一、梯度功能材料的研究现状与展望（论文文献综述）
刘龙[1]（2021）在《Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究》文中研究说明医用Ti-13Nb-13Zr合金不仅拥有高强度、低弹性模量、良好抗磨耐腐蚀性能,而且还兼备无毒性元素且良好生物相容性等优点,在临床医学领域上得到了广泛地应用。但该合金存在天然惰性,植入后与人骨组织之间难以形成稳定的骨性结合,缺乏对骨缺损组织的骨整合能力及主动修复功能,生物活性差。将Ti-13Nb-13Zr合金多孔化可以显着降低合金弹性模量和减少“应力-屏蔽”现象发生的同时,还有利于生物组织在孔隙结构上粘附、增殖和爬行等行为,提高了合金的生物活性。但也存在着强度急剧下降的问题,限制了其应用范围。基于上述存在的问题,本论文从梯度功能材料设计思想出发,将Ti-13Nb-13Zr合金“梯度功能化”,设计出中间致密Ti-13Nb-13Zr合金、表面多孔Ti-13Nb-13Zr/HA复合材料“梯度”结构材料。通过保持中间致密Ti-13Nb-13Zr合金良好的力学性能,高孔隙率表面多孔层在降低材料弹性模量的同时,所添加的HA陶瓷还能增强材料的生物活性。为此,利用放电等离子烧结技术（SPS）制备出Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料,并研究了烧结温度和HA陶瓷添加量对复合材料的微观组织结构、界面结合情况、孔隙特征及力学性能、电化学腐蚀性能和体外矿化性能的影响规律。获得了以下结论:利用SPS制备出中间致密、表面多孔Ti-13Nb-13Zr合金。合金基体主要由α-Ti相和β-Ti相组成。随烧结温度的升高,中间基体相对致密度从89.0%提高至95.5%,晶粒开始细化,组织连续均匀分布,中间基体与表面多孔层界面结合稳定,表面多孔层孔隙率及平均孔径降低,而合金抗压强度和弹性模量值呈上升趋势。优化出的烧结温度为1150℃,在该温度下,合金组织均匀,界面变得“模糊”且形成良好无过渡层的冶金结合,具有良好的力学相容性（抗压强度值:893 MPa、弹性模量值:16.0 GPa）。优化温度1150℃下,制备出的Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料表面多孔层主要由α-Ti相、β-Ti相、HA及少量的反应产物金属-陶瓷相（Ca3（PO4）2、Ca Zr O3、Ca O、TixPy、Ti2O）组成。HA含量的增加会抑制α-Ti向β-Ti的转变,同时金属-陶瓷相也增多,表面孔隙率从34.7%提高到55.2%,平均孔径从340.9μm增大至503.2μm,抗压强度从893 MPa下降至650 MPa。在HA添加量在0-5 wt.%范围之间,抗压强度变化不明显,在821 MPa到893 MPa范围之间,而HA含量高于5 wt.%时,烧结质量恶化,界面出现裂纹缺陷,孔隙连通情况严重且孔壁变薄,“梯度”结构完整性遭到破坏,力学性能急剧下降。Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料在模拟人工体液（SBF溶液）中的耐腐蚀性能随HA添加量的增加而逐渐降低,适量的HA含量（0-5 wt.%）并不会显着降低材料耐腐蚀性能。在模拟人工体液（SBF溶液）体外矿化实验中,Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料随HA添加量的增加,诱导类骨磷灰石形成能力而逐渐增强。本论文所设计的中间致密Ti-13Nb-13Zr合金、表面多孔Ti-13Nb-13Zr/HA复合材料“梯度”结构材料,在烧结温度1150℃,HA添加量为5 wt.%时,不但能获得较高的力学相容性:抗压强度821 MPa,弹性模量15.1 GPa;适合骨组织细胞长入所需的孔隙参数:平均孔隙率47.5%,平均孔径400.1μm;而且还具备优异的类骨磷灰石形成能力。满足材料植入人体条件,在临床医学上具有一定的应用价值。
孙洁[2]（2021）在《低热膨胀环氧聚合物的制备与性能研究》文中研究表明热固性环氧树脂（EP）具有许多优异特性,如粘接性能优、绝缘性能好、拉伸强度和模量高及耐化学腐蚀等,可作为集成电路、火箭发动机等关键武器部件的胶粘剂与封装材料,广泛应用于航空航天、国防军工、电子仪表等领域。随着以航天、电子为代表的高新技术的不断发展及武器系统面临环境的日益复杂化,对环氧树脂的尺寸稳定性提出了更苛刻的要求。然而由于环氧树脂内部原子的非简谐振动,环氧固化物呈现出“热胀冷缩”行为,导致材料尺寸随环境温度变化而变化,这不仅严重影响了仪器设计精度和功能;长期往复的温度循环还会导致微观应力集中,缩短材料与器件的使用寿命。因此,有效地降低环氧树脂的热膨胀系数（CTE）,从而抑制环氧树脂材料的正热膨胀甚至实现零热膨胀是提高材料尺寸稳定性的重要途径,对于拓宽环氧树脂的应用范围有着重要意义。为降低环氧树脂的热膨胀系数,首先基于负热膨胀填料LaFe10.5Co1.0Si1.5制备了低热膨胀的LaFe10.5Co1.0Si1.5/环氧树脂复合材料,研究了LaFe10.5Co1.0Si1.5填料含量对材料力学性能和热膨胀性能的影响规律,并通过磁场驱动法诱导填料粒子在树脂基体中的梯度分布,制备了热膨胀梯度变化的功能材料。结果表明,LaFe10.5Co1.0Si1.5可以有效降低环氧树脂基复合材料在228-323 K间的线膨胀系数,加入70 wt.%的LaFe10.5Co1.0Si1.5填料,复合材料线膨胀系数即可降低了58%。此外,通过TGA、导热系数、拉伸强度等性能的变化规律证明,在外加磁场的驱动下LaFe10.5Co1.0Si1.5粒子顺着磁场方向呈现梯度分布。同时,复合材料的热膨胀性能也呈现出显着的梯度变化。这证明了磁场驱动法是一种制备低热膨胀环氧梯度材料的有效简便方法。随后,为了更大程度上的调控环氧树脂的热膨胀性能,且在不降低环氧聚合物力学强度的基础上,通过化学改性方法展开对环氧树脂的调控研究。基于二苯并环辛二烯（DBCOD）分子由构象转变产生的巨大负热膨胀行为,制备了主链含特殊八元碳环DBCOD分子的负热膨胀聚酰胺,采用多种表征方法表征了产物结构。又通过溶液法将聚酰胺溶于环氧树脂中,获得改性环氧固化物。并且研究了改性环氧材料的热膨胀行为及力学性能的变化规律。结果表明,DBCOD分子的构象翻转与构象回复在热固性环氧交联网络中仍能够实现,含DBCOD的聚合物有效地降低了环氧聚合物的热膨胀系数,当含DBCOD的聚合物含量为15%时,改性环氧聚合物在50℃-120℃温度区间内的平均热膨胀系数降至-49.4 ppm/K,表现为负热膨胀材料。此外,力学性能结果表明含DBCOD的聚合物改性环氧的压缩强度与纯环氧树脂相比没有下降,保持了良好的机械性能的同时还增大了材料的拉伸强度（增大至29.8 MPa）,说明改性环氧具有优异的力学性能。最后为减小制备低热膨胀改性环氧聚合物的工艺难度,实现其在工业领域中大规模生产,将聚乙二醇柔性链段（PEG）共价连接到聚酰胺主链中,合成了一系列PEG占比不同的改性聚酰胺（PEG-PA）,基于此改性聚酰胺制备了含柔性链段的聚酰胺改性环氧复合材料。通过TGA、DSC研究了PEG含量对改性聚酰胺热性能的影响规律,并采用非等温固化动力学确定了改性聚酰胺/环氧树脂复合材料的固化条件。结果表明,改性聚酰胺主链中PEG含量越多,改性聚酰胺的玻璃化转变温度（Tg）越低。不仅如此,由于PEG链段的柔顺性,显着改善了聚酰胺在环氧树脂中的溶解性,且不会影响DBCOD的构象翻转及构象回复过程。
