复合材料蜂窝单元结构制备工艺及其力学性能研究
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
目录
摘要 ................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 第1章绪论 . (1)
1.1课题背景及意义 (1)
1.2聚乳酸概述以及碳纳米管改性 (1)
1.2.1聚乳酸的来源与合成 (2)
1.2.2聚乳酸的结构 (3)
1.2.3 聚乳酸的结晶性 (4)
1.2.4聚乳酸的力学性能 (4)
1.2.5 碳纳米管/聚合物复合材料概述 (5)
1.2.6 聚乳酸/碳纳米管复合材料的研究进展 (6)
1.3 快速成型技术简介 (7)
1.3.13D打印国外研究现状 (10)
1.3.2 3D打印国内研究现状 (16)
1.4本文主要研究内容 (17)
第2章试样的制备工艺与试验方法 (19)
2.1试验材料 (19)
2.2 试样软件设计制备一体化工艺 (21)
2.2.1试样的几何形状设计 (21)
2.2.2 原料熔融共混工艺 (22)
2.2.3 3D打印工艺参数 (23)
2.3碳纳米管增强聚乳酸基复合材料微观组织结构分析 (25)
2.4 碳纳米管增强聚乳酸基复合材料力学性能测试 (25)
第3章碳纳米管/聚乳酸复合材料微观组织观察 (27)
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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
3.1引言 (27)
3.2碳纳米管/聚乳酸复合材料显微组织 (27)
3.3聚乳酸/碳纳米管的红外光谱分析 (28)
3.4聚乳酸/碳纳米管的拉曼光谱分析 (29)
3.5碳纳米管的XRD定性分析 (31)
3.6 本章小结 (31)
第4章碳纳米管/聚乳酸复合材料力学性能 (32)
4.1 引言 (32)
4.2 碳纳米管/聚乳酸复合材料的力学性能 (32)
4.2.1聚乳酸复合材料不同单元结构压缩性能分析 (32)
4.2.2聚乳酸/碳纳米管复合材料不同温度下压缩性能对比 (37)
4.2.3聚乳酸/碳纳米管复合材料不同温度下拉伸性能对比 (39)
4.3碳纳米管聚乳酸复合材料断口分析及形成机理 (41)
4.4 碳纳米管聚乳酸复合材料热性能分析 (44)
4.5 本章小结 (44)
结论 (45)
参考文献 (47)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (51)
致谢 (52)
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第1章绪论
1.1课题背景及意义
蜂窝结构，作为多孔结构中研究最多的一种，以它的优美的规则性一直吸引着众多学者。它源于人们对蜜蜂巢穴结构的观察，但随着对它的研究的深入，蜂窝结构已经被赋予新的含义。
蜂窝含有大量直通孔，具有高比表面积（可达3m2/dm3或以上）、大开口度、轻质高比刚度、渗透流通等结构特性，是一种集材料本性和宏观、微观结构特性为一体的新型多功能材料。在众多领域有广泛的应用前景，如汽车、摩托车尾气净化的催化载体、高温废气的污染排放净化处理、工业炉用蓄热材料、高效散热材料、热交换器材料、燃料电池极板材料、太阳能集热蜂窝板、化工催化床、航天航空轻型高比刚度结构件等，具有很高的研究开发价值[1-5]。近年来，美国佐治亚理工大学Cochran教授等人采用金属氧化物混合粉体挤压法成功制备铁基、铜基和铝基等蜂窝结构材料[6-9]。
传统制备蜂窝的方法是先将薄板带加工成波纹状，再焊接或粘接成蜂窝状。这种蜂窝材料的连接强度不高，材料的力学性能、热电性能不好，高温性能差。3D打印技术是一种快速成型技术，这种技术不会产生焊缝等应力集中点，而且不受材料的形状限制，可以轻易制备出复杂结构的材料，很适合作为制备蜂窝结构的工艺。
本课题采用3D打印成型技术制备了碳纳米管增强聚乳酸基复合材料蜂窝单元结构及其拉伸试样,可以解决传统的蜂窝结构连接强度低，力学性能、热电性能、高温性能差，三维蜂巢结构无法实现等问题。采用3D打印技术制备蜂窝结构，制备工艺自动化、简便，蜂窝结构连接强度高，力学性能好，相同成本下可制造更复杂结构部件，三维蜂巢结构可以实现。
1.2聚乳酸概述以及碳纳米管改性
二十一世纪，人类文明的进步与材料的发展息息相关。高分子材料，是材料工业中最重要的一部分。塑料由于其加工特性好，质量轻，比强度大，导热系数小，化学稳定性好，电绝缘性好等诸多优点，广泛应用于人们的生活中。然而，塑料
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