规则孔型泡沫金属的结构设计与制造方法研究
泡沫金属是一种新型功能材料，目前的制造方法所生产多孔金属结构是不规则的，本研究的目的在于提供一种具有规则孔型结构的泡沫金属的设计与制造方法，使其不仅具有规则的孔型和均匀的孔径，而且其孔隙率、比表面积等各项结构参数可调可控，可以获得理想的性能，以满足不同领域的应用。
本文根据材料设计的概念，首先对多孔金属的结构进行预设计，通过分析泡沫金属的结构与性能之间的关系，针对不同的性能要求，用计算机三维造型软件进行规则孔型的泡沫结构设计。并重点对金刚石型泡沫结构的结构参数进行了分析，推导了孔隙率、比表面积、孔的等效直径和相邻孔间距的计算公式，形成了规则孔型泡沫结构的设计思路。
将设计好的结构传入快速成型机进行快速制造，制造出具有泡沫结构的立体骨架模型，利用快速成型技术制造泡沫结构，制造柔性好，不受孔型结构和宏观结构的复杂程度限制。然后通过化学镀和电沉积技术制造出具有规则孔型结构和确定孔隙率的通孔泡沫金属制品。
本研究从材料设计的角度出发，首次将计算机CAD/CAM技术、先进制造技术和电沉积技术结合起来，用于泡沫金属的结构设计和制造，形成了新的工艺路线。采用上述工艺所制得的泡沫镍试样的孔结构均匀，孔径尺寸完全相同，可以达到性能的充分优化，并且孔隙率等各结构参数可调可控，可以按照应用需要制造出规则孔型的泡沫金属。该工艺的实现，使人们可以按照使用要求，预先设计泡沫金属的结构，获得具有理想性能的泡沫金属制品，从而代替传统方法所制造的不规则结构的泡沫金属，获得理想的性能，以满足不同领域的应用。
泡沫金属;规则孔型;计算机辅助设计;快速成型;电沉积;功能材料;结构设计
山东理工大学
硕士
机械电子工程
杨思一
2006
中文
TB383;TB34;TB482.2
55
2006-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）