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文档简介

1、针对铜基复合材料的导热性能及CNTs较难在铜基体中均匀分散的问题提出了一种新的合成方法,即注射成型。先把功能化的CNTs分散在石蜡中,再采用注射成型技术。材料:Cu粉(粒径15-20微米) 热塑性油基粘结剂(PW、Polyethylene, PE; Stearic Acid, SA)工艺过程结果The measured thermal conductivities showed remarkable increase of 11% with addition of 1 vol.% MWNTs, and slight decrease at 5 and 10 vol.%MWNTs compare

2、d to the value of pure sintered Cu利用“颗粒辅助自动机械剥离技术”制备大量的少层石墨烯与纳米和亚微米铜复合粉体,再将复合粉体进行电火花烧结即得到少层石墨烯增强的铜基复合材料。实验流程结果可以发现断口处存在许多被拉断的少层石墨烯,有的石墨烯仍然嵌在基体中,有的已经被整个拽了出来。石墨烯的直径尺寸在 20um左右 复合材料中存在两种特征组织,一种是正常的复合相,即少层石墨烯随机分散在铜基体中,另一种是球形组织,即少层石墨烯包裹的铜颗粒的团聚物。结论(1)经过压缩和拉伸性能测试,发现复合材料的压缩屈服强度明显高于碳纳管增强铜基复合材料的压缩屈服强度,比普通纯铜高约3

3、00MPa;但拉伸屈服强度要比碳纳米管增强铜基复合材料差,比普通纯铜高60MPa 左右。 (2)复合材料的电阻率与普通纯铜在一个数量级,但相比于普通纯铜有所升高;复合材料的密度也比普通纯铜低;复合材料的耐腐蚀性能比普通纯铜差,C/CuMN-8h 复合材料比 C/CuMN-32h 复合材料的耐腐蚀性能好;C/CuMN-8h 复合材料的平均线膨胀系数相比于普通纯铜有所降低。 粘结剂粘结剂是MIM技术的核心,在中粘结剂具有增强粉体流动性和维持坯块形状的两个基本职能。不同的粉末注射成形工艺,主要是粘结剂成 分以及脱粘技术不同。组成 一至两种流动性好的低分子组元 一种以上的高分子组元 少量必要的添加剂和

4、表面活性剂体系:热塑性体系(石蜡基、油基和聚合物基)、凝胶体系、 热固性体系和水溶性体系。 水溶性粘结剂用水作溶剂,不需要有毒的有机溶剂来脱脂,不污染环境,可以使脱脂过程由外及里推进, 可以有效地提高脱脂速率。传统的粘结剂在热脱脂过程中,由于几乎是成形坯内外同时分解, 脱脂速率极慢,往往需要数十小时甚至数天,加快热脱脂速度往往会造成鼓泡和开裂等无法弥补的缺陷。水溶性粘结剂易实现GO在粘结剂中均匀分布。 Debinding behaviour of a water soluble PEG/PMMA binder for Ti metal injection moulding , Material

5、s Chemistry and Physics,2013Titanium powder is formulated with PEG, PMMA and stearic acid (SA) to formulate titanium feedstock. 水溶性粘结剂是20世纪90年代开发出来的一类很有前途的体系是从“固态聚合物溶液”(SPS)体系中发展起来的。粘结剂主要由低分子量的固态结晶化学物质构成再加入少量高分子量的聚合物。结晶化学物质住受热时熔化,并将聚合物溶解,在其重结晶温度下溶液变为固态。其典型的配方为70乙酰苯胺+20聚苯乙烯+10硬脂酸,脱脂溶剂为乙醇,溶解脱脂时间为2h。Ch

6、un等人又开发了一种以水作溶剂的SPS体系,配方为70聚乙二醇(PEG)+30苯氧基树脂或70PEG+25有机玻璃(PMMA)+5氧化乙烯蜡(0PEwl脱脂时间为710h。但这种体系存在混合时间长、脱脂慢、溶胀等缺陷后来Anwar和Bakall作了改进,采用悬浮聚合得到超高分子量的粉状PMMA(分子量106)配合以特定的混合方式,解决了变形问题使水脱脂温度可从室温升至6080脱脂时间从16h降至23h,而且制备出了较高尺寸精度的产品。Hens等另辟蹊径,用PEG与可交联的聚乙烯缩丁醛(PVB)于脱脂前或部分脱脂后用紫外光固化,也控制了变形。Bialo发展了另一类水溶性体系,以聚氧化乙烯(PEO

7、)为水溶性成分,成形坯只需在水中浸泡6070min就可脱除大部分PEO。其典型配方为76PEO+23PEW+1SA, 水溶性粘结剂体系80聚乙二醇PEG+20聚甲基丙烯酸甲酯PMMA70聚乙二醇+30苯氧基树脂70聚乙二醇+25聚甲基丙烯酸甲酯+5氧化乙烯蜡98苯胺+2石蜡92改性聚甲醛+8非催化性成分聚乙二醇PEG+聚甲醛POM 粘结剂存在吸水问题,混合较难,产品尺寸精度还不高。 一种新型水溶性金属注射成形用粘结剂的研制, 李海普 钟宏 祝爱兰,粉末冶金技术,2006, 24(4)根据粘结剂在MIM中的功能和状态,可知符合需求的水溶性组元应具备以下物性: 1.常温下为固态,注射温度下为液态且

8、黏度低, 2.容纳金属粉末能力强但不腐蚀金属, 分解温度高于注射温度, 3.易溶于水,与其它物质特别是高分子物质的相容性好, 成本低材料:PEG 、 POM、 PMMA、 SA 、 DOP 、 BHT 增塑剂DOP(邻苯二甲酸二辛酯):改善粘结剂组分间的相容性及减小黏度 表面活性剂SA(硬脂酸):增加粘结剂组分对金属粉末的润湿性 抗氧剂BHT(丁基化羟基甲苯):防止聚乙二醇被氧化 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA为实验室自制,采用悬浮聚合得到实验内容1、进行溶度参数计算及溶解试验以确定组元间的相溶性只有当高聚物与溶剂的溶度参数差值 小于1. 5 时, 两者才有可能相溶。2、混合实验 (固定PEG的质量分数为75%)结论: 1、PEG - POM 混合物相容性好、流动性、冷却强度好但水溶性差; 在PMMA 分子量适中时,PEG -PMMA 混合物相容性、 冷却强度和水溶性都较好,但流动性稍差, 适宜的PMMA 分子量范围为 (40.7-98.4 ) X 104 , 最佳分子量为98. 4 104 。 2、PEG - POM - PMMA 三元系,兼

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