[00130457]切削纤维多孔金属制造、性能及作用机理研究

多孔金属材料由于具有优良结构和功能特性,在航空航天、国防军工、高端装备、新能源与节能等领域具有广泛的应用。本项目提出以切削加工金属纤维为原材料,利用低温烧结技术形成高孔率大孔径的金属纤维烧结板,将其作为催化反应载体、吸液芯结构等,明显提升制氢微反应器和环路热管的性能。项目的主要科学研究工作如下： （1）针对金属纤维宏微观性能及其微观尺度要求,设计出独特的多齿刀具（具有大刃倾角）,提出“一刀多纤”车削加工方法获得具有不同表面形貌特征的多根连续型微细金属纤维,阐述了微细金属纤维的高效加工成形新机制。提出模压/低温固相烧结复合技术实现大孔隙率范围的多孔金属纤维烧结板制造成形,发现多孔金属纤维烧结板中纤维连接机理,探明了纤维表面微结构高表面能驱动下的物质迁移的新规律。 （2）提出利用Micro-CT断层扫描技术获得多孔金属纤维烧结板内部三维图像数据,采用相关算法实现对多孔金属纤维烧结板内部结构的三维模型重构新方法;探明了多孔金属纤维烧结板的力学变形过程的变形、屈服、断裂机制,确定了纤维多孔材料的拉伸、压缩、剪切、弯曲力学性能统一的标准测试准则。 （3）开发出多孔金属纤维烧结板具有高孔隙、大孔径、高比表面的结构特征,将其作为催化反应载体应用于制氢微反应器、作为吸液芯结构应用于环路热管等,揭示了三维网状孔隙结构的传质传热特性,阐明了多孔金属纤维烧结板的增强反应机理,显著提升了制氢微反应器和环路热管的性能。