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青銅器TPMS結構一體化與增材製造技術研究

  • 作者：章露//劉靜|責編:郎坤
  • 出版社：東北大學
  • ISBN：9787551741996
  • 出版日期：2026/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：184
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書展開了鍍銅金剛石／銅複合材料粉末製備與SLM增材製造工藝研究，實現了精密複雜TPMS結構設計的成形，採用模擬模擬和實驗方法分析了均質和漸變TPMS結構與性能的映射關係，建立了熱學和力學雙功能調控能力，實現了高性能銅基金剛石複合材料增材製造領域TPMS複雜結構精密成形，為微電子器件的熱管理提供了新的解決方案。
    本書通過傳統青銅工藝與SLM增材製造技術的深度融合，創新實現TPMS結構青銅器的高精度製備。採用nTopology軟體對多種TPMS結構進行參數化建模以適配青銅器個性化設計需求，選用銅基金剛石複合體系（經性能測試選定體積分數為1％的鍍銅金剛石／銅為最優原料），經標準化球磨工藝製備複合微粉后，在氮氣保護下以180W激光功率、200mm／s掃描速度等最優參數完成SLM列印，再通過超聲清洗、拋光打磨、電鍍等步驟處理優化成品品質。這種技術不僅突破了傳統失蠟法無法實現複雜曲面結構的局限，大幅縮短生產周期、降低製造成本，更兼具高精度、個性化定製優勢與青銅器文化屬性，可廣泛應用於藝術創作、工業應用、建築裝飾等多領域，成為傳統工藝傳承與先進位造技術融合的典範。
作者介紹
章露//劉靜|責編:郎坤
目錄
第1章 緒論
  1.1 研究背景及研究意義
  1.2 金剛石和銅的結構性質
  1.3 研究現狀
    1.3.1 銅基金剛石複合材料界面問題及解決方法研究現狀
    1.3.2 銅基金剛石複合材料製備工藝研究現狀
    1.3.3 增材成形三周期極小曲面（TPMS）結構及其研究現狀
  1.4 本書主要研究內容
    1.4.1 研究內容
    1.4.2 研究目的和意義
    1.4.3 技術路線圖
第2章 鍍層金剛石/銅複合材料的製備與實驗表徵
  2.1 引言
  2.2 實驗設備
  2.3 鍍層金剛石/銅複合材料的設計與製備
    2.3.1 銅基金剛石複合材料的失效分析
    2.3.2 鍍鈦金剛石/銅複合材料的設計
    2.3.3 金剛石表面化學鍍銅工藝
  2.4 實驗材料
  2.5 表徵及性能測試方法
    2.5.1 鍍層金剛石粉末成分測試
    2.5.2 銅基金剛石複合材料SLM列印樣品形貌觀察
    2.5.3 金剛石鍍層厚度測量
    2.5.4 銅基金剛石複合材料SLM列印樣品的拋光及腐蝕
    2.5.5 熱學性能測試與計算
    2.5.6 抗彎強度測試與計算
    2.5.7 紅外熱像儀觀察與測試
    2.5.8 萬能試驗機測試
  2.6 銅基金剛石複合材料粉末的製備
第3章 SLM製備鈦和銅鍍層金剛石/銅複合材料工藝研究
  3.1 引言
  3.2 實驗部分
    3.2.1 實驗原料
    3.2.2 SLM製備鈦及銅鍍層金剛石/銅部件
    3.2.3 表徵與分析
  3.3 SLM鈦和銅鍍層金剛石/銅複合材料的製備工藝
    3.3.1 鍍層金剛石/銅複合材料的SLM製造
    3.3.2 SLM鍍銅金剛石/銅複合材料的製備
  3.4 鍍層金剛石/銅複合材料的理論熱導率
    3.4.1 界面熱導的計算方法
    3.4.2 填充型複合材料理論熱導率的計算模型
  3.5 SLM鍍鈦和鍍銅金剛石/銅複合材料的比較
  3.6 本章小結
第4章 TPMS均質結構的熱學和力學性能分析
  4.1 引言
  4.2 材料和方法
    4.2.1 實驗原料
    4.2.2 通過SLM實現TPMS結構的設計與製造
    4.2.3 有限元法（FEM）熱分析模型
    4.2.4 有限元力學分析模型

    4.2.5 SLM工藝與表徵
  4.3 TPMS均質結構的穩態和瞬態熱模擬
  4.4 結構厚度對熱模擬的影響
  4.5 TPMS均質結構的對流傳熱數值模擬
  4.6 SLM製備的TPMS均質結構的研究
    4.6.1 SLM製備的TPMS均質結構的物理質量和形貌
    4.6.2 SLM製備的TPMS均質結構的紅外圖像分析
    4.6.3 SLM製備的TPMS均質結構的准靜態壓縮性能和變形
  4.7 本章小結
第5章 TPMS漸變結構的熱學和力學性能分析
  5.1 引言
  5.2 TPMS漸變結構的設計
    5.2.1 TPMS異質漸變結構
    5.2.2 TPMS壁厚漸變結構
  5.3 TPMS漸變結構的傳熱性能有限元分析
    5.3.1 有限元穩態熱分析
    5.3.2 有限元瞬態熱分析
  5.4 SLM製備的TPMS漸變結構的研究
    5.4.1 SLM製備的TPMS漸變結構的物理性質
    5.4.2 SLM製備的TPMS漸變結構的紅外圖像分析
    5.4.3 SLM製備的TPMS漸變結構的准靜態壓縮性能和變形
  5.5 本章小結
第6章 SLM鍍銅金剛石/銅複合材料TPMS複雜結構的應用
  6.1 引言
  6.2 SLM鍍銅金剛石/銅複合材料的TPMS多孔傳熱裝置製造方法
    6.2.1 Wolfram軟體對TPMS多孔結構建模
    6.2.2 Rhino軟體實現圓柱形TPMS多孔結構
    6.2.3 SLM成形鍍銅金剛石/銅複合材料的TPMS多孔傳熱裝置
    6.2.4 用於熱管理領域的圓柱形TPMS多孔傳熱裝置
  6.3 SLM製備TPMS結構穿戴方面的應用
  6.4 SLM製備TPMS結構青銅器的應用
  6.5 本章小結
第7章 結論與創新點
  7.1 主要結論
  7.2 主要創新點
  7.3 不足
  7.4 展望
致謝
參考文獻
附錄

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