纳米晶复杂微构件的微米尺度铸造成形与凝固规律研究

微机械业已广泛应用于航空、航天、航海、生物工程、医疗、化工等领域，但现有的微机械加工技术生产成本高、周期长、材料去除率低，可加工尺寸范围窄，而且难以制备出三维复杂的微构件。本项目所研发的微铸造成形技术，则可一举克服前述弊端。可以低成本、大批量地高效制备从微米级到毫米级尺度的三维复杂纳米晶微构件，这一全新的微构件微细加工技术具有重要的学术研究价值和巨大的潜在经济效益。本项目拟率先深入系统地研究液态金属在微尺度三维复杂性腔内的传热、传质、充型流动和凝固规律，并对其进行相似物理模拟以及计算机数值模拟，深刻揭示微传热、微传质、微流动和微凝固的微观机制。在此基础上，确立微铸造成形的优化浇注系统，并制备出三维复杂的优质微铸件。深入研究微铸件显微组织演进和相转变规律，进而低成本、大批量地高效制备具有微米晶甚至纳米晶的三维复杂微铸件。此外，还拟重点深入分析微尺度效应对微铸件力学性能的影响规律及其微观机制。