一、多层喷射沉积技术的研究及进展（论文文献综述）
罗超[1]（2021）在《铜/不锈钢薄带衬板辅助轧制复合工艺研究》文中研究指明随着工业技术的发展,机械产品不断向智能化、微型化方向发展。铜/不锈钢复合薄带兼具铜优良的导电性以及不锈钢优异的力学性能和较强的耐腐蚀性能,得到相关学者的广泛关注。铜/不锈钢复合薄带的制备工艺十分复杂。磁控溅射法、扩散焊接法、喷射沉积法等方式可以将铜与不锈钢成功复合,但工艺复杂,成本较高。采用传统轧制方式制备铜/不锈钢复合薄带,由于铜与不锈钢塑性差异较大,变形协调能力差,轧制过程受到轧辊弹性变形等因素的影响,难以达到二者结合所需的压下率,制备困难。针对薄带轧制复合对设备要求较高,铜与不锈钢变形协调能力差的问题,在铜带与不锈钢带下方添加了助轧衬板（Q235）,使轧件可以顺利通过二辊轧机并达到所需的压下率,进而实现薄带复合。通过此工艺,本文成功制备了铜/不锈钢复合薄带,并以有限元模拟与实验研究相结合的方式,研究了助轧衬板对铜（T2）/不锈钢（304）薄带轧制复合的影响。利用ABAQUS有限元分析软件,建立衬板辅助轧制模型与常规轧制模型。首先,对比同等条件下有限元模拟与轧制实验得到的轧件厚度,验证了有限元模型的正确性。其次,探究了助轧衬板在铜/不锈钢薄带轧制复合过程中的作用:助轧衬板的存在改善了T2纯铜与304不锈钢的变形协调能力,可以促进T2纯铜带与304不锈钢带的复合。以Q235碳钢（1mm）为助轧衬板,T2纯铜（0.3mm）与304不锈钢（0.1mm）为原材料进行轧制复合实验,当轧制温度为400℃、轧制总压下率为38%时,利用辊径为150mm的二辊可逆式轧机可制备出结合良好的铜/不锈钢复合薄带,验证了铜/不锈钢薄带衬板辅助轧制复合工艺的可行性。轧态的复合薄带延伸率较低,对轧后复合薄带进行退火,退火温度为400℃。随着退火时间的增加,复合薄带的抗拉强度逐渐下降,延伸率升高。经过优化,退火60min后,复合薄带的抗拉强度达到391.52MPa,极限延伸率达到25.3%。
李学木[2]（2021）在《微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究》文中研究指明基于干切削刀具技术的现状和发展需求,针对传统软涂层刀具膜基界面结构不可控、涂层结合强度不足等问题,将电流体喷射沉积涂层技术和微纳织构技术相结合,提出了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的新思路。将电流体喷射沉积软涂层替代传统的物理气相沉积（PVD）软涂层,以改善复杂、低效、高成本的涂层工艺,将传统的光滑、平整刀具表面转变为规则的、可控的微纳织构表面,以增大刀具基体比表面积和表面能,提高涂层的膜基结合力,改善刀-屑界面摩擦特性。基于对电流体喷射沉积软涂层和激光加工微纳织构机理、装备和工艺的研究,发明了一种基于激光诱导-电射流沉积复合的微纳织构表面多层软涂层刀具及其制备方法,形成了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具制造技术。通过对微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的物理力学性能、摩擦磨损性能及干切削性能的研究,揭示了微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的减摩润滑机理。研究了电流体射流流变机理,获得了射流尺寸与浆料物性参数、关键工艺参数的关系,建立了电流体射流流变过程的数值仿真模型,分析了射流电势及形态的变化规律,电场诱导下液滴中的自由电荷和极化电荷会不断向两相界面聚集,形成自上而下的层状分布电势和对液滴向下拉拽的驱动模式。研究了射流散射雾化机理及荷电液滴尺度演变规律和运动规律。设计和搭建了电流体喷射沉积设备,研发了电流体喷射沉积设备控制系统,为电流体喷射沉积刀具软涂层提供了硬件支持。以自配制的WS2浆料为例,研究了电流体喷射沉积工艺,探明了关键工艺参数对射流及沉积涂层质量的影响规律,获得了形成稳定射流和最佳涂层质量的工艺参数:电压3.5-4.6 kV,浆料流量12μl min-1,喷针-衬底间距5mm。以具有优异摩擦学性能的生物鲨鱼表皮为模板,结合纳米织构的特性设计了多形态、多尺度的微纳复合织构。利用纳秒激光和飞秒激光在WC/Co硬质合金表面制备了微纳复合织构,其几何尺寸为:仿鲨鱼皮微米织构中沟槽的宽度、深度和周期分别为～10μm、～17 μm和～100 μm,纳米织构中沟槽的宽度、深度和周期分别为～500 nm、～100 nm和～750 nm。在微纳织构表面进行了 WS2软涂层和WS2/C复合涂层的电流体喷射沉积,系统地研究了涂层的微观结构和物理力学性能,结果表明:WS2/C复合涂层具有更高的硬度和塑性指数H/E;微纳织构表面不会改变软涂层的晶体结构,但改善了软涂层与基体的界面结合形态,增加了软涂层的表面粗糙度和膜基界面结合力。微纳织构表面改善软涂层膜基结合性能的内在机理为:1)微纳织构表面能有效地减少涂层与基体的界面应变;2)微纳织构增大了软涂层在基体的附着面积,提高了基体的机械啮合力;3)微纳织构表面具有更好的润湿性和表面能;4)微纳织构改善了基体表面压应力、消散了涂层系统残余应力。通过与45#淬火钢的球-盘接触式摩擦磨损试验,系统地研究了微纳织构表面电流体喷射沉积WS2软涂层和WS2/C复合涂层的摩擦磨损特性。结果表明:与WS2软涂层相比,WS2/C复合涂层的磨损率降低、磨损寿命延长,这主要是由于复合涂层具有更高的硬度、韧性和抗氧化性。微纳织构表面能进一步降低涂层磨损率、延长涂层磨损寿命,这主要是由于微纳织构表面增强了涂层膜基结合力,并且微织构可以通过捕捉磨屑、储存和转移润滑剂来保持摩擦接触面良好的润滑状态。与光滑表面电流体喷射沉积的WS2软涂层相比,微纳织构表面电流体喷射沉积WS2/C（4:1）复合涂层的磨损率降低约20%。通过车削试验研究了微纳织构表面电流体喷射沉积WS2/C（4:1）软涂层刀具干切削45#淬火钢的切削性能、刀具破损机制和减磨作用机理。结果表明:与传统刀具（PT）相比,刀具表面微纳织构处理和电流体喷射沉积软涂层均能不同程度地降低刀具切削力、切削温度和前刀面刀-屑界面摩擦系数,改善刀具表面摩擦状态和加工工件表面质量,其中刀具WMT-2-N（前刀面有微纳复合织构且菱形结构中微米沟槽平行于主切削刃,后刀面有纳织构且纳米沟槽平行于主切削刃,前后刀面都沉积WS2/C（4:1）软涂层）表现最佳。微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层改善刀具干切削性能的作用机理为:软涂层改善了刀-屑接触面摩擦状态;微纳织构改善了刀-屑接触特性;微纳织构提高了软涂层膜基结合力。
袁子尧[3]（2021）在《热丝化学气相沉积金刚石/β-SiC复合多层结构涂层研究》文中指出金刚石具有高硬度、高弹性模量、高热导率和高耐磨性等优异物理性能,作为涂层材料,在硬质合金基体超硬涂层领域极具应用价值。然而,金刚石涂层工业化应用长期受到以下问题限制:①硬质合金中的钴粘结相（Co）扩散至涂层,催化金刚石转变为石墨降低涂层力学性能;②金刚石与硬质合金基体由于热膨胀系数的差异导致的涂层残余应力过大影响涂层力学性能;③由于以上问题造成的金刚石与硬质合金基体之间的选择性问题制约了涂层的应用领域;④金刚石涂层结构设计与力学性能之间的作用机制尚不明晰。因此,基于上述问题,结合本课题组成功制备的高性能金刚石/β-SiC复合涂层,开发出新型金刚石/β-SiC复合多层结构涂层,并对金刚石涂层开展结构优化设计、生长制备、微观结构分析、力学和切削性能探讨等方面进行深入研究。首先,研究了热丝化学气相沉积反应过程中的四甲基硅烷（TMS）通入量、沉积功率、沉积温度和沉积气压对金刚石/β-SiC复合涂层结构和性能的影响。研究结果表明,低沉积功率下（3.6 kW）,TMS通入量（10 sccm～15 sccm）对于金刚石/β-SiC复合涂层的结构调控影响最为显着。进一步结合低沉积温度（≤850℃）和适合的沉积气压（5 kPa）能够实现对金刚石/β-SiC复合涂层结构的连续和可控生长,同时具有很好的结合强度。其次,利用热丝化学气相沉积技术,在WC-6%Co硬质合金基体上,设计并制备了三种传统金刚石涂层和三种新型金刚石/β-SiC复合多层结构涂层。研究表明,在六种结构的金刚石涂层中,以金刚石/β-SiC复合涂层与微米金刚石涂层作为多层结构、纳米金刚石涂层作为顶层的金刚石/β-SiC复合多层结构涂层同时表现出高的硬度（H=83.6 GPa）与弹性模量（E=856.1 GPa）、高临界载荷（Lc=52.9 N）和低裂纹扩展宽度（≤ 164 μm）等优异性能,并在切削测试中表现出最长的服役寿命（≥65 min）和最佳的加工精度（Ra≤5.77μm）。