3D打印ARZ陶瓷/316L不锈钢复合材料工艺及性能研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sweetlijun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
通过3D打印方法制备了ARZ陶瓷(Al2O3增强Zr O2)/316L不锈钢复合材料,使用旋转流变仪研究了蜡基浆料在不同粘结剂配方、不同固相含量、不同含量陶瓷粉末下的流变性,研究了不同ARZ体积分数复合材料的最优烧结温度和其弯曲强度、硬度以及耐磨性,通过扫描电镜及EDS观察烧结件表面形貌、弯曲断口和磨损形貌,利用3D打印实现了复合材料的成分分布自由化,使用双喷头打印机打印并烧结了316L/20ARZ vol%复合材料和316L/40ARZ vol%复合材料的组合件,得到如下结果:1、随着剪切速率和温度的升高,含有不同粘结剂配方的浆料的粘度均呈现下降趋势,其中,添加了两种大分子(EVA与HDPE)的粘结剂均匀性最好,由热重分析可知,复相大分子的存在使得在排胶过程中始终存在骨架型大分子粘结剂,这确保了在排胶过程中样品的保型性。2、使用含有复相大分子的粘结剂的配方配置了不同固相含量的浆料,其中固相含量为62%的浆料难以在密炼过程中混合均匀,随着固相含量的提升,其烧结收缩率下降,另外由烧结后形貌可知,固相含量为60%的烧结件表面缺陷较少。使用同一种粘结剂配方、固相含量为60%配置了含有不同ARZ体积分数的浆料,均能打印成功,说明了粘结剂配方的适用性,确定排胶工艺为两步排胶。3、ARZ/316L不锈钢复合材料随着ARZ体积分数的变化,其最佳烧结温度也不同,其中316L和20ARZvol%复合材料的致密度和弯曲强度在1400°C最大,而40ARZvol%和50ARZvol%复合材料的致密度和弯曲强度在1420°C达到最大,由断口形貌可知20ARZvol%复合材料主要以韧性断裂为主,而40ARZvol%和50ARZvol%复合材料以脆性断裂为主。4、随着ARZ体积分数的增加,ARZ/316L复合材料的硬度整体成上升趋势,但40ARZvol%复合材料的硬度低于不锈钢基体,这是因为复合材料的硬度是由各组元硬度与材料的孔隙率共同决定的。烧结温度不是影响复合材料耐磨性的因素,随着ARZ含量的添加,复合材料的耐磨性相比于不锈钢得到提高,其中20ARZvol%复合材料的耐磨性相比于基体提高了约24%,但40ARZ vol%复合材料的耐磨性却低于不锈钢基体,分析得知,ARZ/316L复合材料的耐磨性由材料的塑性和硬度共同决定,复合材料的磨损率变化规律也与塑性和硬度的变化规律一致。5、使用双喷头打印机将316L不锈钢与20ARZ vol%和40ARZ vol%复合材料进行组合打印,将两种不同的材料成功打印在一个零件上,使用上述粘结剂配方与排胶工艺在1400°C下烧结成功,指出其部分应用方向,从微观形貌看,组合件界面结合良好,其中316L/20ARZ vol%组合件在界面结合处断裂,而316L/40ARZ vol%组合件在复合材料处断裂。
其他文献
高速切削与干式切削技术的普及应用对刀具表面涂层的整体性能提出了更高的要求;开发高硬度高热稳定性的硬质涂层材料及其先进的制备工艺对切削刀具行业的发展具有重大的意义。近年来,采用物理气相沉积的阴极弧蒸发技术在较低的温度(<600°C)和较宽的成分范围内能够合成刚玉型(Al,Cr)2O3涂层并展现出类似α-Al2O3涂层的良好的力学性能、热稳定性和化学稳定性而备受关注。然而,(Al,Cr)2O3涂层在工
集成电路是现代信息技术的支柱,对国民生产、国防科技等领域都有着重要的意义。作为一门交叉复合型学科,这离不开精密电子制造、精密电子加工等技术的支持。精密运动平台作为精密加工与制造的核心部件,需要满足高速高精的定位要求。刚柔耦合运动平台作为一种新型运动平台结构,通过柔性铰链补偿摩擦死区,提高系统的定位精度,能同时实现高加速度的需求,是一种理想的运动平台结构。对该平台的控制策略进行针对性的研究,有助于提
