本文關鍵詞：基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合吸液芯的制造及毛細性能研究

  更多相關文章： 金屬纖維多孔材料 復合吸液芯 燒結(jié)技術 力學性能 毛細性能

【摘要】：為了滿足高熱流密度的散熱需求,提高能源利用效率,研究高效的傳熱技術意義重大。熱管等相變傳熱元件在溫度控制和熱量傳輸領域應用廣泛。單一結(jié)構(gòu)吸液芯毛細壓力與滲透率難以達到俱佳,制約了相變傳熱元件傳熱性能的提升�？紤]到纖維多孔結(jié)構(gòu)滲透率高,粉末多孔結(jié)構(gòu)毛細壓力大,本文提出了基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合吸液芯,對其成形制造、形貌表征、力學性能以及毛細性能展開研究,主要研究工作如下：(1)基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的制造用車削法制備的不銹鋼纖維制得纖維多孔結(jié)構(gòu),通過在纖維基體上松裝燒結(jié)不銹鋼粉末制備復合多孔結(jié)構(gòu)。對復合多孔結(jié)構(gòu)的孔隙結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn),纖維骨架能有效提高復合多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率。研究了復合多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成形機理,車削法制備的纖維表面的微結(jié)構(gòu)有利于復合多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成形。分析了燒結(jié)參數(shù)對不銹鋼纖維組織成分的影響,獲得合適的燒結(jié)參數(shù),防止材料耐腐蝕性能和機械性能下降。(2)基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的力學性能研究通過拉伸試驗,研究孔隙率、燒結(jié)參數(shù)和燒結(jié)氣氛對不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)拉伸性能的影響,分析其拉伸斷裂機理。在此基礎上研究了纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的拉伸性能,研究表明復合多孔結(jié)構(gòu)的力學性能主要取決于纖維基體,并對其斷裂機理進行了分析。(3)基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能和滲透性能研究采用固著液滴法研究復合多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能,探究了粉末粒徑、纖維基體孔隙率和形貌特征對復合多孔結(jié)構(gòu)潤濕性能的影響。通過自行搭建的滲透性能測試平臺,研究了復合多孔結(jié)構(gòu)的滲透性能,其滲透率比單一粉末多孔結(jié)構(gòu)提高了一個數(shù)量級,說明纖維骨架對提高復合多孔結(jié)構(gòu)的滲透性能具有顯著作用。(4)基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合吸液芯的毛細性能研究采用紅外測試方法記錄彎液面在吸液芯內(nèi)的上升過程,獲得吸液芯結(jié)構(gòu)的毛細上升曲線和毛細性能參數(shù)。通過與單一纖維、粉末吸液芯對比,研究了纖維多孔基體、粉末粒徑對復合吸液芯毛細性能的影響。研究表明纖維-粉末復合吸液芯具有更好的綜合毛細性能。獲得復合吸液芯的最佳制造參數(shù)：以孔隙率較低的車削纖維多孔結(jié)構(gòu)為基體,松裝燒結(jié)粒徑為75-106μm的粉末,燒結(jié)溫度為1200℃,燒結(jié)時間為60min。
【關鍵詞】：金屬纖維多孔材料 復合吸液芯 燒結(jié)技術 力學性能 毛細性能
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TK172
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 物理量名稱及符號表11-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題背景與研究意義12-13
• 1.2 吸液芯結(jié)構(gòu)分類及其制造的研究進展13-17
• 1.2.1 吸液芯結(jié)構(gòu)分類13-14
• 1.2.2 溝槽式吸液芯的制造技術14-15
• 1.2.3 燒結(jié)式吸液芯的制造技術15-16
• 1.2.4 復合式吸液芯的制造技術16-17
• 1.3 吸液芯毛細性能的研究進展17-19
• 1.3.1 單一結(jié)構(gòu)吸液芯方面的研究17
• 1.3.2 復合式吸液芯方面的研究17-19
• 1.4 本文研究目標及主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4.1 課題來源19
• 1.4.2 研究目標19-20
• 1.4.3 研究內(nèi)容20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第二章 基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的制造21-40
• 2.1 引言21
• 2.2 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)成形工藝21-29
• 2.2.1 不銹鋼纖維的成形制造22-23
• 2.2.2 不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)的固相燒結(jié)成形23-26
• 2.2.3 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的固相燒結(jié)成形26-29
• 2.3 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)固相燒結(jié)成形機理29-36
• 2.3.1 纖維多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成形機理29-33
• 2.3.2 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成形機理33-36
• 2.4 燒結(jié)參數(shù)對不銹鋼纖維組織成分的影響36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第三章 基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的力學性能研究40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)的拉伸性能40-48
• 3.2.1 測試方法和拉伸過程40-42
• 3.2.2 孔隙率對不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)拉伸性能的影響42-43
• 3.2.3 燒結(jié)參數(shù)對不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)拉伸性能的影響43-44
• 3.2.4 燒結(jié)氣氛對不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)拉伸性能的影響44-45
• 3.2.5 不銹鋼纖維多孔結(jié)構(gòu)的斷裂機理45-48
• 3.3 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的拉伸性能48-50
• 3.3.1 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的抗拉強度48-49
• 3.3.2 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的斷裂機理49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能和滲透性能研究52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 潤濕性能研究52-58
• 4.2.1 測試方法53
• 4.2.2 纖維燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能53-55
• 4.2.3 粉末燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能55-56
• 4.2.4 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的潤濕性能56-58
• 4.3 滲透性能研究58-64
• 4.3.1 實驗方案和不確定性58-61
• 4.3.2 單一纖維和粉末多孔結(jié)構(gòu)的滲透性能61-62
• 4.3.3 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的滲透性能62-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 基于金屬纖維和粉末燒結(jié)的復合吸液芯的毛細性能研究66-82
• 5.1 引言66-67
• 5.2 毛細上升紅外測試方法67-70
• 5.2.1 實驗裝置及方法67
• 5.2.2 毛細上升紅外測試原理67-68
• 5.2.3 彎液面上升高度確定方法68
• 5.2.4 理論與數(shù)據(jù)處理68-70
• 5.3 纖維燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)毛細性能70-73
• 5.3.1 實驗測試樣品和工質(zhì)70
• 5.3.2 實驗結(jié)果分析70-73
• 5.4 粉末燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)毛細性能73-75
• 5.4.1 實驗測試樣品和工質(zhì)73
• 5.4.2 實驗結(jié)果分析73-75
• 5.5 纖維-粉末復合多孔結(jié)構(gòu)的毛細性能75-79
• 5.5.1 實驗測試樣品和工質(zhì)75
• 5.5.2 實驗結(jié)果分析75-79
• 5.6 單一結(jié)構(gòu)吸液芯和復合吸液芯的毛細性能對比79-80
• 5.7 本章小結(jié)80-82
• 結(jié)論與展望82-85
• 參考文獻85-92
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-94
• 致謝94-95
• 附件95

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本文編號：804149