管志忱[3]（2021）在《双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究》文中指出电弧增材制造技术是依靠焊接电弧把离散材料逐点逐层累积叠加形成三维实体的技术,与传统铸造、冲压等工艺相比,可以大大减小生产成本,较少材料浪费以及缩短研发周期。为了进一步提升电弧增材制造生产效率,电弧增材制造生产过程不断向自动化、智能化方向发展,特别是在原有的焊接基础上,开发新的高效焊接工艺,从焊接方法本身提升熔覆效率。针对目前工业更高效率的需求,提出了在堆垛时采用两根焊丝作为填充物,并且在两根丝之间加交流电的工艺来提高熔覆效率的方法,进行堆垛墙的制备。针对主弧电流、交流电电压与送丝速度等变量对其工艺方法进行分析,观测了这些参数对增材制造过程中熔滴过渡行为的影响。并且在该方法的基础上提出了采用双丝AC交叉电弧增材制造的方法进行梯度功能材料的制备,分析了堆垛层成形、微观组织以及力学性能的变化规律。在双丝AC交叉电弧增材制造工艺研究的过程中,首先搭建了双丝AC交叉电弧增材制造试验平台,在不锈钢基材上进行不锈钢双丝单道单层熔覆试验,分别对主弧电流、送丝速度比和交流电电压对双填丝工艺进行研究,探究这些参数对成形、热循环曲线等参数的影响。同时进行了双丝AC交叉电弧增材制造熔滴受力分析,讨论了不考虑主弧与交叉电弧相互作用下熔滴受力情况,在此基础上,结合所采集的电流电压与熔滴过渡过程来分析熔滴过渡模式。结果表明:主弧电流、送丝速度比和交流电电压对熔覆成形都有较大影响并最终确定主弧电流为80A,交流电压为48.4 V,两根焊丝送丝速度都为110 cm/min时,为最佳工艺参数。双丝AC交叉电弧由一个主弧和一个交流电弧组成,当丝间电压较高或电阻较低时,更容易形成稳定的电弧,此时交流电对熔滴过渡影响更大。由于受交叉电弧的电磁力影响,主弧周期性摆动,周期为50Hz,可以对熔池进行搅拌,细化晶粒,改善堆垛层质量。熔滴过渡周期和熔滴大小都与送丝速度呈负相关关系;随着交流电压的增大,左侧焊丝熔滴过渡周期与熔滴过渡直径都变大,右侧焊丝熔滴过渡周期与直径都减小,这是由于两个熔化极之间的电弧力变化造成的。在双丝AC交叉电弧增材制造的基础上,采用了异种丝材作为填充物进行梯度功能材料的制备并对钛合金进行了强化,同时对梯度钛合金材料电弧增材制造的单道单层、单道多层堆垛墙进行参数优化,得到了成形均匀、连续,没有明显缺陷的堆垛墙。在此基础上研究了不同送丝速度配比时,试样的组织及性能变化。结果表明:交流电的加入可以使主弧进行周期性摆动,且起到搅拌熔池的作用,一定程度上改善了成分不均匀的情况。结合EDS可知堆垛层内Ni元素均匀分布在枝晶上,在凝固过程中,Ni元素与Ti元素发生共析反应,生成Ti2Ni金属化合物,并在冷却过程中保留下来。通过XRD可知堆垛层内主要由α-Ti、Ti Ni和Ti2Ni组成。Ti Ni和Ti2Ni的同时存在可以提升堆垛层的强度和韧性。随着lnconel 625送丝速度的增加,堆垛层的硬度也逐层增加,其硬度值可以达到600HV,比基材的硬度提高300HV,堆垛层抗压强度也有较大提升达到了27KN。摩擦磨损试验中,lnconel 625送丝速度较快的区域呈现出较小的磨损区域,通过异种焊丝增材制造可以明显提升堆垛层表面的耐磨性。
李响[4]（2020）在《深松铲等离子熔覆铁基合金涂层制备及耐磨性能研究》文中提出农业机械关键零部件的磨损严重缩短了其使用寿命,对农业生产成本产生了很大影响,制约了农业机械化的发展。随着东北黑土地保护性耕作行动计划的实施,深松技术作为保护性耕作的一个主要环节已取得广泛的应用,深松铲的消耗量也逐年增大。等离子熔覆技术可以在基体材料表面制备具有高耐磨性的涂层,在保证涂层与基体之间具有足够结合强度的同时,使基材表面达到耐磨的目的,等离子熔覆以其优异的性能成为提高农业机械关键零部件耐磨性的重要方法。本研究利用等离子熔覆技术在深松铲上制备Fe-Cr-C系合金涂层,并对涂层的性能进行研究,具体内容如下:（1）等离子熔覆铁基合金涂层工艺参数优化:利用等离子熔覆技术在Q235钢基体表面制备Fe-Cr-C合金熔覆层,结合极差分析和综合评分法,以试样熔覆层的硬度和磨损量为指标,以工作电流、扫描速度、送粉速度、搭接率和离子气流量为试验因素,对等离子熔覆Fe-Cr-C合金涂层的工艺参数进行正交试验,得出Q235钢等离子熔覆Fe-Cr-C系合金涂层最佳工艺参数组合。正交试验优化结果为:工作电流和送粉速度对等离子熔覆层的硬度和磨损量的综合影响最为显着,最佳工艺参数组合为:工作电流110A、扫描速度110mm/min、送粉速度6r/min、搭接率40%、离子气流量1.0L/h。（2）等离子熔覆铁基合金涂层显微结构研究:通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）,分析Fe-Cr-C系合金熔覆层的组织结构和物相组成,通过对熔覆试样进行金相显微观察,得出试样涂层与基材冶金结合良好,无气孔及裂纹,显微组织均匀、致密,主要为胞状晶、树枝晶与平面晶等,涂层主要硬质相为（Cr,Fe）7C3,其余物相为γ-Fe、（Fe,Cr）、（Fe,Ni）、（Fe,C）、（Fe,Ni）23C6、Cr7C3、Ni3Si、Fe3Mo和Fe2Nb。（3）等离子熔覆铁基合金涂层耐磨性能研究:通过显微硬度试验研究Fe-Cr-C系合金熔覆层显微硬度分布情况,通过摩擦磨损试验并结合超景深显微镜观察,研究熔覆层的摩擦系数、磨损量、磨损率、磨损体积及磨痕形貌等磨损性能。最优参数试样熔覆层的平均显微硬度达545.1HV0.5,比基体硬度提升了3倍左右。经过5h的磨损试验,最优参数试样总磨损量为0.25g,与基体相比减少了约2/3;磨损体积为45.09mm3,约为基体磨损体积的1/3;磨损率为1.22×10-4mm3/（N·m）,是基体磨损率的1/3左右;摩擦系数为0.23,与基体的摩擦系数相比减少了约1/2,熔覆层的硬度和耐磨性得到了显着提高。（4）深松铲等离子熔覆铁基合金涂层耐磨性能研究:在Q235钢材质的国产深松铲上采用最优工艺参数制备Fe-Cr-C系等离子熔覆涂层,并在土壤磨损试验机上进行深松铲土壤摩擦磨损试验,通过对深松铲熔覆涂层的显微组织、显微硬度、磨损量以及磨痕形貌等进行分析,探究等离子熔覆强化深松铲表面的摩擦磨损性能,验证将此工艺和涂层应用在农业机械关键零部件上的可行性。结果表明,经等离子熔覆后的深松铲试件,其铁基合金涂层的显微硬度平均为537.1HV0.5,与未处理的深松铲基体试件对比,显微硬度提高了约3倍。经过12小时的土壤摩擦磨损试验,深松铲基体试件和熔覆试件经历了大约77.4km的磨程,两个试件的磨损机理均为划伤式磨粒磨损,分别失重30.704g和16.488g,占其总重量的6.52%和3.32%,经等离子熔覆强化的深松铲试件,其耐磨性与基体试件对比提高了1.86倍,且具有较好的经济性,等离子熔覆显着提高了Q235深松铲的耐磨性能。
