单元晶胞尺寸对晶格结构力学性能的影响

作     者：黄西娜 翟月雯 HUANG Xina;ZHAI Yuewen

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 北京机电研究所有限公司北京100083 

基　　金：国家自然科学青年基金资助项目(42102345) 中央高校基本科研业务费资助(2022XJJD01) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第57卷第6期

页      码：115-122页

摘      要：为了解具有晶格结构的先进轻质多功能材料的力学性能,以激光选区熔化制备的体心立方单元晶胞晶格结构为例,揭示了单元晶胞尺寸对晶格结构力学性能的影响规律。采用干重法测量晶格结构的质量,通过计算孔隙率确定了单元晶胞尺寸对孔隙率的影响规律;通过压缩实验、压-压疲劳实验及扫描电镜断口形貌图,分析了晶格结构力学性能的演化规律。实验结果表明:所有样品的实际孔隙率均低于设计值,当单元晶胞尺寸为2.5mm时,孔隙率的设计值与实际值偏差最大,为8.2%;当单元晶胞尺寸为7.5mm时,孔隙率的设计值与实际值偏差最小,为1.6%;当单元晶胞尺寸从2.5mm增加到7.5mm,晶格结构的压缩强度降低了41.96%,说明单元晶胞尺寸增加会导致晶格结构抵抗压缩变形的能力变小即塑性变差,断裂模式从塑性断裂向脆性断裂转变且疲劳循环次数减小。此外,单元晶胞尺寸较小时瞬断区断口主要由韧窝组成,而单元晶胞尺寸较大时,瞬断区表现为光滑的平面和少量的韧窝,说明晶格结构更脆。该研究结果可为晶格结构单元晶胞尺寸的设计和选择提供参考。

主 题 词：激光选区熔化 晶格结构 单元晶胞 压缩实验 压-压疲劳实验 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202306013

馆 藏 号：203122505...