首先,涂层优异的结合强度和较低的残余应力主要源自于金刚石/β-SiC复合涂层作为界面层和支撑层的作用;其次,多层结构设计提升了涂层的裂纹扩展抗性、韧性和塑性变形抗性;最后,该涂层的高硬度与高弹性模量归因于涂层中微米金刚石涂层的高结晶质量和连续沉积,而纳米金刚石顶层保证了涂层整体具有优良的表面平整度。最后,研究了金刚石/β-SiC复合多层结构涂层在不同结构硬质合金基体上的普适性。研究表明,传统金刚石涂层对于不同硬质合金基体具有选择性,刻蚀之后不同硬质合金基体微观结构的差异和传统金刚石涂层生长特性是导致基体选择性问题的主要原因。相比之下,不同硬质合金基体上沉积的金刚石/β-SiC复合多层结构涂层的力学性能差异十分微小。在所有硬质合金基体上均得到了优异的力学性能,包括低的残余应力（-0.34 GPa～-0.45 GPa）、少的剥落面积（0.13 mm2～0.16 mm2）和高的临界载荷（51.8N～52.3N）。在金刚石/β-SiC复合结构涂层沉积过程中,由于β-SiC相的无选择性沉积导致残余孔洞被大量填补而形成了致密的界面结构。金刚石/β-SiC复合层和微米金刚石层构成的多层结构保证了涂层具有高的结合强度和力学性能。金刚石/β-SiC复合界面层对由贫钴层萌生并向上扩展的裂纹起到阻挡作用。三方面共同作用,消除不同硬质合金基体上金刚石涂层界面微观结构差异,提升了金刚石涂层的普适性。本论文将金刚石/β-SiC复合结构引入金刚石多层结构设计体系,开发出金刚石/β-SiC复合多层结构涂层,优化了金刚石涂层的结构,提升了金刚石涂层的力学性能,提高了金刚石涂层的普适性,极具工业应用价值。
李昂[4]（2020）在《金属液流快冷增材制造设备及技术的基础理论研究》文中提出金属增材制造技术是近几十年来发展起来的一项材料成形新技术,实现了金属制品的生产方式从等材、减材到增材的重大转变,具有工艺流程短、材料利用率高以及能够生产传统技术难以成形的复杂结构制品、易于满足个性化需求等特点,应用前景广阔。但是,现有的金属增材制造技术存在着设备和材料成本较高,原料适用性较差,成形件成形尺寸受限、成形效率较低、热应力较大和热积累严重等问题,制约了该技术的快速发展和推广应用。有鉴于此,本论文基于低成本高效率的金属液流快冷增材制造技术原理,自主研制了金属液流快冷增材制造新设备,开发了相关的控制系统,并以航空航天和汽车工业等领域应用广泛的7075铝合金为对象,金属液流快冷增材制造成形了 7075铝合金件。借助高速摄像机、金相显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、Flow-3D有限元软件、Matlab软件、Simulink仿真软件和Visual Basic语言等设备及方法,开展了金属液流快冷增材制造设备及技术的基础理论研究,开发了金属液流快冷增材制造技术原型。取得的主要创新性研究结果如下:基于金属液流快冷增材制造技术原理,发明了金属液流快冷增材制造设备及控制系统。针对连续金属液流稳定性控制困难的问题,设计了特殊形状的流量控制塞杆与喷嘴相配合的高效出料系统,当喷嘴出料孔直径为0.4mm时,气动临界出料的压力约为8.8kPa,且随着出料压力的增大,7075铝合金液流断裂前的长度增大,实现了连续稳定金属液流的控制。设计了基板冷却和溢流式循环水随形冷却两种冷却方式,当7075铝合金成形件的高度低于60mm时,基板冷却具有较好的冷却效果;随着7075铝合金成形件高度的增加,溢流式循环水冷却效果逐渐增强。提出了基于Fuzzy-积分分离PID的气压控制算法,与单独的PID控制相比,充气过程中的超调量由0.29kPa减小至0.03 kPa,过冲明显减小,充气过程更快;采用对开源软件Repetier Host生成的G代码直接进行二次编辑的方法,获得了金属液流快冷增材制造G代码生成软件,与传统的对开源软件Repetier Host架构和语言直接进行更改的方法相比,开发周期和难度均大大降低。针对连续金属液流在无熔池约束条件下凝固形状控制困难的问题,建立了金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件的尺寸均匀性和横截面形状控制理论。界面倾角和界流间距的大幅周期性变化是导致7075铝合金成形件的尺寸不均匀的根本原因;根据能量守恒定律,建立了无熔池约束条件下固液界面变化与7075铝合金成形件尺寸均匀性关系的数学模型,与实验结果的平均误差小于10%;不同工艺参数下,单道次无熔池约束成形铺展阶段边部凝固7075铝合金熔体的体积和堆积阶段7075铝合金熔体的凝固速度发生改变,使7075铝合金熔体在铺展和堆积过程中的动能产生变化,是影响金属液流快冷增材制造单道次7075铝合金件横截面形状的根本原因;建立了工艺参数与单道次7075铝合金件横截面形状的关系模型,与实验结果的平均误差小于10%;建立了最优扫描间距与单道次7075铝合金件横截面形状的计算模型,实现了对金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件形状的控制。针对快冷条件下无热源直接重熔基层金属导致成形件层间结合困难的问题,提出了金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件的层间结合质量控制方法。通过提高熔体温度和出料压力,能够缩小铺展阶段边部7075铝合金熔体凝固的体积并增大7075铝合金液流撞击基板的速度,基本消除7075铝合金成形件的孔洞缺陷;根据半无限大物体一维非稳态传热理论和热量守恒定律,建立了 7075铝合金成形件界面温度控制数学模型和基层温度控制数学模型,构建了工艺参数与7075铝合金成形件层间结合质量的定量关系,实现了对金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件层间结合质量的控制。针对连续高温液流冲击条件下成形件组织形成机理不明的问题,揭示了金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件微观组织形成机理,高效制备了微观组织均匀和力学性能优异的7075铝合金方形件和矩形管,开发了金属液流快冷增材制造技术原型。连续高温液流冲击能使7075铝合金熔体凝固前的流动速度由平均4.6 cm·s-1增加至79.6 cm·s-1,增加了枝晶臂的断裂和形核率,将7075铝合金件的微观组织由平均29.6μm显着细化至18.2μm;成形过程中的热循环会使7075铝合金成形件微观组织的界面自由能减小,热积累则造成金属熔体的凝固速度显着减小,导致温度梯度与凝固速度的比值减小,使7075铝合金成形件的微观组织由蔷薇状晶转变为等轴晶;分别制备了尺寸为55×20×50 mm的7075铝合金方形件和尺寸为80 × 30 × 50 mm的7075铝合金矩形管,总制备时间小于300 s,平均致密度达到99.9%,平均晶粒尺寸为42.6μm,平均抗拉强度为330MPa,明显优于传统铸件的抗拉强度（87～120 MPa）和激光选区熔化7075铝合金件的抗拉强度（203 MPa）。
李枘[5]（2019）在《铝合金表面激光熔覆组织和性能研究》文中进行了进一步梳理1050铝合金具有较高的塑性和可加工性,但其硬度低,耐磨性能差,如何改善其表面性能,使其应用更加广泛是值得研究的。高硅铝合金具有比强度高,热膨胀系数小,耐磨性能良好等优点,在汽车、船舶、航空航天、电子封装等领域应用广泛。但传统铸造方法生产的高硅铝合金中组织粗大、力学性能不佳且难以获得超高的硅含量。其他生产技术如喷射沉积技术、粉末冶金技术等,生产成本较高,工艺复杂。研究生产成本低廉、工艺简单的高硅铝合金制备方法具有很高的实际价值。激光熔覆技术近年来发展迅速,可用于提高材料的表面性能,也可以作为新材料制备手段,具有光明的前景。本文以激光熔覆技术为手段,选择1050铝合金为基体,采用LWS-1000型Nd:YAG激光器,在1050铝合金表面激光熔覆制备高硅铝熔覆层。通过纯硅粉单层激光熔覆改善1050铝合金表面性能,通过铝粉与硅粉混合进行多层熔覆,制备Al-70Si以及铝硅梯度材料。试验结果表明激光功率,激光扫描速度,预置粉末厚度对熔覆层质量都有较大影响,三者在一定范围内是相匹配的。本试验得到的最优工艺参数为,激光功率170W,激光扫描速度200mm/min,预置粉末厚度为250μm。在1050铝合金表面成功制备了高硅铝熔覆层,硅含量约为68.5%,硬度达到245HV,较基体提高约210HV,耐磨性也得到改善,较基体磨损量降低1.1mg。稀土氧化物Y2O3的添加可以提高铝粉的润湿性,改善激光熔覆中的球化现象。以铝粉和硅粉质量比（3:7）,添加2%含量Y2O3,进行多层激光熔覆后成功制备Al-70Si。其硬度约为245HV,抗拉强度约为85MPa,延伸率约为1.5%,室温下热导率约为56W/（m?K）。在500℃保温4h后,长条状初晶硅尖角钝化,硬度提高约50HV,热导率提高11W/（m?K）。通过控制每层熔覆硅粉与铝粉比例,制备了硅含量从70%逐层递增到接近100%的铝硅梯度材料。自上表面往界面方向,硬度值逐渐降低,由600HV下降到约200HV。