李响,来佑彬,于锦,吴海龙,孙铭含,孙世杰,苑仁月,王冬阳,杨波[5]（2021）在《高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状与展望》文中提出耐磨涂层是指在材料基体表面涂覆具有高耐磨性的薄层,在保证涂层与基体之间具有足够的结合强度的同时,使基材表面达到耐磨的目的。高能束熔覆技术是一种高效、可靠的表面处理技术,在耐磨涂层的制备方面具有广阔的应用前景。从高能束熔覆技术、高能束熔覆制备耐磨涂层、耐磨涂层强化机制、耐磨涂层质量调控等四个方面,介绍了高能束熔覆制备耐磨涂层技术的研究现状。其中,在高能束熔覆技术方面,概述了以激光熔覆、等离子熔覆为代表的高能束熔覆的工作原理及特点。在高能束熔覆制备耐磨涂层研究方面,综述了Ni、Co、Fe基自熔性合金涂层及金属基复合涂层、梯度功能材料涂层的特点。在耐磨涂层强化机制方面,分析了涂层的磨损机理,同时讨论了添加硬质颗粒和元素对耐磨涂层性能的影响。在耐磨涂层质量调控方面,阐述了熔覆过程中工艺优化和数值模拟仿真对改善高能束熔覆技术成形工艺的作用。最后,总结了高能束熔覆技术在耐磨涂层制备上存在的问题,并提出了展望。
崔雪,张松,张春华,吴臣亮,王强,董世运[6]（2020）在《高性能梯度功能材料激光增材制造研究现状及展望》文中指出在高性能梯度功能材料的制造方法中,激光增材制造技术可通过精确控制两种或多种材料粉末的输送和相应的工艺来实现材料组织和性能的梯度分布,为高性能梯度功能材料的制备提供一种更为便捷高效的新途径。本文介绍了高性能梯度功能材料激光增材制造的基本原理及分类,总结了国内外采用激光增材制造技术制备高性能梯度功能材料方面的研究进展,提出了该研究领域在材料选择、工艺优化、过程监控等方面的不足,并对其以后的研究方向,如建立标准体系、深入理论研究及研制新型制造系统等进行展望,为高性能梯度功能材料激光增材制造提供指导。
韩晓楠[7]（2020）在《模板层叠法制备梯度双连续相TiC/Fe复合材料及其性能研究》文中研究指明本文以制动领域高性能耐磨材料的需求为研究背景,制备了梯度Ti C多孔陶瓷,再以其为增强相制备了梯度双连续相Ti C/Fe复合材料,并对其结构与性能进行了研究。利用模板层叠浸渍-无压烧结工艺成功制备了梯度Ti C多孔陶瓷增强体。实验中选用聚氨酯海绵作为模板,以Ti C粉为主要原料并加入少量Ti粉、Mo粉作为烧结助剂,将不同孔径的海绵模板层叠复合,利用模板浸渍-无压烧结工艺制备出界面连续过渡的梯度Ti C多孔陶瓷增强体,研究了海绵模板的孔径、浆料的涂覆次数等工艺参数对多孔陶瓷梯度结构的影响。结果表明,Ti C多孔陶瓷的梯度结构可以通过模板孔径和涂敷次数加以控制。多孔陶瓷增强体的强度与陶瓷挂浆量有着重要关系,通过增大挂浆次数,改变挂浆工艺的方式,可以大大提高多孔陶瓷增强体的强度。通过PVB湿混工艺5次挂浆制备的Ti C多孔陶瓷气孔率为82.95%,抗压强度达到2.80 MPa。以梯度Ti C多孔陶瓷为连续增强相,采取熔体无压浸渗工艺制备了梯度双连续相Ti C/Fe复合材料,并研究了基体成分与工艺参数对浸渗效果的影响。结果表明,45#钢与Ti C有着较好的润湿性,在浸渗后完全进入到了Ti C多孔陶瓷的孔隙中,陶瓷骨架保持三维网络状结构,与金属基体形成双连续结构。微观分析表明,复合材料梯度界面两侧的复合材料层有着明显差别,且骨架在梯度界面处连续过渡。制备的梯度双连续相复合材料具有较好的力学性能,以5次浸渍Ti C增强体制备的25-40PPI（pores per inch）梯度复合材料,Ti C陶瓷含量为14.4%,其拉伸性能、压缩性能、弯曲性能等与均质复合材料相比具有明显优势,复合材料中Ti C陶瓷骨架与铁基体具有协同强化作用。25PPI复合材料层的平均维氏硬度为3.51GPa,40PPI复合材料层的平均维氏硬度为4.09 GPa。双连续相Ti C/Fe复合材料展现出较高的摩擦磨损性能。随着海绵模板浸渍次数增加,梯度复合材料中Ti C陶瓷含量增加,使得复合材料的耐磨性提高;而复合材料的摩擦系数随陶瓷含量增加虽然有所降低,但均高于0.5,表现出较高的水平,适于作为制动材料。实验范围内,以5次浸渍Ti C增强体制备的复合材料其磨损率和磨损深度最小,分别为0.15×10-9 mm3/N·m和2.96?m,摩擦系数达到0.52,摩擦磨损性能最优。不同陶瓷含量的复合材料层有着不同的硬度和摩擦磨损性能,能够满足不同耐磨工况要求。
王丹华[8]（2020）在《晶态聚合物基多相体系的相形态调控研究》文中进行了进一步梳理热力学非平衡理论认为:对于一个开放的系统而言,从环境引入并维持一个足够大的负熵流,以抵消自身不可逆的熵产生,使系统的总熵逐步减小,并维持在某种比平衡态低熵的非平衡稳态,不可逆过程必然导致系统从无序向有序演化,这就造成远离平衡态时出现时空有序的耗散结构的可能性。本文依据热力学非平衡理论,自行研制非平衡射出成型模具与调控装置,通过精密调控模具型腔热力学状态,在注塑赋形的同时向共混体系引入负熵流,自组织形成相分离梯度结构。通过结晶聚合物聚丙烯、以及其复合体系的非平衡成型研究,揭示了梯度有序结构的模内自组织机理与形态调控机制。（1）非平衡射出成型模具与调控装置设计:为实现非平衡成型模具在微型立式塑料注射成型机上安装、固定,针对Mini Jet Pro精密微型注塑成型机的特殊结构,重新设计和制作了立式模具安装底座,并替换了原有模具安装底座,保证了非平衡模具能够正确、可靠、快速安装和拆卸。在满足注塑模具基本结构、功能的设计要求外,重点设计解决了模腔引入稳定的定向负熵流,以及急冷固化时所需的冷却介质,实现了对型腔内熔体热力学状态的快速、稳定、精确控制。通过对传统注射成型的循环工艺分析,提出了非平衡成型循环工艺路线,并对原有的注射成型机的控制系统进行了改造,使之满足了非平衡成型工艺要求,实现了满足注射成型工艺的基本要求的同时,能够准确、稳定、快速对型腔内的熔体的热力学状态进行调控,保证了非平衡注射成型的可靠控制。（2）聚丙烯梯度结晶结构的形成机制及演化规律:传统平衡注射成型时,熔体接触型腔壁的表皮层因与温差较大的模具接触而迅速降温,分子链来不及排列结晶而被冻结,形成结晶度较低的“皮”层。而内部的聚合物熔体因其散热较慢,具有一定的时间和能量进行排列结晶而形成结晶度偏高的“芯”部,最终形成“皮芯结构”的凝聚态结构。芯部及厚度整体的熔体,在冷却固化过程中,快速通过了120℃,而难以实现α-β的增长转换,因而其晶型主要是α晶型。在非平衡注射成型时,因向型腔导入负熵流,而使得能量流入侧温度较高,本研究中,分别达到了100、120、140、160℃,而能量流出侧的温度则仍然保持在传统注射成型同样的室温（15℃）,这样就使得型腔内沿负熵流方向形成了线性温度分布。当170℃的PP熔体注入这一温度梯度的型腔后,与Ti、To侧型腔壁接触的皮层熔体将迅速趋于其温度,而内部熔体的温度将缓慢回落至充填前的线性分布,之后在所设的不同负熵流强度、耗散时间下,PP分子链有充分的时间进行取向、排列,进而发育生长。由于型腔内负熵流方向的温度近似于线性分布,因而其成核能力、晶粒的生长速度也追随这一分布变化,最终形成结晶度、晶粒尺寸、硬度等性能在负熵流方向形成非均质的梯度分布的凝聚态结构。