**章緒論11.1引言11.2選擇性激光燒結技術31.2.1SLS技術的成型方式和優勢31.2.2SLS技術的燒結機理41.2.2.1固相燒結機理41.2.2.2化學誘導燒結機理61.2.2.3液相燒結機理61.2.2.4完全融化機理91.2.3SLS技術的發展概況91.2.4SLS加工成型材料111.2.4.1SLS用聚合物材料121.2.4.2聚合物復合材料在SLS加工中的研究進展151.2.5SLS用聚合物及其復合材料粉體的制備171.2.5.1機械粉碎法181.2.5.2溶劑法181.2.5.3相分離法201.3壓電材料211.3.1壓電材料簡介211.3.2聚合物陶瓷壓電復合材料221.3.2.1聚合物陶瓷壓電復合材料分類221.3.2.20-3型聚合物陶瓷壓電復合材料231.3.30-3型聚合物陶瓷壓電復合材料面臨的挑戰261.4本文研究意義、主要內容和創新點261.4.1研究意義261.4.2主要研究內容271.4.3本文創新點28參考文獻29第二章壓電器件的制備技術及分析檢測562.1主要實驗原料及試劑
562.2主要實驗設備562.3樣品制備582.3.1純PA11粉體的制備582.3.1.1片狀和棒狀尼龍11粉體的制備582.3.1.2塊狀尼龍11粉體的制備582.3.2PA11BaTiO3壓電復合粉體的制備592.3.3PA11BaTiO3壓電復合球形粉體的制備592.3.4PA11及PA11BaTiO3粉體的SLS加工592.3.4.1棒狀和塊狀尼龍11粉體的SLS單層燒結實驗592.3.4.2PA11BaTiO3壓電復合粉體的SLS加工592.4測試和表征602.4.1掃描電鏡(SEM)602.4.2顆粒粒度粒形測試602.4.3休止角測試602.4.4堆積密度測試612.4.5FT4粉體流變儀測試612.4.5.1剪切測試612.4.5.2粉體的穩定性和流動速率測試612.4.5.3粉體的固結特性測試622.4.5.4粉體的透氣性測試622.4.5.5粉體的流化測試622.4.6積分球測試622.4.7紅外熱成像測試622.4.8尺寸精度622.4.9力學性能測試632.4.10X射線衍射(XRD)
632.4.11差示掃描量熱(DSC)632.4.12激光拉曼光譜(Raman)632.4.13傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)632.4.14X射線光電子能譜(XPS)642.4.15動態流變性能642.4.16孔隙率測試642.4.17介電性能測試642.4.18壓電性能測試65參考文獻66第三章不同粉體的流動和堆積特性及與激光的作用關系673.1引言67主要實驗原料及試劑683.2顆粒尺寸和幾何形狀對粉體流動和堆積特性的影響683.2.1粉體顆粒的粒徑及粒徑分布683.2.2粉體顆粒的微觀形貌693.2.3粉體顆粒的幾何特征703.2.3.1粉體顆粒的扁平度-球形度723.2.3.2粉體顆粒的圓角度-圓形度743.2.3.3粉體顆粒的固性773.2.4顆粒的幾何特征參數對粉體初始流動特性的影響773.2.4.1顆粒幾何特征參數對粉體初始流動特性的影響773.2.4.2顆粒幾何特征參數對粉體初始流動特性影響的理論分析823.2.5顆粒的幾何特征參數對粉體穩定性和流動動力學的影響853.2.6顆粒的幾何特征參數對粉體固結特性的影響
903.2.7顆粒的幾何特征參數對粉體透氣性的影響913.3粉體顆粒的尺寸和幾何形狀對激光燒結的影響923.3.1CO2激光器激光的特性923.3.2激光與物質間的相互作用933.3.2.1高分子粉體與激光的熱耦合933.3.2.2不同顆粒幾何特征的粉體對激光的吸收943.4顆粒的尺寸和幾何形狀對燒結件尺寸精度和力學性能的影響993.4.1顆粒的尺寸和幾何形狀對燒結件尺寸精度的影響993.4.2顆粒的尺寸和幾何形狀對燒結件力學性能的影響1003.5本章小結101參考文獻103第四章基于固相剪切碾磨和球形化技術制備適用于SLS加工的PA11BaTiO3壓電球形粉體1084.1引言1084.2固相剪切碾磨制備PA11BaTiO3復合材料的結構研究1094.2.1復合粉體及復合材料的微觀結構1094.2.2復合粉體的晶體結構1114.2.3復合粉體的熔融和結晶性能1124.2.4復合粉體的流變性能1134.2.5復合粉體的SLS加工性能1154.3PA11BaTiO3復合粉體的球形化1164.3.1球形化方法的提出1164.3.1.1高分子相分離機理分析