陈寰宇[6]（2019）在《316L不锈钢激光直接金属沉积的表面粉末粘附研究》文中研究说明激光直接金属沉积（Direct Metal Deposition,DMD）是在快速原型成形技术和同步激光表面熔覆的基础上,基于分层制造的理论快速发展起来的一项高性能高复杂度一体化金属零件的数字化增材制造技术,能实现对受损零件的高性能快速修复以及同一零件的多材料复合布局和梯度结构制造。激光直接金属沉积技术作为未来工业4.0的重要支柱之一,广泛应用于国防军工、航天航空、模具制造、生物医疗、核技术装备等多个领域。然而激光直接金属沉积具有十分复杂的物理过程,影响因素繁多、工艺敏感度高,采用激光直接金属沉积技术做到“控形控性”制造还存在极大地挑战。目前激光直接金属沉积316L不锈钢表面质量较差存在严重的粉末粘附现象等诸多问题,成为了制约该技术发展及广泛工业应用的绊脚石。本文以激光直接金属沉积成形过程中粉末颗粒、激光束、熔池之间的相互作用为研究对象,以316L奥氏体不锈钢粉末为成形材料,通过搭建高速摄像采集系统观测粉末、激光束和熔池之间动态变化过程,分析了该技术下表面粉末粘附的形成机制,提出了激光直接金属沉积成形表面粉末粘附的三种类型。本文重点研究了不同工艺条件下激光直接金属沉积成形零件表面粉末粘附规律,并依据超景深显微镜观测结果提出了粗糙度、表面积系数及平均高度三项指标综合表征粉末粘附程度的方法。在连续激光模式下,增大送粉速率,零件表面粉末粘附程度愈大,减小载气流量,零件表面粉末粘附程度愈小,线能量密度对零件表面粉末粘附程度影响不明显;在准连续激光模式下,占空比是影响零件表面粉末粘附的关键因素,当准连续激光占空比为20%时,成形零件表面粘附粉末程度较小,脉冲频率和线能量密度不是影响成形表面粉末粘附的关键因素。本文将优化的稳定成形工艺应用于复杂结构特征零件制造,制定了上、中、下三部分分步成形的方案。根据实际成形效果,进一步提出了旋转轴与直线轴联动的成形方法,以及准连续激光与连续激光协同制造的成形方法。综合考虑沉积效率和表面质量,准连续激光与连续激光协同制造的成形方法有效的改善了成形表面粉末粘附程度。
范明智[7]（2019）在《扫描射流电沉积制备超疏水镍镀层工艺试验研究》文中指出超疏水表面具有特殊的润湿性能,可应用于自清洁、防腐蚀、抗生物附着、流体减阻等许多领域。表面润湿性由表面自由能和表面粗糙度控制。构建合适的表面粗糙结构是制备出超疏水表面的基础。电沉积法在制备超疏水表面上具有独特的优势,如工艺简单快捷,可重复性高,成本低,可制备多种表面形貌等。射流电沉积技术具有灵活、高效、可选择性沉积等优势。本文采用阳极扫描射流电沉积技术制备了具有微纳分级粗糙结构的镍镀层,经过一周的自然疏水化过程后,得到了具有优异超疏水性能的表面。本文提出了超疏水表面的制备新方法,揭示了镀层生长机理和表面润湿性转变机理。主要内容如下:（1）设计并搭建了桌面级阳极扫描射流电沉积机床。相比其它射流电沉积机床,该机床操作、维护更方便,应用范围更广。（2）试验研究了添加剂浓度、扫描次数和平均电流密度等工艺参数的影响。镀液中加入NH4Cl后,镀层表面形成了粗糙团簇结构。表面团簇尺寸和密度随着NH4Cl浓度的增大、扫描次数的增加和平均电流密度的增大而增大。NH4+的作用是稳定阴极表面pH值,增强析氢反应,降低金属沉积的形核概率,促进晶体的纵向生长,使得镀层变粗糙。在此基础上,确定了制备超疏水镍镀层的添加剂浓度和加工参数:NH4Cl添加量120g/L,平均电流密度30A/dm2,扫描次数400次。（3）分析了镀层的生长机理。由于NH4+的存在以及射流条件下沉积界面的高度不稳定性,随着沉积进行,镀层表面形成突起,粗糙度不断增大。在“尖端效应”及其屏蔽作用下,镀层生长由前期的面生长转变为突起区域的枝晶生长。镀层表面形成了具有微纳分级结构的菜花状团簇。整个镀层可分为两部分:底部完整致密的镍镀层和其上的粗糙团簇结构。（4）揭示了镀层表面润湿性的转变机理。新制备的镀层是超亲水的,在空气中放置一周后,转变为超疏水。镀层表面自发吸附的空气中的有机碳氢化合物是其表面润湿性能转变的原因。这些有机物降低了镀层的表面自由能,与镀层表面的团簇粗糙结构共同作用,使得镀层表面成为符合Cassie-Baxter模型的低粘附性超疏水表面。（5）试验验证了所制备超疏水镍镀层的性能。在空气中放置一周后,6μL水滴在表面的接触角达到155.4°,滚动角为6.5°。在200℃下放置3小时后,镀层仍然能保持超疏水性能。相比射流电沉积制备的普通亮镍镀层,超疏水镍镀层具有更好的防腐性能。
黄大志[8]（2018）在《喷射电沉积制备铜基超疏水涂层的基础研究》文中研究说明接触角大于150°和滚动角小于10°的超疏水表面在自然界常能见到,“荷叶效应”就是典型案例。近年来,超疏水表面的基础研究和实际应用价值引起了人们的广泛关注,在抗结冰、自清洁、油水分离、防腐涂层和抗菌涂层等方面有着广阔的应用前景。超疏水表面是由其独特的微纳米分级结构和表面低表面能的化学结构共同决定的,研究人员通过各种制备方法在金属基体材料上制备了超疏水涂层,在这些方法中存在对设备要求高,效率低,涂层易脱落,制备成本较高等问题,这都限制了超疏水涂层的发展。喷射电沉积加工技术是利用射流原理将电解液从喷嘴高速喷出到阴极工件上,在喷嘴内阳极和工件阴极之间接上电源,在阴极被电解液覆盖的区域产生电化学沉积,在没有覆盖的区域不能产生电化学沉积,故该技术有较好的选择性。又因为射流的高速搅拌,可以很大程度地提升电流密度,故沉积速率也比较快。喷射电沉积技术具有选择性、高效率、易控制和低成本等优点,在制备超疏水涂层方面展现出了较强的优势。金属基超疏水表面的微纳米结构特点决定了对制备工艺的高要求,很有必要对喷射电沉积流场电场的作用机理深入研究,探索出制备超疏水涂层的工艺方法。首先,在冲击射流场和电场基本理论研究的基础上,本文提出了利用流场电场数值模拟的方法建立起喷射电沉积加工模型,并通过定点喷射电沉积试验验证了数值模型的正确性。其次,利用该模型分析了影响加工的主要参数与流场电场之间的关系,从流场电场的角度揭示了喷射电沉积加工机理,为满足不同的加工需求选择合适的工艺条件奠定基础。最后,通过对超疏水基本理论的研究,并在加工机理的指导下,本文提出了利用喷射电沉积加工技术制备铜基超疏水涂层的方法,经过工艺优化后能够制备出较大接触角和较小滚动角的涂层。本文的主要研究工作如下:（1）通过对电沉积基本理论的分析,揭示了喷射电沉积不同于普通电沉积的主要原因在于传质的方式由扩散变为强对流。高速的电解液使扩散层的厚度减小,提高了极限电流密度,从而提高了沉积效率。借助导电介质中的稳定电场理论和冲击射流场理论,揭示了电场受冲击射流场的限制,只能在射流场内起作用,流场的形态影响着电场在阴极上的作用区域,使得喷射电沉积具有选择性。（2）开发了具有自动控制加工工艺参数的喷射电沉积加工系统,并进行了圆形喷嘴的定点喷射电沉积试验,制备出了中间厚,边缘薄的圆饼型结构铜铸层。在此基础上利用数值模拟软件建立起喷射电沉积加工数值模型,证实了射流场的形态对定点射流电铸电场分布影响较大。借助计算机数值模拟的方法找到了确定射流场边界的方法,与试验结果对比发现以0.995组分的电解液流场形态建立的数值模型最接近实际情况。（3）利用已建立的喷射电沉积流场电场模型,对喷射电沉积特有的工艺参数:喷头主要参数、电解液入阳极腔形式、阳极形态及位置、电解液流速、喷嘴与阴极的距离以及相对运动速度对阴极表面主要影响区的电流密度、电解液流速的平均值以及它们的分布之间的关系进行了分析,总结了这些工艺参数对流场电场的影响规律。（4）分析和探讨了超疏水基本理论,结合喷射电沉积可控流场电场的应用分析,并与典型荷叶的表面形貌进行对比,进行了制备铜基超疏水表面的可行性研究。发现通过控制主要工艺参数（电流密度、电解液流速、扫描速度和扫描层数）是能够获得超疏水铜表面,并就后续工艺试验的开展制定了详细的方案。（5）在小电流、快速扫描制备出的预沉积层上,通过控制变量法分别对不同电流密度、扫描速度、扫描次数对接触角的影响进行颗粒可控生长的研究,又对沉积层表面进行了低表面能修饰方面的研究。最后,通过正交试验发现当电解液流速为1.5 L/min,扫描速度为12 mm/min,扫描次数为1,电流密度为950 A/dm2,可制备出接触角为152.6°,滚动角为6.3°的超疏水表面。通过塔菲尔极化曲线法和失重法对纯铜试样和表面覆盖有超疏水涂层的试样进行了耐腐蚀性对比试验,结果表明:表面覆盖有超疏水涂层的试样耐腐蚀性明显好于纯铜。