在120℃时β晶的生长速率最高,调控负熵流强度可以间接控制120℃的温度域在负熵流方向上的位置,从而控制β晶型的生长区域,本研究中能量流入侧的温度在负熵流耗散的保压时间内一直保持在120℃的GPP120/15-30试样,其能量流入侧的β晶的结晶度比GPP100/15-30的4.14%、GPP140/15-30的5.64%、GPP160/15-30的5.60%均高,达到峰值的7.96%,是传统平衡注射成型芯部0.35%的22.7倍。因此,调控负熵流强度及保压耗散时间,可以有效调控负熵流方向的结晶度及晶粒尺寸分布,同时调控β晶与α晶的比例及β晶的分布区域。（3）非平衡注射成型条件下聚丙烯/铅锡合金梯度结构的形成机制及调控方法:传统工艺注射成型时,型腔处于近热力学平衡状态,体系的总熵远远大于零,型腔内共混熔体的各组分将趋向于最混沌无序的随机分布,经冷却固化而形成均匀分布的海-岛型微相分离结构。当在共混熔体注入型腔前、以及注入后的保压时间内,持续给予型腔一个绝对值大于内部熵产生的定向、稳定的负熵流,使系统总熵始终小于零,并稳定维持在某种比平衡态低熵的非平衡定态。负熵流所引发的热流与物质流,将使得共混熔体内高熔点（热运动能力弱）的组分偏析并停留在低温的能量流出侧,低熔点（热运动能力强）的组分偏析并停留在高温的能量流入侧,并最终形成非均质的梯度型相分离结构。改变负熵流强度,能够改变各组分的偏析速度,达到调节各组分在负熵流方向上的分布区域、浓度的作用。减弱负熵流强度,可以使梯度变化区域由高负熵流强度的能量流出侧的局部区域,向全断面区域演变,并可减弱能量流入侧和流出测的浓度差。反之,增强负熵流强度,可使梯度区域逐渐压缩至流出侧的局部区域,甚至形成阶跃型相分离结构,并能加大能量流入、出侧的浓度差,加速组分偏析,缩短所需的保压耗散时间。通过调控保压耗散时间,可以在各组分迁移偏析的途中某一时间点终止偏析进程,或给予充分的演进发育时间,实现对形态结构的控制。因此,通过对负熵流强度及保压耗散时间的综合调控,可以在比较短的保压耗散时间内形成所需形貌结构,有利于缩短成型周期、提高生产率。调控重力方向,使其与负熵流同向,来促进梯度形态的发育、控制梯度形态的型式,以及缩短负熵流耗散时间,缩短成型周期。亦可以反向设置重力反向,来调控梯度结构的形貌、型式。还可通过控制聚合物组分的分子量及分子量分布、以及非平衡成型的温度域,调节非平衡成型时的聚合物组分黏度,控制梯度结构的形貌、类型,缩短必要的保压耗散时间。调控型腔的热力学状态,可以控制注射成型制品断面的微相分离形态结构,能够选择性地制备各向同性的均一的海-岛型微相分离结构,或非均质的梯度型、甚至阶跃型微相分离结构,获得梯度功能材料或制品,实现对形态结构及制品性能的有效控制。负熵流强度、保压耗散时间、重力方向、聚合物组分黏度均影响最终制品的非均质结构形貌,合理调控诸要素,有利于获得多样的非均质形貌结构,实现多彩的功能及应用,缩短成型周期,同时满足工业化对生产效率的要求,以及成本控制,适宜大批量制备非均质梯度结构材料及零部件,具有极其光明的工业应用前景。
张晓东[9]（2021）在《纳米纤维素复合水凝胶制备及3D打印工艺研究》文中研究说明海藻酸钠（SA）可生物降解,具有良好的生物相容性和生物粘附性,但SA凝胶机械力学性能较差,在3D打印过程中难以维持基本形状。纤维素纳米纤丝（CNFs）在宏观和微观结构上均能表现出良好的力学性能,且具有优良的生物相容性。因此将CNFs和SA复合为SCNF水溶胶材料,能够结合两者优势,获得具有良好生物相容性、生物降解性且力学性能优异、满足3D打印成型条件的复合凝胶材料。传统的CNFs制备方法具有一定局限性,或能耗大,或对环境危害大,或制备成本高。因此,本研究利用过氧化氢和醋酸等作为预处理试剂,探索一种绿色化、环保化的CNFs制备方法。此外,为准确模仿生物器官、组织等生物体梯度结构,探究具备高仿真度可移植体潜力的组织工程支架制备方法,对SCNF复合溶胶进行制备和性能研究,并以SCNF为打印材料研究了工艺参数对打印效果的影响,对挤出式凝胶打印机结构给予改进并进行梯度实体打印实验,具体研究包括:以松木粉为原料,进行化学预处理和机械处理,利用FT-IR、DSC、SEM、TEM对CNFs及制备中间产物进行组分分析、热力学性能检测及微观形貌观察,结果表明:综纤维素、纯化纤维、CNFs热性能相近;经过化学预处理和机械处理后,木质纤维脱除杂质进一步细化;最终所制得的CNFs径向尺寸集中在0～35nm之间,轴向尺寸集中在200～600nm范围内。测量质量分数为0.5～5%十组SA水溶胶粘度,并对各组分进行打印试验,以凝胶线条融合率和凝胶网格成格率为成型效果指标,确定打印效果最佳的SA溶胶浓度为3%。并且制备了 SCNF31、SCNF11和SCNF13复合水溶胶,对其力学性能、流变性能、微观结构进行了测量及分析。采用单因素试验法研究了打印速度、挤出速率、凝固浴浓度对一维凝胶线条宽度和二维凝胶网格可打印度的影响,并利用正交试验法确定了 SCNF复合凝胶最佳打印工艺参数为:挤出速率为0.1ml.min-1,打印速率为80mm.min-1,凝固浴浓度为3%。设计并制造挤出式凝胶打印机梯度打印喷头,并利用精准注射泵作为水溶胶挤出动力源,进行单色梯度实体和彩色梯度实体打印试验,结果表明:改进后的凝胶打印机能够实现打印样件在XY平面上的结构变化和Z轴方向上的组分梯度变化。此外,还对制备出的水凝胶梯度实体的尺寸精度、吸水率及宏观形貌进行了测量和表征分析。
陈子博[10]（2019）在《基于增材制造广义波阻抗梯度飞片的斜波加载技术数值模拟研究》文中提出梯度功能材料是两种或多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料。在轻气炮实验中,波阻抗梯度功能材料制作的飞片在高速碰撞靶材后,可以在靶材中产生具有缓慢上升前沿的压缩加载波,实现对靶材的斜波加载。增材制造技术主要是依靠计算机辅助设计数据,采用材料逐层铺层的方式,所以在波阻抗梯度飞片制备中运用此技术。因此论文基于金属增材制造技术,通过几何结构设计来研发新型的广义波阻抗梯度飞片材料。论文的主要研究成果如下:（1）通过对GP1不锈钢材料在MTS810万能试验机和SHPB压杆做准静态压缩和动态单轴压缩实验,得出不同应变率下应力应变曲线。拟合GP1不锈钢Johnson-Cook本构模型参数,为广义波阻抗梯度飞片数值模拟奠定基础。（2）基于变截面杆的波传播特性,设计了“针床形”和“锥孔形”广义波阻抗梯度飞片,采用LS-DYNA仿真软件中SPH算法对“针床形”和“锥孔形”广义波阻抗梯度飞片中高速击靶过程进行了数值计算,重点讨论结构设计的关键参数和碰撞速度对加载波形的影响规律。“针床形”飞片随着撞击速度增加,加载波上升沿时间减小,而峰值速度增大;随着“针床形”飞片四棱锥台高增大,加载波上升沿时间增大,而峰值速度减小;相反,保持四棱锥台高不变,只改变锥角的大小,随着锥角的增大加载波上升沿时间减小,而峰值速度增大;为了获得比较平顺的准等熵压缩加载条件,四棱锥台需要保持尖锐度。而“锥孔形”飞片加载波达到速度峰值较“针床形”要低,斜波加载效果也没有“针床形”飞片好。（3）基于数值计算结果,采用激光选区烧结金属增材制造技术,制备了“针床形”和“锥孔形”广义阻抗梯度飞片样品。在一级气炮上进行击靶实验,实测了靶板自由面速度时程曲线,波形呈现斜波加载特性,并与计算结果进行了对比两者趋势基本一致,从而验证了两种广义波阻抗梯度飞片结构设计的可行性以及数值模拟结果的可靠性。（4）基于增材制造技术又设计了一种“泡沫孔洞形”广义波阻抗梯度飞片,并对“泡沫孔洞形”飞片数值模拟。重点讨论了飞片冲击速度和孔径大小、孔隙率和靶板厚度对靶板斜波加载的影响。总结一些简单规律,击靶速度越高对靶板自由面波阵面前沿上升时间越长,达到峰值速度也越高;只改变孔洞的孔径,孔径越大靶板自由面速度峰值越小,靶板内波阵面前沿上升的时间也相应的延长;在孔径很小的范围内,改变孔洞数量对靶板波阵面前沿上升时间和自由面速度峰值影响都很小。一定的靶板厚度范围中,孔洞波阻抗梯度飞片撞击靶板后产生的都是斜波压缩波,并且这些波形随着靶板厚度的变化会存在差异。这些影响规律为广义波阻抗梯度飞片的设计与应用提供指导。
