【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及異質(zhì)材料連接，具體涉及一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、金屬與聚合物材料的連接在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中起著至關(guān)重要作用。例如，在航空航天及汽車制造領(lǐng)域，金屬-聚合物連接技術(shù)不僅能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化，還可用于惡劣極端工況的密封。隨著對異質(zhì)材料連接性能要求的日益提高，傳統(tǒng)的機械連接、膠接等方法已很難滿足要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)及其制備方法，以解決金屬與聚合物材料連接采用機械連接、膠接等傳統(tǒng)連接方法存在連接強度和密封性不能滿足特殊工況要求的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，提供一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，包括：
3、溝槽，開設(shè)于金屬材料的界面；
4、多個曲連體心立方晶格，多個所述曲連體心立方晶格形成于所述溝槽內(nèi)，多個所述曲連體心立方晶格沿所述溝槽的長度方向連續(xù)設(shè)置，所述曲連體心立方晶格包括四根立桿和四個圓弧桿，所述四根立桿呈矩陣式排布，所述圓弧桿的兩端連接于所述立桿的相對兩端，所述四個圓弧桿的弧頂處連接在一起，聚合物材料的界面粘接于所述金屬材料的界面，所述聚合物材料的界面形成有填充凸楞，所述填充凸楞填充于所述溝槽中且包覆于所述多個曲連體心立方晶格。
5、進一步的，所述立桿的高度適配于相鄰的圓弧桿的弦長。
6、進一步的，所述四個圓弧桿的連接處位于所述曲連體心立方晶格的幾何中心。
7、進一步的
8、進一步的，所述溝槽的數(shù)量為多個。
9、進一步的，多個所述溝槽沿所述金屬材料的界面的長度方向間隔設(shè)置和/或多個所述溝槽沿所述金屬材料的界面的寬度方向間隔設(shè)置。
10、本專利技術(shù)提供一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：
11、于金屬材料的界面開設(shè)溝槽，并于所述溝槽內(nèi)形成多個曲連體心立方晶格；
12、將聚合物材料熔融并壓鑄于所述金屬材料的界面上，所述聚合物材料填充于所述溝槽中且包覆于所述多個曲連體心立方晶格以固結(jié)形成填充凸楞。
13、進一步的，所述多個曲連體心立方晶格采用增材制造技術(shù)打印形成。
14、本專利技術(shù)的有益效果在于，本專利技術(shù)的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)是基于甲蟲外骨骼鞘翅的內(nèi)側(cè)縫合線，提出的一種用于異質(zhì)材料連接界面的溝槽填充曲連體心立方晶格密封結(jié)構(gòu)：把甲蟲鞘翅內(nèi)側(cè)縫合線的橢圓幾何機制運用于晶格設(shè)計中，將體心立方晶格的直連方式改為用經(jīng)過中心點的曲線連接，并使用垂直支桿再次連接拉伸方向的節(jié)點，從而形成一種新的晶格結(jié)構(gòu)--曲連體心晶格。
15、為了進一步提高異質(zhì)材料的連接界面的密封性能，將曲連體心晶格結(jié)構(gòu)放置于溝槽內(nèi)，一方面通過晶格結(jié)構(gòu)提高連接強度，另一方面通過溝槽結(jié)構(gòu)進一步提高結(jié)構(gòu)的整體密封性能，最終實現(xiàn)密封和連接強度的綜合性能最優(yōu)。
16、本專利技術(shù)的曲連體心晶格結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)異質(zhì)材料連接強度的主要功能微結(jié)構(gòu)，溝槽結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)異質(zhì)材料連接密封性能的主要功能微織構(gòu)，在金屬結(jié)構(gòu)上設(shè)置貫通式溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽截面形狀可為矩形或燕尾型。
17、本專利技術(shù)的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)在制備時，先采用增材制造技術(shù)打印帶有表面分布有溝槽并填充曲連體心立方晶格微結(jié)構(gòu)的金屬材料，然后將聚合物材料熔融，壓鑄到金屬材料的界面上，聚合物材料在溝槽內(nèi)的部分形成與金屬金屬材料相配合的榫頭結(jié)構(gòu)，兩者結(jié)合形成一種金屬-聚合物互鎖榫卯結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高連接強度和良好密封性能。
18、本專利技術(shù)的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)通過調(diào)整曲連體心立方晶格結(jié)構(gòu)中桿的直徑或整體胞元大小調(diào)整結(jié)構(gòu)整體連接強度。
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1.一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立桿的高度適配于相鄰的圓弧桿的弦長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述四個圓弧桿的連接處位于所述曲連體心立方晶格的幾何中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個曲連體心立方晶格呈多排設(shè)置，多排曲連體心立方晶格沿所述溝槽的寬度方向設(shè)置和/或所述多排曲連體心立方晶格沿所述溝槽的深度方向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝槽的數(shù)量為多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個所述溝槽沿所述金屬材料的界面的長度方向間隔設(shè)置和/或多個所述溝槽沿所述金屬材料的界面的寬度方向間隔設(shè)置。
7.一種如權(quán)利要求1～6中任意一項所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述多個曲連體心立方晶格采用增材制造技術(shù)打印形成。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立桿的高度適配于相鄰的圓弧桿的弦長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述四個圓弧桿的連接處位于所述曲連體心立方晶格的幾何中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于異質(zhì)界面連接的曲連體心晶格密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個曲連體心立方晶格呈多排設(shè)置，多排曲連體心立方晶格沿所述溝槽的寬度方向設(shè)置和/或所述多排曲連體心立方晶格沿所述溝槽的深度...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張橫，李澤雁，丁曉紅，高佳麗，
申請(專利權(quán))人：上海理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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