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挤出式3D打印陶瓷梯度材料动态混合过程数值模拟 被引量：1
1
作者 段国林 王龙 +3 位作者 王世杰 马硕 杨杰 韩晓伟 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1264-1276,共13页
针对微流挤出工艺下制备陶瓷梯度材料引起的混合难题,依托混合挤出核心功能部件——多组分主动混合机构,结合理论分析、ANSYS仿真模拟与打印实验,探究了螺杆结构下混料腔内多组分材料混合机制及其规律.首先,对流体流动进行理论分析;其次... 针对微流挤出工艺下制备陶瓷梯度材料引起的混合难题,依托混合挤出核心功能部件——多组分主动混合机构,结合理论分析、ANSYS仿真模拟与打印实验,探究了螺杆结构下混料腔内多组分材料混合机制及其规律.首先,对流体流动进行理论分析;其次,对料腔内流体流场进行仿真分析,定义了该工艺下材料混合时间的构成;最后以螺杆转速、材料进给量、进料顺序3个影响因素作为研究对象,通过组分输运模型进行模拟分析,研究了上述3个因素对多材料混合过程的影响及其规律.结果表明:在变径螺杆作用下腔内压力沿着挤出方向阶跃式升高,口模附近迅速泄压;腔内流体速度沿挤出方向递增,在螺槽的左、右底角部位会形成材料滞留区.螺杆转速的变化对内部流体的流动影响大于进给量;通过混合过程模拟结果发现螺杆转速的增加有利于提高平面混合均匀性,对腔内流体的平均停留时间影响不大;增大进料量不仅缩短了混料腔内流体停留时间,还降低了螺杆的轴向混合能力;材料过渡时间随着料腔内高黏度流体体积分数的增加而逐渐增加.最后,打印锯齿形梯度渐变部件,利用MATLAB软件进行图像处理,验证了理论分析与数值模拟研究的合理性与正确性.该研究为了解挤出式3D打印陶瓷梯度材料混合过程的机理奠定了基础,并为后续混料设备的结构改进提供了理论支持. 展开更多
关键词 微流挤出 陶瓷梯度材料 多组分材料混合 混合时间 混合过程模拟
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金属-陶瓷梯度材料动态热应力响应变物性分析模型研究 被引量：2
2
作者 翟鹏程 张清杰 袁润章 《武汉工业大学学报》 CSCD 1997年第2期78-82,共5页
研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态热应力响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的变物性特性(即材料的热学和力学性能依赖于温度的特性)对动态热应力响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击栽荷作用时,变物性特性... 研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态热应力响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的变物性特性(即材料的热学和力学性能依赖于温度的特性)对动态热应力响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击栽荷作用时,变物性特性对材料的动态热应力响应的影响十分明显,在对梯度材料进行评价和优化设计时,必须采用动态热应力响应变物性分析模型进行分析。 展开更多
关键词 金属-陶瓷梯度材料 动态热应力响应 变物性分析模型
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金属-陶瓷梯度材料动态温度响应变物性分析模型研究 被引量：1
3
作者 翟鹏程 张清杰 袁润章 《武汉工业大学学报》 CSCD 1997年第2期68-71,共4页
以ZrO_2/Ti-6Al-4V金属-陶瓷梯度材料为例,研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态温度响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的热导率和热容随温度变化的特性(即变物性特性)对动态温度响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受... 以ZrO_2/Ti-6Al-4V金属-陶瓷梯度材料为例,研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态温度响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的热导率和热容随温度变化的特性(即变物性特性)对动态温度响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击载荷作用时,变物性特性对材料的动态温度响应和材料隔热性能预测的影响十分明显,在对梯度材料的隔热性能进行优化设计时,必须采用动态变物性温度响应分析模型和理论进行分析。 展开更多
关键词 金属-陶瓷梯度材料 动态温度响应 变物性分析模型
