博士后研究工作报告 金属粉末激光烧结理论及纳米粒子激光烧结后的结构特征PDF电子书下载

1 引言 1

1.1 快速成形技术的基本原理 1

1.1.1 立体光刻装置 1

1.1.2 激光选区烧结 2

1.1.3 分层实体制造 3

1.1.4 熔融沉积成形 3

1.1.5 三维打印 4

1.2 快速成形技术中材料研究的现状和发展 4

1.2.1 概述 4

1.2.2 SLS快速成形技术中材料研究的现状和发展 5

1.3 纳米材料的快速成形技术研究 8

1.3.1 纳米块体材料烧结工艺的现状 9

1.3.2 纳米块体烧结过程中控制纳米粒子（晶粒）长大的其他途经 10

1.4 本文研究的内容和意义 12

1.4.1 金属粉末激光烧结成形性的研究 12

1.4.2 纳米粉末激光烧结成形的初步探索 12

2 金属粉末激光烧结传热过程的数学模型 13

2.1 激光对固体物质的热作用 13

2.1.1 材料对激光的吸收 13

2.1.2 材料内部的热传导 14

2.2 DMLS传热模型的建立 15

2.2.1 DMLS传热的基本方程 15

2.2.2 初始条件与边界条件 15

2.2.3 点光源的情形 16

2.2.4 面光源的情形 18

2.3 热物性参数随温度变化的影响 19

2.3.1 激光照射表面与外界有热交换时对计算结果的影响 20

2.3.2 几个热物性参数随温度变化时对计算结果的影响 20

2.3.3 材料表面吸收系数随温度变化改变时对计算结果的影响 21

2.4 基模高斯光束（TEM00）作用下的温度场计算与可视化处理 22

2.4.1 源程序的编写与计算 22

2.4.2 计算结果的可视化处理 23

2.4.3 基模高斯光束（TEM00）功率分布模拟 23

2.4.4 基模高斯光束（TEM00）作用下温度场模拟 23

2.5 热物性参数及工艺参数对温度场的影响分析 25

2.5.1 热导率对最高温度的影响 26

2.5.2 功率对最高温度的影响 27

2.5.3 扫描速度对最高温度的影响 27

2.5.4 光斑半径对最高温度的影响 28

2.5.5 粉层深度对最高温度的影响 29

2.5.6 不同时刻对最高温度的影响 30

2.6 本章小结 31

3 金属粉末激光烧结成形性的研究 32

3.1 快速成形用材料概述 32

3.1.1 SLA技术用材料 32

3.1.2 SLS技术用材料 32

3.1.3 LOM技术用材料 32

3.1.4 FDM技术用材料 33

3.1.5 3DP技术用材料 33

3.2 快速成形技术中成形性的一般概念 33

3.2.1 快速成形技术中零件或材料成形的机理 33

3.2.2 快速成形技术中成形性的定义 35

3.2.3 金属粉末激光烧结成形性的分类 35

3.2.4 金属粉末激光烧结技术中影响成形性的因素 36

3.3 金属粉末激光烧结的成形性分析 37

3.3.1 金属粉末材料的化学成分对成形性的影响 37

3.3.2 金属粉末材料的物理性质对成形性的影响 42

3.3.3 激光烧结的工艺成形性 47

3.3.4 零件的结构成形性 53

3.4 金属粉末激光烧结成形性的实验研究 54

3.4.1 金属粉末激光选区烧结的球化效应 54

3.4.2 Ni基金属粉末激光选区烧结块体的显微组织及实物 55

3.5 本章小结 57

4 纳米级粉末经激光烧结后的微结构特征 58

4.1 纳米TiAl涂覆低碳钢表面经激光烧结后的显微组织特征 58

4.1.1 纳米级TiAl涂覆低碳钢覆层的制备 58

4.1.2 低碳钢表面纳米级TiAl覆层的激光处理及表层分析实验 58

4.1.3 低碳钢表面激光涂覆纳米TiAl合金熔区的显微组织特征 58

4.2 纳米WC/Co合金粉末预压片经激光烧结后的显微结构特征 62

4.2.1 纳米级WC/Co合金预压片的制备 62

4.2.2 纳米WC/Co合金预压片的激光处理 62

4.2.3 纳米WC/Co合金预压片经激光烧结后熔区的显微组织特 62

4.3 纳米Al2O3粉末预压块经激光烧结后的显微结构特征 66

4.3.1 纳米Al2O3粉末预压块的制备 66

4.3.2 纳米Al2O3粉末预压块试片的激光处理 67

4.3.3 激光处理纳米Al2O3预压块试片熔区的显微组织特征 67

4.4 本章小结 70

5 激光作用下纳米粒子显微结构演化的理论模型 71

5.1 引言 71

5.2 激光作用下纳米粒子的微观结构演化模型 73

5.2.1 金属超微粒子在高能激光作用下的力学分析 73

5.2.2 激光作用下纳米粒子微观结构的演化 75

5.3 本章小结 78

6 总结 79

参考文献 81

附录 88

致谢 93

博士生期间发表的学术论文 94

博士后期间发表的学术论文 95

博士后期间承担和完成的科研项目 97

博士后期间编写的教材 97

个人简历 98

永久通信地址 99