刘国强[9]（2018）在《回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层工艺及其性能研究》文中研究表明喷射电沉积技术具有沉积速度快、晶粒细密、镀层表面性能优越等优点,已被广泛应用于多个领域。Ni-P-ZrO2复合镀层具有较高的硬度,良好的耐磨、耐腐蚀性能,可用于提高零件的表面性能,具有广阔的应用前景。目前,对回转体表面喷射电沉积Ni-P-Zr02复合镀层的研究较少,一方面,对镀层制备的研究主要集中在平面镀,在回转体表面制备镀层的研究较少,另一方面,对Ni-P-ZrO2复合镀层制备的研究多为化学镀或传统电沉积,而对喷射电沉积的研究较少。本文利用搭建的喷射电沉积装置进行试验,对回转体表面喷射电沉积Ni-P-Zr02复合镀层的工艺及其性能进行研究。主要研究内容如下:（1）回转体表面喷射电沉积过程的多物理场耦合仿真。基于COMSOL Multiphysics软件,分别建立电镀二次、湍流、稀物质传递三个物理场的数学模型,然后通过三者间的相互关系,推导出多物理场的耦合模型,最后进行数值求解。本文主要研究了不同加工方式（喷头横向放置和纵向放置）、不同喷头形状（锥形和直管状）和不同喷嘴尺寸（1mm×11mm、1.5mm×11mm、2mm×11mm）对加工过程的影响,并对比了加工间隙内流速和电流密度的大小以及分布的均匀性,通过综合分析,认为选用喷嘴尺寸为1.5mm×11mm的锥形喷头,纵向放置加工,所得镀层的性能最佳。（2）回转体表面喷射电沉积基础试验研究。本文分别选用不同加工方式、不同喷头形状、不同喷嘴尺寸的喷头,在相同的的工艺参数下,进行回转体表面喷射电沉积试验,通过对比分析镀层的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、磨痕宽度,发现利用喷嘴尺寸为1.5mm×11mm的锥形喷头纵向放置时加工,所制备的镀层性能最优,与仿真结果一致,验证了仿真模型的准确性,同时弥补了仿真的不足。（3）Zr02颗粒浓度的确定。基于前文确定的喷头以及加工方式,选用50nm的Zr02颗粒,浓度分别为Og/L、5g/L、10g/L、15g/L和20g/L,在相同工艺条件下进行试验,对比不同颗粒浓度下,镀层的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、磨痕宽度,通过综合分析,确定最佳的颗粒浓度为10g/L。（4）喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层工艺试验研究。利用JMP软件设计试验,基于前文选定的喷头、加工方式及颗粒浓度,进行喷射电沉积试验,通过逐步分析法建立各响应的数学模型,探讨电流、镀液流速、阴极转速、温度对镀层显微硬度、镀层厚度、磨痕宽度、表面粗糙度的影响,分析发现,各因子间存在明显的交互作用,一个因子对镀层性能的影响会随着另一个因子的变化而变化,最后通过期望函数法,得到回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层的最佳工艺参数为:电流0.8A,镀液流速4.04m/s,阴极转速7.20r/min,温度64.91℃,最优参数下所制备镀层的各项性能为:显微硬度703.22HV,镀层厚度59.81μm,磨痕宽度257.19μm,表面粗糙度0.207μm。（5）Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性研究。通过动电位扫描法测定Ni-P-ZrO2复合镀层、Ni-P合金镀层以及45钢基体不同时间的极化曲线,然后利用极化曲线外延法得到其腐蚀电位、腐蚀电流密度以及腐蚀速率,试验发现45钢基体的最大腐蚀电流密度约是Ni-P-ZrO2复合镀层的10倍,约是Ni-P合金镀层的6倍,Ni-P合金镀层和Ni-P-ZrO2复合镀层都具有较好的耐腐蚀性,ZrO2颗粒的加入,增强了镀层的耐腐蚀性能。
贺毅强,陈志钢[10]（2012）在《多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的研究现状与发展趋势》文中研究表明通过多层喷射沉积技术制备颗粒增强铝基复合材料,强化了冷却效果,能获得细小均匀的显微组织,优化复合材料中增强相的分布及其与基体的结合状态。本文综述了喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的发展现状;介绍了多层喷射沉积技术的原理与工艺参数;概述了喷射沉积颗粒增强Al-Zn-Mg系、Al-Fe系与Al-Si系复合材料;并介绍喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的致密化技术,着重介绍在小吨位设备上致密大块多孔材料的楔形压制工艺、外框限制轧制、陶粒包覆轧制工艺和热压后轧制工艺;展望了喷射沉积铝基复合材料的的发展趋势,认为增强颗粒与基体界面的结合强度有待进一步提高,提出了多层喷射沉积技术将朝在可编程控制下制备组织均匀、细小且致密度高的大尺寸坯料方向发展,而致密化技术也将朝小吨位设备制备大尺寸致密材料的方向发展,认为热压和楔形压制作为预致密方式能有效提高大尺寸喷射沉积坯料的成形能力,有利于进一步成形。
二、多层喷射沉积技术的研究及进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多层喷射沉积技术的研究及进展（论文提纲范文）
（1）铜/不锈钢薄带衬板辅助轧制复合工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属复合薄带制备工艺 |
| 1.2.1 磁控溅射法 |
| 1.2.2 扩散焊接法 |
| 1.2.3 喷射沉积法 |
| 1.2.4 轧制复合法 |
| 1.3 铜/钢复合板带的制备工艺研究进展 |
| 1.3.1 焊接复合法制备铜/钢复合板带 |
| 1.3.2 轧制复合法制备铜/钢复合板带 |
| 1.3.3 “扩散焊接+轧制强化”法制备铜/钢复合板带 |
| 1.4 铜/不锈钢薄带轧制复合工艺技术难点 |
| 1.5 本文研究目的和主要内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料与制备工艺 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 衬板辅助轧制复合工艺 |
| 2.1.3 轧制温度选择 |
| 2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.1 有限元软件ABAQUS简介 |
| 2.2.2 轧制模型的建立 |
| 2.2.3 模型参数选择 |
| 2.3 实验与分析方法 |
| 2.3.1 轧制实验流程 |
| 2.3.2 界面形貌及微观组织分析 |
| 2.3.3 力学性能分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 铜/不锈钢薄带衬板辅助轧制复合有限元模拟分析 |
| 3.1 压下率分析及有限元模型验证 |
| 3.2 等效塑性应变模拟结果及分析 |
| 3.3 温度场模拟结果及分析 |
| 3.4 应力结果及分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 衬板辅助轧制实验及退火工艺研究 |
| 4.1 衬板辅助轧制实验结果 |
| 4.2 复合薄带微观组织测试及分析 |
| 4.3 复合薄带拉伸性能测试及分析 |
| 4.4 铜/不锈钢复合薄带退火工艺研究 |
| 4.4.1 不同退火方式对复合薄带拉伸性能的影响 |
| 4.4.2 不同退火时间对复合薄带结合界面的影响 |
| 4.4.3 不同退火时间对复合薄带拉伸性能的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景与意义 |
| 1.2 电流体喷射沉积技术的国内外研究现状 |
| 1.3 织构刀具的国内外研究现状 |
| 1.3.1 刀具表面织构化的基本原理 |
| 1.3.2 织构刀具的制备与切削性能 |
| 1.4 软涂层刀具的国内外研究现状 |
| 1.4.1 刀具软涂层种类 |
| 1.4.2 软涂层刀具的制备与切削性能 |
| 1.5 本课题的来源与研究内容 |
| 第2章 电流体喷射沉积机理、设备及工艺研究 |
| 2.1 电流体喷射沉积机理研究 |
| 2.1.1 电流体射流形成及尺度分析 |
| 2.1.2 电流体射流仿真研究 |
| 2.1.3 电流体射流散射雾化及液滴受力分析 |