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先驱体转化法制备SiC/Al_2O_3-PCS陶瓷梯度复合材料
4
作者 宋仁义 王钧 张联盟 《云南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期532-536,共5页
以聚碳硅烷为先驱体,经过多次表面裂解-浸渍循环制备SiC/Al2O3-PCS陶瓷梯度复合材料.DTA-TG分析研究表明,裂解面抗高温氧化性能得到明显改善.显微红外及SEM扫描分析表明裂解表面内聚碳硅烷陶瓷先驱体全部转化为SiC,从裂解面向聚合物层... 以聚碳硅烷为先驱体,经过多次表面裂解-浸渍循环制备SiC/Al2O3-PCS陶瓷梯度复合材料.DTA-TG分析研究表明,裂解面抗高温氧化性能得到明显改善.显微红外及SEM扫描分析表明裂解表面内聚碳硅烷陶瓷先驱体全部转化为SiC,从裂解面向聚合物层的过渡为连续过渡,没有明显的界面.随着离裂解面的距离增加,Si-H键红外吸收强度逐步增强. 展开更多
关键词 聚碳硅烷 陶瓷梯度复合材料 先驱体转化法
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金属/陶瓷梯度热障涂层的研究进展 被引量：4
5
作者 刘丽荣 张所信 《连云港化工高等专科学校学报》 2001年第4期10-13,共4页
综述了金属／陶瓷梯度涂层材料的作用机理、研究工作及应用领域、金属／陶瓷梯度热障层的制备工艺。
关键词 金属/陶瓷梯度涂层材料 梯度热障涂层 材料 制备工艺 进展
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金属-陶瓷功能梯度材料发展及其电火花加工展望 被引量：2
6
作者 王振龙 程健 +1 位作者 耿雪松 王玉魁 《电加工与模具》 2013年第4期11-18,共8页
金属-陶瓷功能梯度材料以其优异的特性和新颖的设计理念而备受世人瞩目,其广泛的应用前景令人期待,但目前国内外对该材料的研究还普遍停留在材料的设计、制备及其性能评价阶段。而一种新材料从出现到实际应用,有效的加工手段是至关重要... 金属-陶瓷功能梯度材料以其优异的特性和新颖的设计理念而备受世人瞩目,其广泛的应用前景令人期待,但目前国内外对该材料的研究还普遍停留在材料的设计、制备及其性能评价阶段。而一种新材料从出现到实际应用,有效的加工手段是至关重要和不可或缺的。概述了金属-陶瓷功能梯度材料的发展、制备方法及其广泛的应用,同时对该材料的电火花加工方法进行了展望。 展开更多
关键词 金属-陶瓷功能梯度材料 电火花加工 发展现状 加工展望
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等离子熔积制备金属-陶瓷梯度材料过程数值模拟
7
作者 王桂兰 朱慧林 张海鸥 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第6期63-65,68,共4页
采用FLUENT软件模拟了等离子熔积制备金属-陶瓷梯度材料,分析了不同热源功率下熔池形貌和流场特征,计算了功能梯度材料中陶瓷体积分数沿高度方向的分布,讨论了熔积层组分分布与熔池形貌和流场的关系,探讨了热源功率和热源移动速度对陶... 采用FLUENT软件模拟了等离子熔积制备金属-陶瓷梯度材料,分析了不同热源功率下熔池形貌和流场特征,计算了功能梯度材料中陶瓷体积分数沿高度方向的分布,讨论了熔积层组分分布与熔池形貌和流场的关系,探讨了热源功率和热源移动速度对陶瓷梯度体积分数的影响。最后用等离子熔积成形法制备了Al2O3-不锈钢功能梯度材料,验证了模拟计算结果的正确性。 展开更多
关键词 金属-陶瓷功能梯度材料 等离子熔积 制备过程模拟 组分分布
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金属/陶瓷功能梯度材料(FGM)板的安定区域分析
8
作者 郑恒伟 陈小亮 陈世嵬 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期487-491,共5页
安定性对受到热机械载荷作用下的金属/陶瓷功能梯度材料板的设计与分析非常重要。对受到常机械载荷和循环温度作用下的由弹塑性金属材料和陶瓷相材料构成的功能梯度材料(FGM)板进行安定性分析,其中板的材料热物参数空间变化采用指数函... 安定性对受到热机械载荷作用下的金属/陶瓷功能梯度材料板的设计与分析非常重要。对受到常机械载荷和循环温度作用下的由弹塑性金属材料和陶瓷相材料构成的功能梯度材料(FGM)板进行安定性分析,其中板的材料热物参数空间变化采用指数函数模型描述。首先给出温度变化在FGM板厚度方向的分布函数,根据平面应力状态,分别给出机械应力和热应力纯弹性解,然后基于静力安定定理推导出了安定分析理论模型,并对具体的FGM板进行了安定性分析。结果表明相同组分材料且各组分材料总体积含量相同条件下的复合材料,组分材料沿板厚度方向连续梯度变化可提高板的安定性。 展开更多
关键词 热机械载荷 安定性分析 金属/陶瓷功能梯度材料板
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