N];中国医药报;2000年
5 王迪;袖珍传感器10分钟检测大肠杆菌[N];医药经济报;2006年
6 ;四大环节点评镁[N];科技日报;2005年
7 ;双网孔陶瓷网纹辊CN1375393A[N];中国包装报;2003年
8 本报记者 宋鹏;秦皇岛汽车服务侧记[N];中国消费者报;2004年
9 叶香玉;哈工大新型机器人齐亮相[N];中国航天报;2004年
10 班班 ;Zircar公司开发出耐火板气缸新产品 [N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苗景国;超硬铝合金7075微弧氧化陶瓷层的微结构及性能研究[D];武汉科技大学;2013年
2 李均明;铝合金微弧氧化陶瓷层的形成机制及其磨损性能[D];西安理工大学;2008年
3 卢立红;浸铝层及NiTi形状记忆合金等离子电解氧化工艺与机理研究[D];燕山大学;2012年
4 吴振强;钢表面铝镀层陶瓷化的结构特征及失效行为[D];中国科学院研究生院(力学研究所);2008年
5 黄晓煜;炼铁高炉新型节能风口的研究及应用[D];东北大学;2006年
6 赵晖;镁合金的微弧氧化及真空高能束流处理研究[D];沈阳工业大学;2007年
7 苏振国;采油装备的表面技术及磨损与腐蚀性能研究[D];吉林大学;2010年
8 周洪;钛合金表面纳米热障涂层的制备与组织性能及其表面激光重熔的研究[D];上海交通大学;2008年
9 牟仁德;热障涂层隔热性能研究[D];北京航空材料研究院;2007年
10 宫文彪;等离子喷涂三元纳米ZrO_2-Y_2O_3/CeO_2热障涂层的组织与性能研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晨光;镁合金微弧氧化陶瓷层粘接性能的研究[D];西安理工大学;2010年
2 吴云峰;医用钛合金微弧氧化陶瓷层制备工艺及性能研究[D];昆明理工大学;2013年
3 刘芳菲;超声波对6061铝合金微弧氧化陶瓷层特性的影响[D];燕山大学;2012年
4 蔡景瑞;铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究[D];燕山大学;2013年
5 刘培宇;铝合金微弧氧化陶瓷层的制备及其耐蚀性的研究[D];燕山大学;2011年
6 曹立;微弧氧化法制备TiO_2陶瓷层薄膜的性能的研究[D];浙江大学;2005年
7 郑宏晔;铝合金微弧氧化陶瓷层的制备与性能研究[D];浙江大学;2004年
8 张荣军;铝合金微弧氧化陶瓷层研究[D];长安大学;2003年
9 陈宏;镁合金微弧氧化陶瓷层研究[D];长安大学;2002年
10 张先锋;镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程及耐蚀性能的研究[D];西安理工大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026