二、梯度功能材料的研究现状与展望（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、梯度功能材料的研究现状与展望（论文提纲范文）
（1）Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物医用钛及钛合金 |
| 1.1.1 生物医用钛及钛合金的发展现状及趋势 |
| 1.1.2 生物医用钛及钛合金存在的问题 |
| 1.1.3 Ti-13Nb-13Zr合金的研究现状 |
| 1.2 医用多孔钛基生物复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 医用多孔钛及钛合金 |
| 1.2.2 钛基/HA复合材料 |
| 1.2.3 多孔结构钛基/HA复合材料 |
| 1.3 多孔梯度材料的特点及研究现状 |
| 1.4 课题研究意义及内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 第二章 实验过程与方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 制备过程 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 致密度的测定 |
| 2.2.2 微观组织演变 |
| 2.2.3 孔隙特征、界面分析 |
| 2.2.4 力学性能测试 |
| 2.2.5 电化学腐蚀性能表征 |
| 2.2.6 体外矿化性能分析 |
| 第三章 烧结温度对Ti-13Nb-13Zr基表面多孔合金组织和力学性能的影响 |
| 3.1 烧结温度对表面多孔合金微观组织结构的影响 |
| 3.1.1 烧结温度对表面多孔合金致密度的影响 |
| 3.1.2 烧结温度对表面多孔合金相组成的影响 |
| 3.1.3 烧结温度对表面多孔合金组织演变的影响 |
| 3.1.4 烧结温度对表面多孔合金界面结合的影响 |
| 3.2 烧结温度对表面多孔合金多孔层孔隙特征的影响 |
| 3.2.1 烧结温度对表面多孔合金孔隙参数的影响 |
| 3.2.2 烧结温度对表面多孔合金孔骨架及孔壁的影响 |
| 3.2.3 造孔剂含量对孔隙特征的影响 |
| 3.3 烧结温度对表面多孔合金力学性能的影响 |
| 3.3.1 力学性能 |
| 3.3.2 压缩断裂行为与力学增强机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 HA含量对Ti-13Nb-13Zr基表面多孔梯度复合材料组织和性能的影响 |
| 4.1 HA含量对表面多孔复合材料微观组织的影响 |
| 4.1.1 不同HA含量的试探性烧结 |
| 4.1.2 HA含量对表面多孔复合材料相组成的影响 |
| 4.1.3 HA含量对表面多孔复合材料微观结构的影响 |
| 4.1.4 HA含量对表面多孔复合材料界面结合的影响 |
| 4.2 HA含量对表面多孔复合材料孔隙特征的影响 |
| 4.2.1 HA含量对表面多孔复合材料孔隙参数的影响 |
| 4.2.2 HA含量对表面多孔复合材料孔骨架及孔壁的影响 |
| 4.3 HA含量对表面多孔复合材料力学性能的影响 |
| 4.3.1 HA含量对表面多孔复合材料表面多孔层力学性能的影响 |
| 4.3.2 HA含量对表面多孔复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 HA含量对表面多孔复合材料电化学腐蚀性能的影响 |
| 4.4.1 开路电位 |
| 4.4.2 动电位极化曲线 |
| 4.4.3 电化学交流阻抗谱 |
| 4.5 HA含量对体外矿化性能的影响及机制 |
| 4.5.1 HA对表面多孔复合材料矿化性能的影响 |
| 4.5.2 表面多孔复合材料矿化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表论文目录 |
（2）低热膨胀环氧聚合物的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 材料热膨胀与热膨胀系数 |
| 1.3 低膨胀聚合物基复合材料的理论模型 |
| 1.4 环氧聚合物热膨胀性能调控研究 |
| 1.4.1 环氧树脂的分子结构对热膨胀系数的影响 |
| 1.4.2 低热膨胀材料改性聚合物研究 |
| 1.4.3 负热膨胀材料改性聚合物研究 |
| 1.4.4 有机改性改性聚合物研究 |
| 1.5 负热膨胀材料La(Fe,Si)_(13)简介 |
| 1.5.1 La(Fe,Si)_(13)晶体结构 |
| 1.5.2 La(Fe,Si)_(13)化合物的负热膨胀性能 |
| 1.6 分子构象变化引起的负热膨胀研究 |
| 1.7 本课题的研究意义及内容 |
| 1.7.1 研究意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 2 磁场驱动法制备低热膨胀环氧梯度功能材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器与设备 |
| 2.2.3 La Fe_(10.5)Co_(1.0)Si_(1.5)/环氧树脂复合材料的制备 |
| 2.2.4 La Fe_(10.5)Co_(1.0)Si_(1.5)/环氧树脂功能梯度材料的制备 |
| 2.2.5 测试与表征 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 低热膨胀环氧复合材料 |
| 2.3.2 热膨胀渐变的环氧梯度功能材料 |
| 2.4 结论 |
| 3 基于负热膨胀聚酰胺共混改性环氧树脂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器与设备 |
| 3.2.3 含DBCOD的功能聚芳基酰胺的制备 |
| 3.2.4 DBCOD-PA/EP复合材料的制备 |
| 3.2.5 测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 负膨胀聚酰胺的结构分析 |
| 3.3.2 DBCOD-PA改性环氧复合材料的红外分析 |
| 3.3.3 DBCOD-PA改性环氧复合材料的微观形貌 |
| 3.3.4 改性环氧复合材料的热膨胀性能 |
| 3.3.5 改性环氧材料的热收缩机理研究 |