| 2.1.4 荷电液滴运动和尺度分析 |
| 2.2 电流体喷射沉积设备的设计与搭建 |
| 2.2.1 电流体喷射沉积设备设计 |
| 2.2.2 电流体喷射沉积设备软件控制系统 |
| 2.2.3 电流体喷射沉积设备搭建 |
| 2.3 电流体喷射沉积软涂层质量控制规律研究 |
| 2.3.1 电流体喷射沉积软涂层工艺过程 |
| 2.3.2 电射流模式随电压、浆料流量的变化规律 |
| 2.3.3 涂层质量随喷针-衬底间距的变化规律 |
| 2.3.4 电流体喷射沉积软涂层形貌特征和物相分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层的制备及其物理力学性能 |
| 3.1 微纳织构的设计与制备 |
| 3.1.1 表面激光织构化机理分析 |
| 3.1.2 表面织构图案设计 |
| 3.1.3 微纳织构的激光加工 |
| 3.1.4 微纳织构的形貌特征和物相分析 |
| 3.2 微纳织构表面软涂层的电流体喷射沉积与性能测试方法 |
| 3.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层物理力学性能 |
| 3.3.1 微观结构与物相 |
| 3.3.2 表面硬度与弹性模量 |
| 3.3.3 涂层膜基结合力 |
| 3.4 微纳织构表面提高软涂层膜基结合力的机理分析 |
| 3.4.1 软涂层和微纳织构基体表面匹配性分析 |
| 3.4.2 微纳织构基体的比表面积 |
| 3.4.3 微纳织构基体表面润湿性及表面能 |
| 3.4.4 微纳织构表面软涂层系统应力状态 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层的摩擦磨损特性 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 摩擦试样与试验条件 |
| 4.2 微纳织构表面软涂层摩擦磨损特性 |
| 4.2.1 摩擦系数和涂层磨损寿命 |
| 4.2.2 涂层和对磨球磨损率 |
| 4.2.3 涂层表面磨损形貌 |
| 4.2.4 对磨球表面磨损形貌 |
| 4.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层润滑机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的制备及其切削性能研究 |
| 5.1 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的设计与制备 |
| 5.2 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的切削性能 |
| 5.2.1 切削试验方案 |
| 5.2.2 切削力 |
| 5.2.3 切削温度 |
| 5.2.4 刀-屑接触面摩擦系数 |
| 5.2.5 剪切角 |
| 5.2.6 已加工表面粗糙度 |
| 5.2.7 刀具表面磨损形貌 |
| 5.3 微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层改善刀具切削性能机理分析 |
| 5.3.1 软涂层改善刀-屑接触面摩擦状态 |
| 5.3.2 微纳织构改善刀-屑接触特性 |
| 5.3.3 微纳织构提高软涂层膜基结合力 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文与获得的荣誉奖励 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）热丝化学气相沉积金刚石/β-SiC复合多层结构涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 金刚石涂层 |
| 1.2.1 金刚石涂层结构与性质 |
| 1.2.2 金刚石涂层制备技术 |
| 1.2.3 热丝化学气相沉积制备技术 |
| 1.3 金刚石涂层在力学领域研究发展现状 |
| 1.3.1 基体材料的表面预处理技术 |
| 1.3.2 金刚石涂层结构设计和沉积工艺 |
| 1.4 金刚石/β-SiC复合涂层 |
| 1.4.1 金刚石/β-SiC涂层制备的基础理论 |
| 1.4.2 金刚石/β-SiC复合涂层研究进展 |
| 1.5 本文选题目的、意义和内容 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 基体材料与预处理 |
| 2.1.1 基体材料的选择 |
| 2.1.2 硬质合金基体的预处理 |
| 2.2 实验设备与仪器 |
| 2.2.1 涂层制备设备与实验方法 |
| 2.2.2 金刚石涂层结构表征仪器 |
| 2.2.3 金刚石涂层性能测试设备 |
| 第3章 金刚石/β-SiC复合涂层结构调控及结合强度研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 金刚石/β-SiC两相结构特性 |
| 3.2.2 金刚石/β-SiC复合涂层制备参数设计 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 TMS通入量对金刚石/β-SiC复合涂层两相结构的影响 |
| 3.3.2 沉积温度对金刚石/β-SiC复合涂层两相结构的影响 |
| 3.3.3 沉积气压对金刚石/β-SiC复合涂层两相结构的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层制备及其力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.2.1 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层设计 |
| 4.2.2 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层制备 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层微观结构观察 |
| 4.3.2 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层物相组成表征 |
| 4.3.3 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层结合强度评价 |
| 4.3.4 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层纳米力学性能表征 |
| 4.3.5 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层刀具切削性能测试 |
| 4.3.6 金刚石/β-SiC复合多层微观结构对力学性能影响讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层的普适性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 不同硬质合金基体结构特性 |
| 5.2.2 金刚石/β-SiC复合多层结构涂层设计与制备 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 不同硬质合金基体上不同结构金刚石涂层微观结构分析 |
| 5.3.2 不同硬质合金基体上不同金刚石涂层结晶质量及残余应力表征 |
| 5.3.3 不同硬质合金基体上不同金刚石涂层结合强度评价 |
| 5.3.4 硬质合金基体与金刚石涂层选择性问题形成机理研究 |
| 5.3.5 界面微观结构提升金刚石/β-SiC复合多层涂层普适性影响机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 论文的主要结论 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（4）金属液流快冷增材制造设备及技术的基础理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 金属增材制造技术的分类及存在的问题 |
| 1.2.1 金属增材制造技术的分类 |
| 1.2.2 金属增材制造技术的设备特点及存在的问题 |
| 1.2.3 金属增材制造技术的材料特点及存在的问题 |
| 1.2.4 金属增材制造技术的工艺特点及存在的问题 |
| 1.3 基于金属熔体的增材制造设备核心装置研究现状 |
