直写式3D打印连续SiO 2 纤维增强SiO 2 /磷酸盐复合材料及其性能研究
发布时间：2021-06-23 17:49
3D打印技术具有工艺简单、可充分利用原材料及可实现复杂结构快速成型等优势,3D打印纤维增强材料目前是一大研究热点,其中连续纤维增强材料的3D打印成型仅出现在FDM技术中,使用浆料直写式3D打印技术制备连续纤维增强材料的相关研究鲜有报道。本文提出了一种在纤维无动力源的情况下,采用浆料直写型3D打印制备连续纤维增强材料的技术。通过对打印针头结构的设计,结合对浆料流变性能的调控,基于3D打印透波材料的研究背景,以纳米SiO2粉末和磷酸盐为原料,以连续SiO2纤维为增强相,成功实现了连续SiO2纤维增强SiO2/磷酸盐复合材料的3D打印成型。研究表明,增加纳米SiO2和固化剂含量均可使SiO2/磷酸盐浆料粘度增大,且纳米SiO2可改善浆料的剪切变稀行为,将基础磷酸盐转变为非牛顿流体。温度对SiO2/磷酸盐组织结构影响较大,随温度升高,材料发生脱水缩合反应生成磷酸盐,固化后的物相组成主要为Al（H2P...
【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】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
D打印陶瓷杯[5]
(Fused Deposition Modeling，FDM) 和选择性激光烧结 (Selective ering，SLS) 紧随其后[7]，可以说以上三种技术为 3D 打印的发展奠定基础，现在许多新兴的 3D 打印技术都依旧保有其部分技术特点。3D国发展起步较晚，应用于陶瓷材料的 3D 打印技术主要有喷墨打印 (Iting，IJP) 、光固化成型 (Sterolithography Apparatus，SLA) 、分层实(Laminated Object Manufacturing，LOM) 、激光选区烧结 (Selective ering，SLS) 和浆料直写成型等，下文将对以上几种 3D 打印技术进行。.1 3D 打印技术分类（1）喷墨打印成型IJP 是 3D 打印陶瓷的起源，该技术以陶瓷墨水为原料，将喷嘴加热使汽化形成气泡；气泡受热继续膨胀，达到克服墨水表面张力的临界值从喷嘴处喷出[8,9]。然后按照预先使用计算机构建的模型绘制图案，层现 3D 打印成型。如下图 1-2 所示：
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文水需要经受高温，因此要求墨水具有一定带来打印喷头的堵塞问题，这时无论是降会使打印精度大打折扣。积成型要用于热熔性陶瓷材料的 3D 打印成型，原供料辊、导向套和喷头三个部分组成。材地进入喷嘴，然后在喷头内受热熔化[10]，图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]3d打印技术的现状和关键技术分析[J]. 陶岩. 化工设计通讯. 2019(05)
[2]高温透波陶瓷材料研究进展[J]. 蔡德龙,陈斐,何凤梅,贾德昌,匡宁,苗蕾,邱海鹏,王洪升,徐念喜,杨治华,于长清,张俊武,张伟儒,周延春. 现代技术陶瓷. 2019(Z1)
[3]3D打印碳纤维增强陶瓷基复合材料力学性能研究[J]. 姜鑫,胡福文. 工业技术创新. 2018(04)
[4]选区激光烧结过程传热分析的高效无网格法[J]. 陈嵩涛,段庆林,王依宁,李书卉,李锡夔. 机械工程学报. 2019(07)
[5]碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料的制备[J]. 肖路军,黄小忠,杜作娟,唐秀之. 功能材料. 2018(01)
[6]陶瓷3D打印快速发展[J]. 杨忠敏. 办公自动化. 2015(20)
[7]飞行器用透波材料及天线罩技术研究进展[J]. 杨洁颖,吕毅,张春波,郝强,郭世峰. 宇航材料工艺. 2015(04)
[8]固化剂对磷酸盐粘结剂固化行为的影响研究[J]. 李良锋,吕福特,马雪,王恩泽. 人工晶体学报. 2014(05)
[9]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[10]基于光敏浆料的直写精细无模三维成型[J]. 孙竞博,李勃,黄学光,蔡坤鹏,周济,李龙土. 无机材料学报. 2009(06)
博士论文
[1]原位生长莫来石增强磷酸铬铝高温透波材料的研究[D]. 陈宁.中国建筑材料科学研究总院 2014