| 3.3.6 改性环氧材料的力学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 含柔性链段聚酰胺改性环氧树脂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器与设备 |
| 4.2.3 主链含柔性链段聚酰胺的制备 |
| 4.2.4 主链含柔性链段聚酰胺与热固性环氧共混物的制备 |
| 4.2.5 实验测试与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 主链含柔性链段聚酰胺的制备与表征 |
| 4.3.2 聚乙二醇链段含量对改性聚酰胺热性能的影响 |
| 4.3.3 含柔性链聚酰胺改性环氧树脂的固化工艺条件 |
| 4.3.4 含柔性链聚酰胺改性环氧树脂的结构 |
| 4.3.5 含柔性链聚酰胺改性环氧树脂的热膨胀性能 |
| 4.3.6 含柔性链聚酰胺改性环氧树脂的微观形貌 |
| 4.3.7 含柔性链聚酰胺改性环氧的微相分离观察 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究（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 高效电弧增材制造研究现状 |
| 1.2.1 磁控大电流GM AW高效焊接 |
| 1.2.2 T.I.M.E焊接 |
| 1.2.3 复合热源高效焊接方法 |
| 1.3 双丝高效焊技术研究进展 |
| 1.4 梯度材料的增材制造 |
| 1.4.1 激光增材制造制备梯度功能材料 |
| 1.4.2 电弧增材制造制备梯度功能材料 |
| 1.5 高效多丝电弧增材制造发展动态 |
| 1.6 本课题研究目标与研究内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 课题研究内容 |
| 1.6.3 拟解决的关键性问题 |
| 1.7 拟采取的研究方法和路线 |
| 1.8 本文主要创新点 |
| 第2章 试验方法、材料及设备 |
| 2.1 双丝AC交叉电弧增材制造试验平台组成 |
| 2.2 试验材料及工艺参数 |
| 2.3 梯度功能材料组织及性能表征方法 |
| 2.3.1 梯度功能材料试样制备 |
| 2.3.2 显微硬度分析 |
| 2.3.3 微观组织形貌及成分分析 |
| 2.3.4 压缩实验 |
| 2.3.5 摩擦磨损 |
| 2.3.6 热物性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双丝AC交叉电弧增材制造工艺及熔滴过渡行为 |
| 3.1 双丝AC交叉电弧增材制造试验平台 |
| 3.2 双丝AC交叉电弧增材制造成形规律研究 |
| 3.2.1 主弧电流对成形的影响 |
| 3.2.2 送丝速度对成形的影响 |
| 3.2.3 交流电弧对成形的影响 |
| 3.3 双丝AC交叉电弧增材制造熔滴受力分析 |
| 3.4 双丝AC交叉电弧增材制造的熔滴过渡行为 |
| 3.4.1 电弧摆动行为分析 |
| 3.4.2 双丝的主弧电流对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.4.3 双丝的送丝速度对熔滴过渡的影响 |
| 3.4.4 交流电压对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双丝AC交叉电弧增材制造组织及性能分析 |
| 4.1 异种金属电弧增材制造试验 |
| 4.2 单道单层堆垛试样分析 |
| 4.3 单道多层试样微观组织研究 |
| 4.3.1 堆垛层不同区域微观形貌 |
| 4.3.2 堆垛层不同区域物相分析 |
| 4.4 单道多层试样力学性能研究 |
| 4.4.1 堆垛层不同区域显微硬度 |
| 4.4.2 堆垛层不同区域压缩性能分析 |
| 4.4.3 堆垛层不同区域摩擦磨损性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 专利 |
| 附录 C 获奖情况 |
（4）深松铲等离子熔覆铁基合金涂层制备及耐磨性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 等离子熔覆技术 |
| 1.3 高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状 |
| 1.3.1 自熔性合金涂层 |
| 1.3.2 金属基复合涂层 |
| 1.3.3 梯度功能材料涂层 |
| 1.3.4 耐磨涂层熔覆过程的工艺优化 |
| 1.4 熔覆技术在农机部件上的应用现状 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 试验样件的制备 |
| 2.3.2 涂层试样组织与物相测试方法 |
| 2.3.3 涂层试样显微硬度测试方法 |
| 2.3.4 涂层试样耐磨性能测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 等离子熔覆铁基合金涂层的工艺优化研究 |
| 3.1 试验因素与试验指标的选取 |
| 3.1.1 试验因素的选取 |
| 3.1.2 试验指标的选取 |
| 3.1.3 试验因素水平的确定 |
| 3.2 正交试验方案 |
| 3.3 正交试验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 等离子熔覆铁基合金涂层的组织结构及性能研究 |
| 4.1 涂层组织结构分析 |
| 4.1.1 涂层显微组织分析 |
| 4.1.2 涂层XRD结果分析 |
| 4.1.3 涂层EDS结果分析 |
| 4.2 等离子熔覆铁基合金涂层摩擦磨损性能研究 |
| 4.2.1 涂层显微硬度分析 |
| 4.2.2 涂层摩擦系数与磨损机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 深松铲等离子熔覆磨损性能研究 |
| 5.1 深松铲磨损失效形式分析 |
| 5.2 深松铲等离子熔覆试件涂层的制备 |
| 5.3 深松铲等离子熔覆试件显微硬度分析 |
| 5.4 深松铲等离子熔覆试件耐磨性能分析 |
| 5.4.1 深松铲土壤磨损试验磨损量分析 |
| 5.4.2 深松铲土壤磨损表面形貌与磨损机理分析 |
| 5.5 深松铲等离子熔覆经济效益评价 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位论文期间科研成果 |
（5）高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状与展望（论文提纲范文）
| 1 高能束熔覆技术 |
| 1.1 激光熔覆技术 |
| 1.2 等离子熔覆技术 |
| 1.3 其他熔覆技术 |
| 2 高能束熔覆耐磨涂层 |
| 2.1 自熔性合金涂层 |
| 2.1.1 Ni基自熔性合金涂层 |
| 2.1.2 Co基自熔性合金涂层 |
| 2.1.3 Fe基自熔性合金涂层 |