| 1.3.1 出料装置设计和出料过程控制研究现状 |
| 1.3.2 沉积装置设计和成形件温度控制研究现状 |
| 1.4 基于金属熔体的增材制造设备控制系统开发现状 |
| 1.4.1 气压控制系统及控制算法开发现状 |
| 1.4.2 控制系统及控制软件开发现状 |
| 1.5 金属增材制造成形件形状控制理论模型研究现状 |
| 1.5.1 成形件尺寸均匀性控制理论模型研究现状 |
| 1.5.2 成形件横截面形状控制理论模型研究现状 |
| 1.6 金属增材制造成形件层间界面结合控制模型研究现状 |
| 1.7 金属增材制造铝合金成形件微观组织研究现状 |
| 1.8 研究内容、研究方案与创新点 |
| 1.8.1 研究内容 |
| 1.8.2 研究方案 |
| 1.8.3 主要创新点 |
| 1.9 小结 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 单道次成形实验 |
| 2.3.2 多道次多层成形实验 |
| 2.3.3 高速摄像观察 |
| 2.3.4 尺寸均匀性计算 |
| 2.3.5 横截面形貌、微观组织及化学成分观察分析 |
| 2.3.6 致密度计算 |
| 2.3.7 流动和凝固参数计算 |
| 2.3.8 力学性能测试 |
| 2.4 有限元数值模拟方法 |
| 2.4.1 基本控制方程 |
| 2.4.2 金属凝固处理方法 |
| 2.4.3 几何模型建立 |
| 2.4.4 初始条件及边界条件设定 |
| 2.5 小结 |
| 3 金属液流快冷增材制造技术原理提出及设备开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属液流快冷增材制造技术原理 |
| 3.3 出料装置设计及液流控制技术开发 |
| 3.3.1 耐高温柔性出料喷嘴设计 |
| 3.3.2 连续稳定金属液流的控制 |
| 3.4 冷却装置设计及快冷技术开发 |
| 3.4.1 溢流式随形快冷装置和基板冷却装置设计 |
| 3.4.2 冷却水流量对冷却强度的影响 |
| 3.4.3 冷却方式对冷却强度的影响 |
| 3.5 气氛保护装置、进料装置和运动装置设计与开发 |
| 3.5.1 真空及气氛保护装置设计与开发 |
| 3.5.2 熔体输送式进料装置设计与开发 |
| 3.5.3 运动装置设计与开发 |
| 3.6 小结 |
| 4 金属液流快冷增材制造设备控制算法及控制软件开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属液流快冷增材制造设备控制系统设计 |
| 4.2.1 运动控制设计 |
| 4.2.2 进料控制设计 |
| 4.2.3 出料控制设计 |
| 4.3 基于Fuzzy-积分分离PID的压力控制算法开发 |
| 4.3.1 Fuzzy-积分分离PID压力控制算法设计 |
| 4.3.2 Fuzzy-积分分离PID压力控制算法仿真 |
| 4.4 金属液流快冷增材制造设备控制软件开发 |
| 4.4.1 整体控制架构设计 |
| 4.4.2 G代码生成软件开发 |
| 4.4.3 上位机控制软件开发 |
| 4.5 小结 |
| 5 金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件形状控制理论模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 7075铝合金成形件尺寸均匀性影响机理及控制数学模型 |
| 5.2.1 成形件尺寸均匀性影响机理 |
| 5.2.2 成形件尺寸均匀性控制数学模型 |
| 5.2.3 成形件均匀成形工艺窗口 |
| 5.3 7075铝合金成形件横截面形状影响机理及控制数学模型 |
| 5.3.1 7075铝合金熔体的无熔池约束流动及凝固行为 |
| 5.3.2 工艺参数对单道次件横截面形状的影响及机理 |
| 5.3.3 工艺参数与单道次件横截面形状的关系模型 |
| 5.3.4 成形件最优扫描间距计算模型 |
| 5.4 小结 |
| 6 金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件层间结合控制模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 7075铝合金成形件内部孔洞形成原因及控制 |
| 6.3 7075铝合金成形件层间冶金结合温度控制数学模型 |
| 6.3.1 界面温度控制数学模型 |
| 6.3.2 基层温度控制数学模型 |
| 6.4 7075铝合金成形件层间结合质量实验验证 |
| 6.5 小结 |
| 7 金属液流快冷增材制造7075铝合金成形件微观组织研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 7075铝合金成形件微观组织形成机理 |
| 7.2.1 单道次7075铝合金件微观组织形成机理 |
| 7.2.2 热循环对7075铝合金成形件微观组织的影响 |
| 7.2.3 热积累对7075铝合金成形件微观组织的影响 |
| 7.3 7075铝合金方形件制备及其微观组织 |
| 7.4 高性能高质量7075铝合金矩形管成形 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）铝合金表面激光熔覆组织和性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝合金 |
| 1.2.1 铝合金分类及应用 |
| 1.2.2 铝合金表面处理 |
| 1.2.3 铝硅合金及其常见制备方法 |
| 1.3 激光熔覆 |
| 1.3.1 激光熔覆技术介绍 |
| 1.3.2 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.4 研究内容及目的 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 试验材料、设备及分析测试方法 |
| 2.1 试验材料的选择 |
| 2.2 试验设备与试验准备 |
| 2.3 激光熔覆后组织观察 |
| 2.3.1 体视镜 |
| 2.3.2 光学显微镜 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.4 材料性能测试 |
| 2.4.1 硬度测试 |
| 2.4.2 摩擦磨损试验 |
| 2.4.3 拉伸性能试验 |
| 2.5 其他试验 |
| 2.5.1 XRD试验 |
| 2.5.2 热导率测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 单层激光熔覆工艺及组织性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光功率对激光熔覆组织及性能影响 |
| 3.2.1 宏观形貌与微观组织 |
| 3.2.2 熔覆层硬度测试与耐磨性能测试 |
| 3.3 激光扫描速度对激光熔覆组织及性能影响 |
| 3.3.1 宏观形貌与微观组织 |
| 3.3.2 熔覆层硬度测试与耐磨性能测试 |
| 3.4 预置硅粉层厚度对激光熔覆组织及性能影响 |
| 3.4.1 宏观形貌与微观组织 |
| 3.4.2 熔覆层硬度测试 |
| 3.5 优化工艺参数下的组织性能分析 |
| 3.5.1 激光能量密度计算 |
| 3.5.2 物相分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 多层激光熔覆制备高硅铝合金 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多层熔覆高硅铝合金的工艺探究 |
| 4.2.1 不同比例铝硅粉末混合激光熔覆 |
| 4.2.2 添加稀土氧化物的激光熔覆 |
| 4.2.3 叠加方式对多层熔覆组织的影响 |
| 4.3 多层熔覆制备Al-70Si组织性能分析 |
| 4.3.1 宏观形貌与微观组织 |
| 4.3.2 力学性能测试 |
| 4.3.3 硅含量测定及物相分析 |
| 4.3.4 热处理对熔覆层组织性能影响 |
| 4.4 多层熔覆制备铝硅梯度材料 |
| 4.4.1 宏观形貌与微观组织 |
| 4.4.2 硬度测试 |
| 4.4.3 物相分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）316L不锈钢激光直接金属沉积的表面粉末粘附研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 金属增材制造技术 |
