激光近凈成形Al2O3-SiC復相陶瓷材料的研究.pdf

1、碩士學位論文激光近凈成形A1203／SiC復相陶瓷材料的研究TheStudyonLaserEngineeredNetShapingofAi203／SiCCompositeCeramicMaterials學號：型004077完成日期：——2Q13二Q凹5太連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要激光近凈成形(LaserEngineeredNetShaping，LENSⅢ)是近年來在激光

2、熔覆技術和快速原型技術的基礎上發(fā)展起來的一種新技術，只要將CAD產(chǎn)生零件實體模型的分層信息輸入NC系統(tǒng)，即可直接通過CAD信息制造出復雜零件。陶瓷的硬度高、化學穩(wěn)定性高、熔點高，因此在工業(yè)發(fā)展中扮演重要角色，同時在航空航天、國防以及高新技術領域等都有十分廣泛的應用。將LENS技術越來越多地應用在快速制造領域，顯然會極大豐富陶瓷材料的加工水平和工藝完善，而且可以令陶瓷材料更加滿足于不同條件下的需求，為陶瓷加工和應用的創(chuàng)新奠定基礎，具有重要

3、的理論意義和科學價值。本文針對A1203／SiC復相陶瓷粉末的LENS工藝展開研究，分析激光與A1203／SiC復相陶瓷粉末的相互作用，形成陶瓷結(jié)構(gòu)件后的宏觀微觀特征，SiC顆粒在A1203基體中的分布狀況及其材料成分和工藝參數(shù)對陶瓷構(gòu)件中裂紋、孔隙缺陷的影響。利用金相顯微鏡、SEM、XRD、EDS、超景深體視顯微鏡等工具，檢測陶瓷的顯微組織、元素分布及存在物相等。研究的具體內(nèi)容有如下幾個方面：(1)針對A1203／SiC復相陶瓷粉末，

4、進行激光近凈成形的單因素實驗。研究SiC粉末添加比例、激光功率、掃描速度、送粉率對激光近凈成形A1203／SiC復相陶瓷薄壁件裂紋敏感性的影響；(2)針對A1203、A1203／5wt％SiC和A1203／10wt％SiC陶瓷粉末，進行30層薄壁件的激光近凈成形。通過EDS、SEM、超景深體視顯微鏡研究孔隙缺陷的形成及改善機理，最終得到SiC粉末含量對各構(gòu)件內(nèi)孔隙缺陷的影響規(guī)律；(3)針對A1203／10wt％SiC復相陶瓷粉末，進行3

5、0層薄壁件激光近凈成形。通過金相顯微鏡研究構(gòu)件內(nèi)的顯微組織特征及兩相結(jié)合狀況，利用XRD分析物相，研究兩相陶瓷的化學相容性；(4)針對A1203和A1203／10wt％SiC陶瓷粉末，進行30層薄壁件的激光近凈成形。研究SiC粉末對熔覆層形貌(熔覆層高度、熔覆層寬度等)的影響；(5)針對A1203／10wt％SiC陶瓷粉末，進行半圓環(huán)、“L”型和薄壁構(gòu)件的激光近凈成形，研究工藝路徑優(yōu)化對激光近凈成形宏觀質(zhì)量的影響。本文采用激光近凈成形技