【技术实现步骤摘要】
基于非晶合金的仿生抗冲击多层复合梯度材料制备方法
本专利技术涉及生物仿生以及3D打印材料
,特别涉及一种基于仿生原理的3D打印用抗冲击多层复合梯度材料的制备方法,尤指一种基于非晶合金的仿生抗冲击多层复合梯度材料制备方法。本专利技术制备的材料具有高抗冲击吸能作用,可应用于航空航天、土木工程和交通运输等领域,包括在警用、军用防护装备等方面。
技术介绍
自然进化使得生物材料具有最优化的宏观和微观结构、自适应性和自愈合能力以及优异的抗冲击止裂、抗疲劳等性能。仿生材料,通常是指模仿生物的运行模式和生物材料的结构规律而设计制造的人工材料。根据仿生材料所针对的天然生物材料的不同特性,仿生材料可以包括仿生高强度材料、仿生超亲水/超疏水材料、仿生高黏附材料、仿生智能薄膜材料、仿生抗冲击材料以及仿生机器人等。仿生材料来源于对天然材料的模仿,又与实际应用关系密切,比如根据荷叶不会粘上水珠这一现象仿生制备了超疏水薄膜、通过仿生牙釉质微观结构制备坚韧仿生材料等。仿生材料的研究起源于对天然材料的详细考察,其中明确天然材料的宏观、微观结构与 ...
【技术保护点】
1.一种基于非晶合金的仿生抗冲击多层复合梯度材料制备方法,其特征在于:包括如下步骤:/n1)选择具有啄木鸟喙和牡蛎壳生物材料结构为仿生模本,对其多孔梯度结构、空隙分布、多层复合材料的分层耦联方式、层间剥离行为、力学性能的分层差异性进行测试,获取其材料结构的力学参数、孔隙特征;建立基于生物天然多孔梯度和分层耦联原理的增材制造数字模型;/n2)采用激光作为加工热源,选定Zr基非晶合金粉末材料,确定激光加工参数功率P、光束直径D、光束移动速度v;/n3)加工基板的移动速度为10-100mm/s,设定基板的温度为274K;/n4)在基板上进行单道熔覆实验,并对熔覆的单道进行测量,其 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于非晶合金的仿生抗冲击多层复合梯度材料制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)选择具有啄木鸟喙和牡蛎壳生物材料结构为仿生模本,对其多孔梯度结构、空隙分布、多层复合材料的分层耦联方式、层间剥离行为、力学性能的分层差异性进行测试,获取其材料结构的力学参数、孔隙特征;建立基于生物天然多孔梯度和分层耦联原理的增材制造数字模型;
2)采用激光作为加工热源,选定Zr基非晶合金粉末材料,确定激光加工参数功率P、光束直径D、光束移动速度v;
3)加工基板的移动速度为10-100mm/s,设定基板的温度为274K;
4)在基板上进行单道熔覆实验,并对熔覆的单道进行测量,其宽度为w、高度为h;
5)对建立的CAD模型进行切片分层,层厚由铺粉的高度决定,层厚为(h-0.2)-h;根据设定的20%-30%的搭接率以及加工时的熔道宽度w,分割图形,并生成加工轨迹线,相邻轨迹线距离为0.6w-0.8w;
6)模拟加工过程的温度场分布并采用热成像仪对加工过程中的温度分布进行监测,热源为激光热源,热源的移动轨迹与步骤5)所述的加工轨迹线相同,热源的参数为步骤2)所述的激光加工参数;
...
【专利技术属性】
技术研发人员:马志超,李伟智,佟帅,强振峰,张微,杜海瑞,肖国林,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林;22
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