郭华锋博士答辩公告

教学工作

教学动态

当前位置：首页教学工作教学动态

郭华锋博士答辩公告

发布时间:2018-05-21浏览次数:715作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：郭华锋

指导教师：黄因慧教授

论文题目：超音速火焰喷涂微纳米陶瓷涂层组织性能分析及激光重熔

答辩委员会：

主席：徐锋教授南京理工大学

委员：谭业发教授中国人民解放军陆军工程大学

黄因慧教授南京航空航天大学

云乃彰教授南京航空航天大学

赵剑峰教授南京航空航天大学

田宗军教授南京航空航天大学

田威教授南京航空航天大学

答辩秘书：邱明波副教授南京航空航天大学

答辩时间：2018年5月25日9:00-11:30

地点：南航明故宫校区A4#4308

学位论文简介：

论文针对Ti6Al4V钛合金表面耐磨性差这一关键问题采用超音速火焰喷涂（HVOF）和激光重熔技术制备WC-12Co微纳米金属陶瓷涂层进行表面改性。以理论分析，数值模拟，试验研究，涂层质量优化及控制为主线。在涂层形成机理、涂层制备工艺、涂层性能检测、涂层质量控制等方面展开了较为系统的研究。理论研究方面，推导了粉末颗粒的动量传输特征，计算了粉末颗粒的时空独立性，掌握了粒子撞击和扁平化行为及WC颗粒的反弹机理。建立了涂层残余应力计算模型，揭示了残余应力对粉末特性和动量传输特征的高度依赖性。采用统计学手段表征了涂层原生性微观缺陷的不均性。数值模拟方面，建立了飞行粒子加热熔化有限元模型，定量研究了粉末温度场演变规律，提出了粉末颗粒熔化机制模型。建立了Marangoni效应多物理耦合场模型，揭示了激光熔池的对流传热本质和涂层成分均匀化的驱动力来源。建立了激光重熔热喷涂涂层的三维温度场有限元模型，分析了工艺参数对熔池温度场演变的影响规律，实现了工艺参数优选。试验研究方面，采用HVOF工艺成功制备了微米和微纳米金属陶瓷涂层。系统分析了工艺参数对两种涂层质量的影响规律，对比分析并研究了涂层的物相结构、微观形貌、摩擦学特性、力学性能等，揭示了涂层及基体的磨损机制及涂层抗磨机理。质量控制及优化方面，基于统计学理论建立了工艺参数与涂层质量间的多元回归数学模型，预测和优化了涂层质量，制备了高质量WC-12Co涂层，提升了涂层质量的可控性。

主要创新点如下：

（1）采用理论分析、数值模拟和实验相结合的手段建立了粉末颗粒熔化机制模型，克服了单一研究手段的不足，为粉末粒度和工艺参数的选择及优化提供了依据。采用HVOF工艺成功制备了微米及微纳米尺度涂层，证实了该工艺制备纳米结构涂层是完全可行的。综合考察摩擦过程中的动态特征及摩擦后的静态特征，准确描述了基体及涂层的磨损机理；建立了宏观和微观相统一的研究思路，为揭示涂层的耐磨特性和增强机制提供了理论依据。

（2）建立了喷涂工艺参数和涂层质量间的多元回归数学模型，辨识了工艺参数与涂层质量间的内在关系，实现了涂层质量的预测和优化，为提升涂层质量提供了新的解决思路。建立了Marangoni效应耦合场模型和热喷涂涂层的激光重熔三维温度场有限元模型。掌握了涂层成分均匀化机理和熔池温度场演变规律，提出了激光重熔获得高质量涂层的技术路线。

教学工作

友情链接

微信公众号