| 1.3 激光金属增材制造零件表面缺陷 |
| 1.3.1 成形表面不平整性 |
| 1.3.2 成形表面粗糙 |
| 1.4 连续激光与准连续激光研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验方案、材料及设备 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.1.1 单道多层薄壁件实验方案 |
| 2.1.2 成形复杂结构特征零件实验方案 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 粉末粘附程度表征及分析方法 |
| 2.4.1 制样方法 |
| 2.4.2 粉末粘附程度的表征与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 激光直接金属沉积粉末粘附机制及类型分析 |
| 3.1 激光直接金属沉积粉末粘附机制分析 |
| 3.2 激光直接金属沉积粉末粘附类型 |
| 3.3 不同激光模式下粉末粘附类型 |
| 3.3.1 连续激光直接金属沉积粉末粘附类型 |
| 3.3.2 准连续激光直接金属沉积粉末粘附类型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 激光直接金属沉积粉末粘附工艺研究 |
| 4.1 表面粉末粘附的主要影响因素分析 |
| 4.2 连续激光工艺参数与粉末粘附程度的关系 |
| 4.2.1 送粉速率与粉末粘附程度的关系 |
| 4.2.2 载气流量与粉末粘附程度的关系 |
| 4.2.3 线能量密度与粉末粘附程度的关系 |
| 4.3 准连续激光工艺参数与粉末粘附程度的关系 |
| 4.3.1 占空比与粉末粘附程度的关系 |
| 4.3.2 脉冲频率与粉末粘附程度的关系 |
| 4.3.3 线能量密度与粉末粘附程度的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 零件表面粉末粘附改善实验研究 |
| 5.1 复杂特征零件总体方案设计 |
| 5.2 旋转轴与直线轴联动制造成形 |
| 5.3 准连续激光与连续激光协同制造成形 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术论文及科研项目 |
（7）扫描射流电沉积制备超疏水镍镀层工艺试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 表面润湿性 |
| 1.1.1 接触角及Young's方程 |
| 1.1.2 润湿模型分析 |
| 1.1.3 滚动角 |
| 1.2 超疏水表面的研究进展 |
| 1.2.1 超疏水表面的制备方法 |
| 1.2.2 超疏水表面的功能化应用 |
| 1.3 射流电沉积技术 |
| 1.3.1 射流电沉积技术的原理与特点 |
| 1.3.2 射流电沉积技术的研究现状 |
| 1.4 本课题研究意义及主要内容 |
| 1.4.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.4.2 课题主要研究内容 |
| 第二章 试验系统及镀层表征 |
| 2.1 扫描射流电沉积机床设计 |
| 2.1.1 主传动系统 |
| 2.1.2 镀液循环系统 |
| 2.1.3 喷嘴及夹具设计 |
| 2.1.4 控制系统 |
| 2.2 超疏水镍镀层的表征 |
| 2.2.1 镀层形貌分析 |
| 2.2.2 镀层结构分析 |
| 2.2.3 表面成分分析 |
| 2.2.4 表面润湿性能检测 |
| 2.2.5 镀层耐腐蚀性测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 工艺参数对镀层形貌的影响及其机理分析 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.1.1 镀液成分的选择 |
| 3.1.2 加工参数的选择 |
| 3.1.3 基底材料及前处理 |
| 3.2 试验结果与分析 |
| 3.2.1 NH4Cl浓度的影响 |
| 3.2.2 扫描次数的影响 |
| 3.2.3 电流密度的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 超疏水镍镀层的形成机理与性能分析 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.2 超疏水镍镀层的形成机理 |
| 4.2.1 镀层的生长过程 |
| 4.2.2 镀层的晶体结构 |
| 4.2.3 表面润湿性转变机理 |
| 4.3 超疏水镍镀层的性能 |
| 4.3.1 镀层的超疏水性能 |
| 4.3.2 镀层的耐腐蚀性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）喷射电沉积制备铜基超疏水涂层的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属基超疏水涂层的研究现状 |
| 1.1.1 金属基超疏水涂层的制备方法 |
| 1.1.2 金属基超疏水涂层的应用与发展前景 |
| 1.2 喷射电沉积研究的发展现状 |
| 1.2.1 国外的研究现状 |
| 1.2.2 国内的研究现状 |
| 1.2.3 喷射电沉积技术特点 |
| 1.3 电化学流场电场方面的研究现状 |
| 1.3.1 流场方面的研究 |
| 1.3.2 电场方面的研究 |
| 1.4 研究目的、意义和内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 第二章 喷射电沉积流场电场作用机理的研究 |
| 2.1 电沉积基本原理 |
| 2.1.1 基本原理 |
| 2.1.2 阴极过电位 |
| 2.1.3 液相传质 |
| 2.1.4 电极反应动力学 |
| 2.1.5 结晶过程 |
| 2.2 冲击射流特性研究 |
| 2.2.1 冲击射流流场结构 |
| 2.2.2 特性分析 |
| 2.2.3 流场对扩散层的影响 |
| 2.2.4 湍流模型适用性研究 |
| 2.3 受射流场限制的电场分析 |
| 2.3.1 导电介质中稳定电场 |
| 2.3.2 电场的作用空间 |
| 2.3.3 电场的有限元模拟方法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 喷射电沉积流场电场数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 定点喷射电沉积试验 |
| 3.2.1 试验系统 |
| 3.2.2 喷射电沉积定点沉积试验 |
| 3.3 流场数值模拟 |
| 3.3.1 喷嘴结构 |
| 3.3.2 流场几何模型与网格划分 |
| 3.3.3 流场数学模型 |
| 3.3.4 边界条件和计算初始条件 |
| 3.3.5 结果分析 |
| 3.4 电场数值模拟 |
| 3.4.1 电场几何空间及网格划分 |
| 3.4.2 电场数学模型 |
| 3.4.3 边界条件和计算初始条件 |
| 3.4.4 结果分析 |
| 3.5 确定流场电场边界 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 喷射电沉积中主要工艺参数对流场电场的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主要工艺参数分析 |
| 4.3 喷嘴结构对流场电场的影响 |
| 4.3.1 喷嘴形态对流场的影响 |
| 4.3.2 喷嘴阳极腔及阳极形态位置对流场电场的影响 |
| 4.4 电解液流速对流场电场的影响 |
| 4.5 喷嘴出口与阴极表面的距离对流场电场的影响 |
| 4.6 喷嘴与阴极的相对运动对流场电场的影响 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 制备铜基超疏水涂层可行性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超疏水表面的基本理论 |
| 5.2.1 Young’s方程 |
| 5.2.2 Wenzel模型 |
| 5.2.3 Cassie-Baxter模型 |
| 5.2.4 接触角滞后理论 |
| 5.2.5 单尺度模型 |
| 5.2.6 多尺度模型 |