1164.3.1.2PA11和高沸點溶劑在高溫條件下界面張力的理論計算1184.3.1.3PA11熔體在高沸點溶劑A中球形化的機理1204.3.2PA11BaTiO3復合粉體球形化過程1214.3.3PA11BaTiO3復合粉體在高沸點溶劑A中的穩定性1224.3.4固含量對復合粉體球形化效果的影響1234.3.4.1復合粉體在不同固含量下的微觀形貌1234.3.4.2復合粉體在不同固含量下的球形度1244.3.4.3復合粉體在不同固含量下的圓角度-圓度1254.3.5溫度對復合粉體球形化效果的影響1264.3.5.1復合粉體在不同處理溫度下的微觀形貌1264.3.5.2復合粉體在不同處理溫度下的球形度1284.3.5.3復合粉體在不同處理溫度下的圓角度-圓度1284.3.6球化時間對復合粉體球形化效果的影響1294.3.6.1復合粉體在不同處理時間下的微觀形貌1294.3.6.2復合粉體在不同處理時間下的球形度1314.3.6.3復合粉體在不同處理時間下的圓角度-圓度1324.3.7球形化前后復合粉體的結構及形態1324.3.7.1球形化前后復合粉體的FTIR分析
1324.3.7.2球形化前后復合粉體的X-射線光電子能譜(XPS)分析1334.3.7.3球形化前后復合粉體的XRD分析1364.3.7.4球形化前后復合粉體的熔融及結晶行為1364.3.7.5球形化前后復合粉體的粒徑1374.3.7.6球形化后復合粉體的內部結構1374.3.8球形化前后復合粉體的流動和堆積特性1384.3.8.1球形化前后復合粉體的初始流動特性1384.3.8.2球形化前后復合粉體的穩定性和流動動力學的影響1404.3.8.3球形化前后復合粉體的固結特性1414.3.8.4球形化前后復合粉體的透氣性1414.3.8.5球形化前后復合粉體的流化特性1424.3.8.6球形化前后復合粉體的自由流動和堆積特性1434.3.9高填充量的PA11BaTiO3復合粉體的球形化1454.4PA11BaTiO3復合粉體的SLS加工及性能1464.4.1PA11BaTiO3復合粉體的SLS加工1464.4.2PA11BaTiO3復合材料的介電性能1474.4.3PA11BaTiO3復合材料的壓電性能1484.4.4PA11BaTiO3復合材料的力學性能
1494.5本章小結149參考文獻151第五章選擇性激光燒結制備PA11BaTiO3壓電制件1565.1引言1565.2SLS加工制備PA11BaTiO3壓電制件1565.2.1PA11BaTiO3壓電制件的制備1565.2.2壓電制件的電學信號輸出及采集原理1575.3調控激光能量密度優化PA11BaTiO3壓電制件的輸出性能1585.3.1不同激光能量密度下壓電制件的微觀結構1585.3.2不同激光能量密度下壓電制件的孔隙率1595.3.2不同激光能量密度下壓電制件的介電性能1605.3.3不同激光能量密度下壓電制件的開路電壓和短路電流1625.3.4不同加速度下壓電制件的開路電壓和短路電流1635.3.5壓電制件的電壓輸出機理1645.4通過結構設計優化PA11BaTiO3壓電制件的輸出性能1655.4.1多孔壓電制件的結構設計1655.4.2SLS制備的多孔PA11BaTiO3壓電制件的外觀質量1665.4.3SLS制備的多孔PA11BaTiO3壓電制件的輸出性能1675.4.4SLS制備的多孔PA11BaTiO3壓電制件的應用測試1695.5其它幾何結構的壓電制件的輸出性能
1695.5.1其它幾何結構的壓電制件的開路電壓和短路電流1695.5.2柱式結構的壓電制件的應用性能1705.5.3柱式結構的壓電制件的耐久性1715.6本章小結172參考文獻173第六章結論與展望175