3C(计算机、通信和消费电子)产品换代速度快,电子生产线频繁切换,各类扰动事件(设备故障、预防性停机维护、工人加工疲劳、质量缺陷等)频繁发生。扰动事件可能会造成设备停机,从而引起脆性传播,导致停机设备的上游和下游设备停机,严重影响订单交货期。为了保障产能在扰动下的稳定,需要对生产线的脆性进行定量分析和评估,制定扰动控制策略,减少扰动事件造成的生产损失。然而,由于脆性传播的动态性,建立精确的解析模型
随着我国经济的发展,人们开始更多关注猪肉产品的质量安全问题。猪肉产品的安全需要猪肉供应链各参与者共同维护,同时也需政府机构的监督。猪肉追溯过程中任何一个环节出问题都可能会导致猪肉的品质问题。目前大部分猪肉追溯系统都由单一企业控制,造成了猪肉追溯数据的中心化,数据容易被篡改、被黑客攻击或由其他不可抗力因素导致数据丢失等。区块链技术具有数据不可篡改的特点,为上述问题的解决提供了契机。本文根据当前猪肉追
机器人恒力抛磨控制在工业生产中广泛应用,恒力抛磨主要运用机器人正逆解以及受力分析进行精准前馈控制,然而,在力控制过程中机器人将受到来自外界环境变化以及抛磨物体刚度变化等干扰,产生抛磨力的波动,因此在机器人恒力抛磨过程中,需要解决如下几个问题:(1)选择合适的力传感器,力传感器用来感知外界的力波动情况,需要根据力的波动范围、频率和精度要求选用合适的力传感器,并进行测试分析,保证机器人抛磨过程中里测量
船舶气囊下水是上世纪八十年代由我国首创的一种船舶下水方式,经过数十年的探索与发展,气囊下水技术日趋成熟,相较于传统船舶下水方式,气囊下水以其突出的经济性、环保性等优势,逐渐促进了一些中小型船舶企业由传统造船模式向更为灵活造船模式的转型,但气囊下水的安全性问题一直是船舶行业关注的重点。船舶气囊下水是利用柔性低压气囊变形后为船舶提供巨大支撑力在滚动过程中带动船舶入水的下水方式,整个过程中的安全性问题主
机器人姿态估计作为机器人导航的关键技术,长期以来是计算机视觉的研究热点,影响着建图的精度和导航的效果。当前常用算法,譬如ORB-SLAM、VINS-Mono等视觉定位系统,适用于常规场景中,可以精确鲁棒地进行机器人的姿态估计。然而这一系列方案都对环境纹理有较强的要求,在乏纹理区域无法提供鲁棒的姿态估计。为了解决传统的基于特征点的姿态估计方法在乏纹理场景中退化的问题,本文体提出了一种基于偏振图像平面
近年来,无损检测技术在工业检测中有着广泛的应用以及发展。其中超声无损检测技术在制造业、建筑业、金属加工、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域有着操作简单便捷,非破坏性,对人体无损伤,能够探伤多种类型的缺陷等优点。它既可以用于实验室研究,也可用于现场工程检测等。然而传统的超声波检测在对缺陷的定量和定性方面非常依赖检测人员的经验和判断。如在对金属基材料的焊缝检测中,检测人员一般只能通过以往的经验判断其
作为飞机的关键部件,涡轮发动机在航空航天领域扮演着举足轻重的地位。为增进涡轮发动机的转化效率,必须使用热障涂层技术以提升其热端部件的服役温度。燃烧室内部的涡轮叶片服役环境恶劣,根据气动/性能/控制等要求,叶片结构通常被设计为复杂的几何形状。在复杂的型面上,涂层的沉积形式、组织结构会随着型面的改变而产生差异,这些差异往往会影响到涡轮叶片上涂层的服役性能,造成涂层局部产生过早的功能退化甚至失效,严重关
现代医疗数字化技术、大数据技术和医院信息管理系统的发展加快,命名实体识别技术成为了挖掘医疗潜藏价值的关键手段。慢性阻塞性肺疾病是一种染病规模级别与糖尿病、高血压具有同等量级的慢性疾病,有着急性发作频繁和高致残率的特点。慢阻肺的分期诊断缺乏快速准确的诊断方法,需要依靠经验丰富的医生通过病人的临床体征及检查结果等数据综合确定。慢阻肺患者治疗的关键指针是预防阶段高风险病人有效控制危险因素,和在临床诊疗过