| 5.3 喷射电沉积可控流场电场应用分析 |
| 5.3.1 电流密度对铜沉积层表面形貌的影响 |
| 5.3.2 喷嘴扫描速度对铜沉积层表面形貌的影响 |
| 5.3.3 电解液流速对铜沉积层表面形貌的影响 |
| 5.3.4 扫描层数对铜沉积层表面形貌的影响 |
| 5.3.5 铜沉积层与荷叶表面形貌对比分析 |
| 5.4 试验方案 |
| 5.4.1 基体预处理 |
| 5.4.2 预沉积试验 |
| 5.4.3 颗粒可控生长试验 |
| 5.4.4 样件后处理 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 制备铜基超疏水涂层的工艺试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验试剂及样品性能分析方法 |
| 6.2.1 试验试剂及所用仪器 |
| 6.2.2 样品性能分析方法 |
| 6.3 试验前准备以及基体预处理 |
| 6.4 预沉积阶段试验研究 |
| 6.5 颗粒可控生长阶段试验研究 |
| 6.5.1 电流密度对接触角的影响 |
| 6.5.2 扫描速度对接触角的影响 |
| 6.5.3 扫描层数对接触角的影响 |
| 6.6 后处理阶段试验研究 |
| 6.7 工艺参数的优化 |
| 6.8 耐腐蚀性分析 |
| 6.8.1 极化曲线法 |
| 6.8.2 失重法 |
| 6.9 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作和总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层工艺及其性能研究（论文提纲范文）
| 符号注释 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 喷射电沉积技术简介 |
| 1.2.1 喷射电沉积的基本原理 |
| 1.2.2 喷射电沉积的研究现状 |
| 1.2.3 喷射电沉积技术的应用 |
| 1.3 Ni-P-ZrO_2复合镀层的研究现状 |
| 1.4 喷射电沉积Ni-P-ZrO_2复合镀层理论基础 |
| 1.4.1 金属电沉积基本理论 |
| 1.4.2 合金共沉积的基本条件 |
| 1.4.3 ZrO_2颗粒共沉积的基本原理 |
| 1.5 课题研究目的及内容 |
| 1.5.1 研究目的及内容 |
| 1.5.2 研究技术路线 |
| 第二章 喷射电沉积系统设计与工艺试验方案 |
| 2.1 喷射电沉积系统设计 |
| 2.1.1 喷射电沉积装置总体设计 |
| 2.1.2 阳极喷头设计 |
| 2.1.3 工件转速控制装置设计 |
| 2.2 工艺流程 |
| 2.2.1 工件前处理 |
| 2.2.2 镀液组成 |
| 2.2.3 镀后处理 |
| 2.3 复合镀层的检测方法 |
| 2.3.1 表面形貌 |
| 2.3.2 表面粗糙度及厚度 |
| 2.3.3 显微硬度 |
| 2.3.4 摩擦磨损性能 |
| 2.3.5 耐腐蚀性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 回转体表面喷射电沉积多物理场耦合仿真 |
| 3.1 喷射电沉积多物理场耦合模型 |
| 3.1.1 几何模型 |
| 3.1.2 数学模型 |
| 3.1.3 耦合分析 |
| 3.2 喷射电沉积多物理场耦合仿真分析 |
| 3.2.1 不同加工方式的仿真分析 |
| 3.2.2 不同喷头形状的仿真分析 |
| 3.2.3 不同喷嘴尺寸的仿真分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 回转体表面喷射电沉积基础试验研究 |
| 4.1 不同加工方式的基础试验 |
| 4.1.1 不同加工方式对镀层表面形貌的影响 |
| 4.1.2 不同加工方式对镀层表面粗糙度及显微硬度的影响 |
| 4.1.3 不同加工方式对镀层摩擦磨损性能的影响 |
| 4.2 不同喷头形状的基础试验 |
| 4.2.1 不同喷头形状对镀层表面形貌的影响 |
| 4.2.2 不同喷头形状对镀层性能的影响 |
| 4.3 不同喷嘴尺寸的基础试验 |
| 4.3.1 不同喷嘴尺寸对镀层表面形貌的影响 |
| 4.3.2 不同喷嘴尺寸对镀层性能的影响 |
| 4.4 ZrO_2颗粒浓度的确定 |
| 4.4.1 颗粒浓度对镀层表面形貌的影响 |
| 4.4.2 颗粒浓度对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.3 颗粒浓度对显微硬度的影响 |
| 4.4.4 颗粒浓度对磨痕宽度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 喷射电沉积Ni-P-ZrO_2复合镀层工艺试验研究 |
| 5.1 试验目的 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.2.1 JMP软件简介 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 试验结果 |
| 5.3.2 试验分析 |
| 5.4 最优工艺参数下所制备镀层的性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Ni-P-ZrO_2复合镀层耐腐蚀性能研究 |
| 6.1 镀层和基体在NaCl溶液中的极化曲线 |
| 6.2 Ni-P-ZrO_2复合镀层和Ni-P合金镀层在NaCl溶液中的腐蚀机理 |
| 6.3 镀层和基体腐蚀后的表面形貌 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
（10）多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的研究现状与发展趋势（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 多层喷射沉积技术 |
| 2.1 多层喷射沉积原理 |
| 2.2 多层喷射沉积工艺参数 |
| 2.2.1 液流直径 |
| 2.2.2 雾化气体压力 |
| 2.2.3 喷射高度 |
| 2.2.4 雾化器扫描参数 |
| 2.2.5 增强颗粒输送压力 |
| 3 多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料 |
| 3.1 颗粒增强Al-Zn-Mg系复合材料 |
| 3.2 颗粒增强Al-Fe系复合材料 |
| 3.3 颗粒增强Al-Si系复合材料 |
| 4 喷射沉积颗粒增强铝基复合材料坯料的致密 |
| 4.1 热等静压 |
| 4.2 热挤压 |
| 4.3 热轧 |
| 4.4 楔形压制 |
| 4.5 外框限制轧制[39] |
| 4.6 陶粒轧制 |
| 4.7 热压后轧制 |
| 5 展望 |
四、多层喷射沉积技术的研究及进展（论文参考文献）
- [1]铜/不锈钢薄带衬板辅助轧制复合工艺研究[D]. 罗超. 太原理工大学, 2021
- [2]微纳织构表面电流体喷射沉积软涂层刀具的研究[D]. 李学木. 山东大学, 2021
- [3]热丝化学气相沉积金刚石/β-SiC复合多层结构涂层研究[D]. 袁子尧. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]金属液流快冷增材制造设备及技术的基础理论研究[D]. 李昂. 北京科技大学, 2020
- [5]铝合金表面激光熔覆组织和性能研究[D]. 李枘. 合肥工业大学, 2019(02)
- [6]316L不锈钢激光直接金属沉积的表面粉末粘附研究[D]. 陈寰宇. 湖南大学, 2019(07)
- [7]扫描射流电沉积制备超疏水镍镀层工艺试验研究[D]. 范明智. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [8]喷射电沉积制备铜基超疏水涂层的基础研究[D]. 黄大志. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [9]回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层工艺及其性能研究[D]. 刘国强. 南京农业大学, 2018(07)
- [10]多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的研究现状与发展趋势[J]. 贺毅强,陈志钢. 材料科学与工程学报, 2012(06)