| 2.2 金属基复合涂层 |
| 2.3 梯度功能材料涂层 |
| 3 耐磨涂层的磨损机理和强化机制 |
| 3.1 耐磨涂层的磨损机理 |
| 3.2 耐磨涂层的强化机制 |
| 3.2.1 添加硬质颗粒的影响 |
| 3.2.2 添加合金化元素的影响 |
| 4 耐磨涂层的质量调控 |
| 4.1 熔覆过程的工艺优化 |
| 4.2 熔覆过程的数值仿真 |
| 4.2.1 温度场的数值模拟 |
| 4.2.2 应力场的数值模拟 |
| 4.2.3 流场的数值模拟 |
| 5 总结与展望 |
（6）高性能梯度功能材料激光增材制造研究现状及展望（论文提纲范文）
| 1 高性能梯度功能材料激光增材制造原理及分类 |
| 1.1 采用送粉方式产生梯度 |
| 1.2 采用铺粉方式产生梯度 |
| 2 梯度功能材料激光增材制造研究进展 |
| 2.1 金属/金属梯度功能材料激光增材制造 |
| 2.2 金属/陶瓷梯度功能材料激光增材制造 |
| 3 结束语 |
| (1)建立专用高性能梯度功能材料标准体系 |
| (2)深化高性能梯度功能材料成形理论研究 |
| (3)开发新型激光增材制造系统 |
（7）模板层叠法制备梯度双连续相TiC/Fe复合材料及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 铁基复合材料研究现状 |
| 1.2.1 铁基复合材料的增强相 |
| 1.2.2 铁基复合材料的制备工艺 |
| 1.2.3 铁基复合材料的性能研究 |
| 1.3 双连续相复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 双连续相复合材料的概念与进展 |
| 1.3.2 双连续相复合材料的制备方法 |
| 1.4 梯度功能材料的研究现状 |
| 1.4.1 梯度功能材料的简介与分类 |
| 1.4.2 梯度功能材料的制备方法 |
| 1.5 研究方案 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 2 实验方案 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.4 材料性能测试和表征 |
| 2.4.1 气孔率测试 |
| 2.4.2 密度测试 |
| 2.4.3 抗拉强度测试 |
| 2.4.4 抗压强度测试 |
| 2.4.5 抗弯强度测试 |
| 2.4.6 维氏硬度测试 |
| 2.4.7 层间剪切强度测试 |
| 2.4.8 摩擦磨损性能测试 |
| 2.4.9 X射线衍射分析 |
| 2.4.10 微观分析 |
| 3 梯度TiC多孔陶瓷的制备及结构控制 |
| 3.1 双层梯度TiC多孔陶瓷制备工艺研究 |
| 3.1.1 不同复合方式的影响 |
| 3.1.2 粉料配比及烧结温度的影响 |
| 3.1.3 挂浆工艺的影响 |
| 3.2 双层梯度TiC多孔陶瓷的物相分析 |
| 3.2.1 XRD物相分析 |
| 3.2.2 ESD能谱分析 |
| 3.3 双层梯度TiC多孔陶瓷的梯度结构控制 |
| 3.4 双层梯度TiC多孔陶瓷的结构分析 |
| 3.5 三层梯度TiC多孔陶瓷的制备及微观结构分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 梯度双连续相TiC/Fe复合材料的制备 |
| 4.1 双层梯度TiC/Fe复合材料的制备工艺 |
| 4.2 双层梯度TiC/Fe复合材料的物相分析 |
| 4.3 双层梯度TiC/Fe复合材料的结构分析 |
| 4.4 三层梯度TiC/Fe复合材料的制备及成分分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 梯度双连续TiC/Fe复合材料的性能研究 |
| 5.1 梯度双连续相TiC/Fe复合材料力学性能 |
| 5.1.1 密度 |
| 5.1.2 拉伸强度 |
| 5.1.3 压缩强度 |
| 5.1.4 弯曲强度 |
| 5.1.5 维氏硬度 |
| 5.2 梯度双连续相TiC/Fe复合材料的界面性能研究 |
| 5.3 梯度双连续TiC/Fe复合材料摩擦磨损性能研究 |
| 5.3.1 模板浸渍次数的影响 |
| 5.3.2 模板孔径尺寸的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）晶态聚合物基多相体系的相形态调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 聚合物基均质体系形态调控的研究现状 |
| 1.3 聚合物基非均质体系形态调控的研究现状 |
| 1.4 聚合物基非均质材料制备方法存在的问题与对策 |
| 1.5 研究的目的与意义 |
| 1.6 主要研究内容及创新点 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.6.3 创新点 |
| 2 非平衡模具与热力学状态调控装置设计 |
| 2.1 非平衡模具的设计 |
| 2.2 热力学状态调控装置设计 |
| 2.2.1 热力学状态调控装置设计方案 |
| 2.2.2 热力学状态调控装置工作原理 |
| 2.3 非平衡射出成型工艺 |
| 2.4 小结 |
| 3 聚丙烯的非平衡注射成型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 主要仪器与设备 |
| 3.2.3 样品的制备 |
| 3.2.4 表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 传统平衡注射成型下PP的凝聚态结构 |
| 3.3.2 非平衡注射成型下PP的凝聚态结构 |
| 3.4 PP凝聚态结构的形成机制及演化规律 |
| 3.5 小结 |
| 4 结晶聚合物/铅锡合金的非平衡注射成型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 主要仪器与设备 |
| 4.2.3 样品的制备 |
| 4.2.4 表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 负熵流对共混体系织态结构的作用 |
| 4.3.2 负熵流强度对体系织态结构演变的影响 |
| 4.3.3 耗散时间对体系织态结构演变的影响 |
| 4.3.4 重力对织态结构演变的影响 |
| 4.3.5 熔体黏度对织态结构演变的影响 |
| 4.4 非平衡注射成型条件下梯度结构的形成机制及调控方法 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 附录 |
（9）纳米纤维素复合水凝胶制备及3D打印工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 生物3D打印概述 |
| 1.1.2 水凝胶打印研究现状 |
| 1.1.3 梯度3D打印研究现状 |
| 1.2 研究意义及内容 |
| 1.2.1 研究意义 |
| 1.2.2 研究内容 |
| 2 纤维素纳米纤丝制备及表征 |
