单晶材料纳观尺度切削去除机理及亚表面损伤抑制方法研究

基本信息
批准号:51805371
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘冰
学科分类:
依托单位:天津商业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘美华,庞阔,张晓川,张宏儒,陈少轩
关键词:
损伤抑制纳米切削材料去除亚表面损伤在线观测
结项摘要

The revealment of material removal mechanism at nano scale and the establishment of subsurface damage suppression method have important influences on developing the controllable nano-cutting technology with high efficiency and low damage. Because the transient process of material removal is difficult to characterize, it is necessary to further study the nano-cutting mechanism. Therefore, several research contents are put forward as follows: 1) Based on the online observation technology by a scanning electron microscopy, the removal process of single crystal materials at nano scale could be observed during the nano-cutting tests. Explore the size effect in the process of nano-cutting, study the rule of synergistic action of cutting force, cutting edge and cutting thickness on the material removal behaviour. 2) Investigate the influence factors and distribution of the subsurface damage, such as crystalline evolution, phase transition, residual stress and micro cracks. so that the cutting parameters can be clear and definite to reduce the subsurface damage. Meanwhile, based on the mechanical model of nanoindentation, the extrusion model of nano-cutting will be established. 3) Adopt the method of combining the theoretical simulation and experiments, analyze the effect of ion implantation on the surface modification of single crystal material, and study the ion implantation parameters for maximum inhibition of subsurface damage. Moreover, establish the effective method and technology of ion implantation for suppressing the subsurface damage of single crystal materials. This project provides a reference and theoretical basis for improving the manufacturing integrity of nano-cutting, and has important theoretical and practical value.

纳观尺度材料去除机理的揭示和亚表面损伤抑制方法的建立对发展高效率、低损伤的可控纳米切削技术有重要影响。针对目前材料去除的瞬态过程不易表征、对切削机理研究不够深入的问题,提出如下研究内容:1)以扫描电子显微镜在线观测技术为手段,实时观察单晶材料在纳观尺度下的切削去除行为,探索纳米切削过程中的尺寸效应,研究切削力、刀具刃口、切削厚度对材料去除行为的协同作用规律;2)研究纳米切削过程中晶态结构演变、相变、残余应力、微裂纹等亚表面损伤的影响因素和分布规律,明确降低亚表面损伤的切削工艺参数,结合纳米压痕、断裂等成熟的力学模型,建立纳米切削推挤去除模型;3)采用理论模拟和实验相结合的方法,分析离子注入对单晶材料表面改性的影响规律,研究最大程度抑制亚表面损伤的离子注入参数,建立单晶材料纳米切削亚表面损伤的有效抑制方法与工艺。本项目为提高纳米切削制造完整性提供参考和理论依据,具有重要的理论和应用价值。

项目摘要

纳观尺度材料去除机理的揭示和亚表面损伤抑制方法的建立对发展高效率、低损伤的可控纳米切削技术有重要影响。针对目前材料去除的瞬态过程不易表征、对切削机理研究不够深入的问题,本项目研究了如下内容:1)以扫描电子显微镜在线观测技术为手段,实时观察单晶材料在纳观尺度下的切削去除行为,探索了纳米切削过程中的尺寸效应,研究了切削力、刀具刃口、切削厚度对材料去除行为的协同作用规律;2)研究纳米切削过程中晶态结构演变、相变、残余应力、微裂纹等亚表面损伤的影响因素和分布规律,明确降低亚表面损伤的切削工艺参数;3)采用理论模拟和实验相结合的方法,分析了离子注入对单晶材料表面改性的影响规律,明确了最大程度抑制亚表面损伤的离子注入参数,建立了单晶材料纳米切削亚表面损伤的有效抑制方法与工艺。本项目为提高纳米切削制造完整性提供参考和理论依据,具有重要的理论和应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.21.004
发表时间:2018
5

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018

刘冰的其他基金

批准号:41771038
批准年份:2017
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:21774136
批准年份:2017
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:31500165
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201622
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778433
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21802054
批准年份:2018
资助金额:25.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001021
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51378360
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81672836
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:41501220
批准年份:2015
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41001015
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31760051
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41471024
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:81872203
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81302506
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70972118
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:51202135
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81803012
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51508338
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21206200
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71302098
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51208448
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71203116
批准年份:2012
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301462
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91232718
批准年份:2012
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81000582
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000423
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41701322
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172447
批准年份:2011
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81771451
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81472205
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:31460139
批准年份:2014
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

UD-C/C复合材料切削材料去除机理及表面损伤抑制方法研究

批准号:51875473
批准年份:2018
负责人:单晨伟
学科分类:E0509
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
2

SiCp/Al复合材料超精密切削加工表面/亚表面损伤形成机理与抑制方法研究

批准号:51305284
批准年份:2013
负责人:王阳俊
学科分类:E0509
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

单晶脆性材料纳米切削表面损伤形成演变机理及关键技术的研究

批准号:51605327
批准年份:2016
负责人:赖敏
学科分类:E0509
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于并行耦合多尺度建模的混杂增强铝基复合材料切削亚表面损伤机理研究

批准号:51705362
批准年份:2017
负责人:刘畅
学科分类:E0509
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目