微波熱失控是阻礙微波快速成型這一高效、節(jié)能、綠色的快速材料制備技術應用于工業(yè)生產(chǎn)的瓶頸難題。研究微波作用下的金屬熱失控行為及其熱動力學原理,對于微波熱失控的預防、抑制和調控有著重要意義。本文首先分析了微波技術自身的特點和研究熱失控原理的挑戰(zhàn),闡明了開展時間分辨同步輻射斷層掃描（SR-CT）微波快速成型實驗并基于真實實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)值模擬是研究微波熱失控原理的關鍵。然后改進了現(xiàn)有的微波燒結SR-CT實驗設備和方法,研制了針對金屬微波熱失控快速微結構演化行為的時間分辨SR-CT實驗設備,發(fā)展了配套的數(shù)據(jù)重建和三維結構配準方法,開展了對金屬和合金材料的微波快速成型SR-CT在線實驗�；趯饘俨牧衔⒉崾Э匦袨榈亩勘碚�,分析了導致金屬材料在微波場中發(fā)生熱失控的主導機制,探討了金屬微波快速成型過程中的主導驅動力演變規(guī)律。并且,通過將陶瓷相引入金屬微波快速成型過程,研究了陶瓷相對金屬微波熱失控行為的調控機制,分析了其熱力學原理。最后,通過對研究內容的總結,討論了金屬微波熱失控機制進一步深入研究的方向和其在工業(yè)上的應用。本文的主要研究內容如下:一、研制了針對微波熱失控行為的時間分辨SR-CT微波快... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 微波快速成型技術與國家能源戰(zhàn)略
        1.1.2 微波快速成型技術的優(yōu)勢和特點
    1.2 制約微波快速成型應用的熱失控問題
        1.2.1 微波熱失控的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微波場中的微結構演化驅動力
        1.2.3 微波驅動下的物質擴散和微結構變形
    1.3 本領域的主要挑戰(zhàn)和研究目標
    1.4 本文主要內容
第二章 時間分辨SR-CT微波快速成型實驗系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 時間分辨SR-CT微波快速成型實驗的特點和技術難點
        2.2.1 SR-CT技術特點和原理
        2.2.2 微波快速成型設備構成
        2.2.3 SR-CT用于測量微波下快速微結構演化的挑戰(zhàn)
    2.3 時間分辨SR-CT微波快速成型設備研制
        2.3.1 實現(xiàn)集中加熱的微波加熱系統(tǒng)
        2.3.2 應用于時間分辨SR-CT實驗的傳動系統(tǒng)
    2.4 針對時間分辨SR-CT的專用圖像處理方法
        2.4.1 稀疏投影信息的重建
        2.4.2 重建圖像的三維匹配
    2.5 本章小結
第三章 微波熱失控中金屬微結構演化的主導驅動力
    3.1 引言
    3.2 金屬微波快速成型過程的SR-CT實驗及渦流損耗原理分析
        3.2.1 微波燒結SR-CT實驗及結果
        3.2.2 微波燒結中特殊“核—殼”結構和渦流損耗機制
    3.3 金屬熱失控過程的SR-CT實驗及局部等離子體效應分析
        3.3.1 微波熱失控行為的SR-CT實驗及結果
        3.3.2 特殊T型結構和局部等離子體驅動機制
        3.3.3 局部等離子體驅動機制關鍵參數(shù)的數(shù)值模擬研究
    3.4 金屬微波快速成型驅動力的探討
    3.5 本章小結
第四章 金屬陶瓷混合體系中的熱失控調控機制
    4.1 引言
    4.2 金屬陶瓷中渦流損耗調控作用的機理研究
        4.2.1 金屬陶瓷微波燒結SR-CT實驗及結果
        4.2.2 陶瓷相在金屬微波燒結中的微波通道效應
        4.2.3 金屬陶瓷微波燒結中陶瓷顆粒的微波透鏡效應
    4.3 金屬陶瓷中熱失控行為穩(wěn)定化作用的原理分析
        4.3.1 陶瓷對金屬微波熱失控行為影響的SR-CT實驗及結果
        4.3.2 金屬陶瓷中熱失控行為穩(wěn)定化作用的機理分析
    4.4 陶瓷電磁性質對微波快速成型調控作用的數(shù)值模擬研究
        4.4.1 陶瓷相介電常數(shù)對微波下金屬陶瓷微結構演化過程的影響
        4.4.2 陶瓷相電導率對微波下金屬陶瓷微結構演化過程的影響
    4.5 本章小結
第五章 全文總結與工作展望
    5.1 全文總結
    5.2 本文創(chuàng)新之處
    5.3 研究工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3164913