| 2.1 实验原料与仪器 |
| 2.2 纤维素纳米纤丝制备机理 |
| 2.3 纤维素纳米纤丝制备 |
| 2.3.1 化学预处理 |
| 2.3.2 机械处理 |
| 2.3.3 测试分析方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 CNFs及制备中间产物红外光谱分析 |
| 2.4.2 CNFs及制备中间产物热性能分析 |
| 2.4.3 CNFs及制备中间产物微观形貌分析 |
| 2.4.4 CNFs微观尺寸分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 纳米纤维素/海藻酸钠复合凝胶制备及性能表征 |
| 3.1 试验原料及仪器设备 |
| 3.2 海藻酸钠最佳成型浓度探究 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 结果及分析 |
| 3.3 SCNF复合水凝胶制备及性能表征 |
| 3.3.1 试验方法 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 成型效果影响因素研究及工艺参数寻优 |
| 4.1 试验材料及仪器设备 |
| 4.2 凝胶单线打印试验 |
| 4.2.1 挤出速率对线宽影响 |
| 4.2.2 打印速度对线宽影响 |
| 4.2.3 凝固浴浓度对线宽影响 |
| 4.3 二维凝胶网格成型试验 |
| 4.3.1 挤出速率对可打印度影响 |
| 4.3.2 打印速度对可打印度影响 |
| 4.3.3 凝固浴浓度对可打印度影响 |
| 4.4 最佳工艺参数探究试验 |
| 4.4.1 正交试验设计及试验结果 |
| 4.4.2 线宽极差分析 |
| 4.4.3 可打印度极差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 挤出式凝胶打印设备及多组分打印 |
| 5.1 挤出式凝胶打印设备介绍及改进 |
| 5.1.1 挤出式凝胶打印设备分析 |
| 5.1.2 挤出式凝胶打印设备改进 |
| 5.2 梯度打印试验研究 |
| 5.2.1 试验材料及仪器设备 |
| 5.2.2 梯度实体打印试验 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学 硕士学位论文修改情况确认表 |
（10）基于增材制造广义波阻抗梯度飞片的斜波加载技术数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 波阻抗飞片研究现状 |
| 1.2.1 准等熵加载 |
| 1.2.2 超高速发射 |
| 1.3 波阻抗飞片制备 |
| 1.3.1 波阻抗飞片制备现状 |
| 1.3.2 增材制造技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 GP1 不锈钢材料Johnson-CooK本构参数拟合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2准静态压缩实验 |
| 2.2.1 实验目的 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.2.3 实验装置 |
| 2.2.4 实验结果与分析 |
| 2.3动态单轴压缩实验 |
| 2.4 Johnson-Cook本构参数拟合 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 广义“针床形”和“锥孔形”波阻抗飞片斜波加载 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 广义波阻抗飞片结构设计理论 |
| 3.3 “针床形”波阻抗飞片结构设计 |
| 3.4 “针床形”波阻抗飞片数值模拟 |
| 3.4.1 有限元仿真软件 |
| 3.4.2 数值模拟算法选择 |
| 3.4.3 “针床形”波阻抗飞片计算模型 |
| 3.4.4 “针床形”波阻抗飞片网格划分 |
| 3.4.5 材料模型参数 |
| 3.5 “针床形”波阻抗飞片计算结果讨论与分析 |
| 3.5.1 平面波和球面波传播与分析 |
| 3.5.2 撞击速度影响 |
| 3.5.3 几何参数影响 |
| 3.6 “锥孔形”波阻抗飞片分析 |
| 3.6.1 模型设计 |
| 3.6.2 “锥孔形”波阻抗飞片网格划分 |
| 3.6.3 “锥孔形”飞片计算结果讨论与分析 |
| 3.7 气炮实验验证 |
| 3.7.1 试样制备 |
| 3.7.2 实验结果分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 广义“泡沫孔洞形”梯度飞片斜波加载数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平板撞击 |
| 4.2.1 平板撞击计算模型与参数 |
| 4.2.2 计算结果与分析 |
| 4.3 “泡沫孔洞形”飞片模拟 |
| 4.3.1 定义接触、约束、速度 |
| 4.3.2 “泡沫孔洞”飞片结果讨论与分析 |
| 4.4 撞击速度影响 |
| 4.5 孔径影响 |
| 4.6 孔数量影响 |
| 4.7 靶板厚度对波形影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、梯度功能材料的研究现状与展望（论文参考文献）
- [1]Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究[D]. 刘龙. 昆明理工大学, 2021(02)
- [2]低热膨胀环氧聚合物的制备与性能研究[D]. 孙洁. 西南科技大学, 2021(08)
- [3]双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究[D]. 管志忱. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]深松铲等离子熔覆铁基合金涂层制备及耐磨性能研究[D]. 李响. 沈阳农业大学, 2020(05)
- [5]高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状与展望[J]. 李响,来佑彬,于锦,吴海龙,孙铭含,孙世杰,苑仁月,王冬阳,杨波. 表面技术, 2021(02)
- [6]高性能梯度功能材料激光增材制造研究现状及展望[J]. 崔雪,张松,张春华,吴臣亮,王强,董世运. 材料工程, 2020(09)
- [7]模板层叠法制备梯度双连续相TiC/Fe复合材料及其性能研究[D]. 韩晓楠. 北京交通大学, 2020
- [8]晶态聚合物基多相体系的相形态调控研究[D]. 王丹华. 河南理工大学, 2020(01)
- [9]纳米纤维素复合水凝胶制备及3D打印工艺研究[D]. 张晓东. 东北林业大学, 2021(08)
- [10]基于增材制造广义波阻抗梯度飞片的斜波加载技术数值模拟研究[D]. 陈子博. 宁波大学, 2019(06)