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激光近净成形(Laser Engineered Net Shaping, LENSTM)是近年来在激光熔覆技术和快速原型技术的基础上发展起来的一种新技术,只要将CAD产生零件实体模型的分层信息输入NC系统,即可直接通过CAD信息制造出复杂零件。陶瓷的硬度高、化学稳定性高、熔点高,因此在工业发展中扮演重要角色,同时在航空航天、国防以及高新技术领域等都有十分广泛的应用。将LENS技术越来越多地应用在快速制造领域,显然会极大丰富陶瓷材料的加工水平和工艺完善,而且可以令陶瓷材料更加满足于不同条件下的需求,为陶瓷加工和应用的创新奠定基础,具有重要的理论意义和科学价值。本文针对Al2O3/SiC复相陶瓷粉末的LENS工艺展开研究,分析激光与Al2O3/SiC复相陶瓷粉末的相互作用,形成陶瓷结构件后的宏观微观特征,SiC颗粒在A1203基体中的分布状况及其材料成分和工艺参数对陶瓷构件中裂纹、孔隙缺陷的影响。利用金相显微镜、SEM、 XRD、EDS、超景深体视显微镜等工具,检测陶瓷的显微组织、元素分布及存在物相等。研究的具体内容有如下几个方面:(1)针对Al2O3/SiC复相陶瓷粉末,进行激光近净成形的单因素实验。研究SiC粉末添加比例、激光功率、扫描速度、送粉率对激光近净成形Al2O3/SiC复相陶瓷薄壁件裂纹敏感性的影响;(2)针对A12O3、Al2O3/5wt.%SiC和Al2O3/10wt.%SiC陶瓷粉末,进行30层薄壁件的激光近净成形。通过EDS、SEM、超景深体视显微镜研究孔隙缺陷的形成及改善机理,最终得到SiC粉末含量对各构件内孔隙缺陷的影响规律;(3)针对Al2O3/10wt.%SiC复相陶瓷粉末,进行30层薄壁件激光近净成形。通过金相显微镜研究构件内的显微组织特征及两相结合状况,利用XRD分析物相,研究两相陶瓷的化学相容性;(4)针对A1203和Al2O3/10wt.%SiC陶瓷粉末,进行30层薄壁件的激光近净成形。研究SiC粉末对熔覆层形貌(熔覆层高度、熔覆层宽度等)的影响;(5)针对Al2O3/10wt.%SiC陶瓷粉末,进行半圆环、“L”型和薄壁构件的激光近净成形,研究工艺路径优化对激光近净成形宏观质量的影响。本文采用激光近净成形技术,实现了Al2O3/SiC复相陶瓷结构件的快速制造,具有减少缺陷、缩短周期和减少成本消耗的优势。研究成形过程中的工艺及成分对陶瓷构件成形质量(表面质量、裂纹缺陷)的影响规律,对激光近净成形陶瓷构件有指导意义。