激光熔化铜纳米颗粒成形的疏水表面结构制备研究
发布时间：2021-05-09 09:02
表面功能结构制造是指在物体或结构表面制造出具有不同形貌、不同维数及不同功能的结构,可在实现表面改性的同时保持母体本身特性,其与传统机械加工相比具有独特性,成为了近年来国内外多种学科领域的研究焦点。疏水表面功能结构是最具代表性的表面功能结构之一,在石油、医疗等领域已经有了广泛应用。但目前常用的疏水表面结构加工方法在不同程度上有着灵活性低、污染程度高、使用范围窄等缺点,限制了疏水表面结构制造技术的应用。本文使用一种选择性激光熔化技术,在空气环境下将铜纳米颗粒烧结到不锈钢基底上,制备具有疏水功能的微-纳米复合结构。本文围绕选择性激光熔化技术原理、工艺试验及疏水表面性能实验开展以下研究:通过对激光与铜纳米分散液之间作用机制的分析,建立选择性激光熔化铜纳米颗粒仿真模型,利用水平集法和界面追踪法方法对模型进行求解,研究铜纳米颗粒间的熔化凝固过程。在此基础上,建立了以不锈钢为基底的选择性激光熔化成形轮廓仿真模型,对单道激光扫描过程进行追踪,观察到垂直截面的仿真形态与实际加工得到的截面形态基本一致。通过研究选择性激光熔化铜纳米分散液加工过程中的化学反应原理,确定分散液中各成分的种类,并通过加工试验确定...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 国内外表面疏水结构制备技术研究现状
1.2.2 国内外激光增材制造研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 课题主要研究内容
第2章 选择性激光熔化铜纳米颗粒成形仿真研究
2.1 引言
2.2 选择性激光熔化铜纳米颗粒增材制造加工原理
2.3 SLM铜纳米颗粒熔化融合模型的建立及仿真分析
2.3.1 SLM热作用模型的建立
2.3.2 SLM流动模型的建立
2.3.3 固-液界面理论模型的建立
2.3.4 液-加界面理论模型的建立
2.3.5 三铜纳米颗粒熔化融合过程仿真分析
2.4 选择性激光熔化成形轮廓模型的建立及仿真分析
2.4.1 连续熔化模型的建立
2.4.2 选择性激光熔化连续模型仿真分析
2.5 本章小结
第3章 选择性激光熔化铜纳米粉设备研制及工艺试验研究
3.1 引言
3.2 铜纳米分散液成分配比的确定
3.3 具有自动铺涂和自动加热功能实验系统的搭建
3.3.1 激光器的选用和光斑尺寸计算
3.3.2 涂铺系统设计
3.3.3 加热系统设计
3.4 单道激光扫描试验研究
3.5 平面激光烧结工艺试验研究
3.6 本章小结
第4章 选择性激光熔化铜纳米粉制备疏水表面结构试验研究
4.1 引言
4.2 疏水结构的设计及制备
4.2.1 几何关系对网格接触角影响模型的建立
4.2.2 疏水网格结构的制备
4.2.3 疏水网格形貌的观察
4.3 所制备表面结构的疏水性研究
4.3.1 表面处理时长对网格疏水性能的影响
4.3.2 网状尺寸对疏水性能的影响
4.3.3 所制备表面结构的动态疏水性测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属增材制造技术的研究现状[J]. 刘勇,任香会,常云龙,高世一,董春林. 热加工工艺. 2018(19)
[2]超亲水/水下超疏油膜的制备及油水分离性能[J]. 曹思静,潘子鹤,杜志平,程芳琴. 化工进展. 2018(10)
[3]激光构筑槽棱与网格状结构超疏水耐腐蚀表面研究[J]. 李晶,赵世才,杜锋,范凤玉,潘理达,于化东. 材料工程. 2018(05)
[4]可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性[J]. 张友法,吴洁,余新泉,梁彩华,吴俊. 物理化学学报. 2014(10)
[5]不同压力梯度平面库埃特流中扰动涡动力学特性[J]. 曹卫东,施卫东,王党雄. 水动力学研究与进展A辑. 2014(05)
[6]金属零件3D打印技术的应用研究[J]. 曾光,韩志宇,梁书锦,张鹏,陈小林,张平祥. 中国材料进展. 2014(06)
[7]3D打印技术及应用趋势[J]. 李小丽,马剑雄,李萍,陈琪,周伟民. 自动化仪表. 2014(01)
[8]不同润湿性纳米通道内库埃特流动的模拟[J]. 胡海豹,鲍路瑶,黄苏和. 力学学报. 2013(04)