硕士论文
[1]工艺参数对水基陶瓷膏体非连续挤出过程液相迁移的影响[D]. 李冬健.兰州理工大学 2012
[2]石英纤维增强磷酸铝基复合材料的制备与性能优化[D]. 曹志坚.哈尔滨工业大学 2010
[3]磷酸盐基复合材料的制备及性能研究[D]. 王犇.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3245388
【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】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
D打印陶瓷杯[5]
(Fused Deposition Modeling，FDM) 和选择性激光烧结 (Selective ering，SLS) 紧随其后[7]，可以说以上三种技术为 3D 打印的发展奠定基础，现在许多新兴的 3D 打印技术都依旧保有其部分技术特点。3D国发展起步较晚，应用于陶瓷材料的 3D 打印技术主要有喷墨打印 (Iting，IJP) 、光固化成型 (Sterolithography Apparatus，SLA) 、分层实(Laminated Object Manufacturing，LOM) 、激光选区烧结 (Selective ering，SLS) 和浆料直写成型等，下文将对以上几种 3D 打印技术进行。.1 3D 打印技术分类（1）喷墨打印成型IJP 是 3D 打印陶瓷的起源，该技术以陶瓷墨水为原料，将喷嘴加热使汽化形成气泡；气泡受热继续膨胀，达到克服墨水表面张力的临界值从喷嘴处喷出[8,9]。然后按照预先使用计算机构建的模型绘制图案，层现 3D 打印成型。如下图 1-2 所示：
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文水需要经受高温，因此要求墨水具有一定带来打印喷头的堵塞问题，这时无论是降会使打印精度大打折扣。积成型要用于热熔性陶瓷材料的 3D 打印成型，原供料辊、导向套和喷头三个部分组成。材地进入喷嘴，然后在喷头内受热熔化[10]，图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]3d打印技术的现状和关键技术分析[J]. 陶岩. 化工设计通讯. 2019(05)
[2]高温透波陶瓷材料研究进展[J]. 蔡德龙,陈斐,何凤梅,贾德昌,匡宁,苗蕾,邱海鹏,王洪升,徐念喜,杨治华,于长清,张俊武,张伟儒,周延春. 现代技术陶瓷. 2019(Z1)
[3]3D打印碳纤维增强陶瓷基复合材料力学性能研究[J]. 姜鑫,胡福文. 工业技术创新. 2018(04)
[4]选区激光烧结过程传热分析的高效无网格法[J]. 陈嵩涛,段庆林,王依宁,李书卉,李锡夔. 机械工程学报. 2019(07)
[5]碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料的制备[J]. 肖路军,黄小忠,杜作娟,唐秀之. 功能材料. 2018(01)
[6]陶瓷3D打印快速发展[J]. 杨忠敏. 办公自动化. 2015(20)
[7]飞行器用透波材料及天线罩技术研究进展[J]. 杨洁颖,吕毅,张春波,郝强,郭世峰. 宇航材料工艺. 2015(04)
[8]固化剂对磷酸盐粘结剂固化行为的影响研究[J]. 李良锋,吕福特,马雪,王恩泽. 人工晶体学报. 2014(05)
[9]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[10]基于光敏浆料的直写精细无模三维成型[J]. 孙竞博,李勃,黄学光,蔡坤鹏,周济,李龙土. 无机材料学报. 2009(06)
博士论文
[1]原位生长莫来石增强磷酸铬铝高温透波材料的研究[D]. 陈宁.中国建筑材料科学研究总院 2014
硕士论文
[1]工艺参数对水基陶瓷膏体非连续挤出过程液相迁移的影响[D]. 李冬健.兰州理工大学 2012
[2]石英纤维增强磷酸铝基复合材料的制备与性能优化[D]. 曹志坚.哈尔滨工业大学 2010
[3]磷酸盐基复合材料的制备及性能研究[D]. 王犇.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3245388
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