[9]金属零件3D打印技术现状及研究进展[J]. 杨永强,刘洋,宋长辉. 机电工程技术. 2013(04)
[10]用于机器人皮肤的柔性多功能触觉传感器设计与实验[J]. 黄英,陆伟,赵小文,廉超,葛运建. 机器人. 2011(03)
博士论文
[1]仿生超疏水金属表面的制备与性能研究[D]. 孟可可.吉林大学 2014
[2]激光烧结铜基合金的关键工艺及基础研究[D]. 顾冬冬.南京航空航天大学 2007
本文编号：3177019
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 国内外表面疏水结构制备技术研究现状
1.2.2 国内外激光增材制造研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 课题主要研究内容
第2章 选择性激光熔化铜纳米颗粒成形仿真研究
2.1 引言
2.2 选择性激光熔化铜纳米颗粒增材制造加工原理
2.3 SLM铜纳米颗粒熔化融合模型的建立及仿真分析
2.3.1 SLM热作用模型的建立
2.3.2 SLM流动模型的建立
2.3.3 固-液界面理论模型的建立
2.3.4 液-加界面理论模型的建立
2.3.5 三铜纳米颗粒熔化融合过程仿真分析
2.4 选择性激光熔化成形轮廓模型的建立及仿真分析
2.4.1 连续熔化模型的建立
2.4.2 选择性激光熔化连续模型仿真分析
2.5 本章小结
第3章 选择性激光熔化铜纳米粉设备研制及工艺试验研究
3.1 引言
3.2 铜纳米分散液成分配比的确定
3.3 具有自动铺涂和自动加热功能实验系统的搭建
3.3.1 激光器的选用和光斑尺寸计算
3.3.2 涂铺系统设计
3.3.3 加热系统设计
3.4 单道激光扫描试验研究
3.5 平面激光烧结工艺试验研究
3.6 本章小结
第4章 选择性激光熔化铜纳米粉制备疏水表面结构试验研究
4.1 引言
4.2 疏水结构的设计及制备
4.2.1 几何关系对网格接触角影响模型的建立
4.2.2 疏水网格结构的制备
4.2.3 疏水网格形貌的观察
4.3 所制备表面结构的疏水性研究
4.3.1 表面处理时长对网格疏水性能的影响
4.3.2 网状尺寸对疏水性能的影响
4.3.3 所制备表面结构的动态疏水性测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属增材制造技术的研究现状[J]. 刘勇,任香会,常云龙,高世一,董春林. 热加工工艺. 2018(19)
[2]超亲水/水下超疏油膜的制备及油水分离性能[J]. 曹思静,潘子鹤,杜志平,程芳琴. 化工进展. 2018(10)
[3]激光构筑槽棱与网格状结构超疏水耐腐蚀表面研究[J]. 李晶,赵世才,杜锋,范凤玉,潘理达,于化东. 材料工程. 2018(05)
[4]可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性[J]. 张友法,吴洁,余新泉,梁彩华,吴俊. 物理化学学报. 2014(10)
[5]不同压力梯度平面库埃特流中扰动涡动力学特性[J]. 曹卫东,施卫东,王党雄. 水动力学研究与进展A辑. 2014(05)
[6]金属零件3D打印技术的应用研究[J]. 曾光,韩志宇,梁书锦,张鹏,陈小林,张平祥. 中国材料进展. 2014(06)
[7]3D打印技术及应用趋势[J]. 李小丽,马剑雄,李萍,陈琪,周伟民. 自动化仪表. 2014(01)
[8]不同润湿性纳米通道内库埃特流动的模拟[J]. 胡海豹,鲍路瑶,黄苏和. 力学学报. 2013(04)
[9]金属零件3D打印技术现状及研究进展[J]. 杨永强,刘洋,宋长辉. 机电工程技术. 2013(04)
[10]用于机器人皮肤的柔性多功能触觉传感器设计与实验[J]. 黄英,陆伟,赵小文,廉超,葛运建. 机器人. 2011(03)
博士论文
[1]仿生超疏水金属表面的制备与性能研究[D]. 孟可可.吉林大学 2014
[2]激光烧结铜基合金的关键工艺及基础研究[D]. 顾冬冬.南京航空航天大学 2007
本文编号：3177019
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3177019.html
