微波后處理SLS碳納米管/木塑強(qiáng)化機(jī)理及力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-12 02:13
選擇性激光燒結(jié)(Selected Laser Sintering,SLS)碳納米管(Carbon nanotube,CNT)/木塑復(fù)合材料由于燒結(jié)過程中燒結(jié)粉末的非致密堆積的特性而存在的孔隙率高、強(qiáng)度低等問題,限制其應(yīng)用范圍。為了進(jìn)一步提高強(qiáng)度,通常需要對(duì)CNT/木塑SLS制件進(jìn)行后處理工藝。而目前常用的SLS木塑復(fù)合材料后處理方法是滲蠟和滲樹脂,兩種方法雖能夠提高其力學(xué)性能,但工藝復(fù)雜、成本高。本文為解決CNT/木塑SLS制件的力學(xué)性能低、孔隙率高等問題,首次將微波處理工藝應(yīng)用到CNT/木塑SLS制件中,創(chuàng)新性地提出一種工藝簡單、低能耗、低成本的后處理方法,用于提高CNT/木塑SLS制件的力學(xué)性能。本文以力學(xué)性能作為CNT/木塑SLS制件微波處理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),分別對(duì)PES基體、木塑復(fù)合材料、CNT/木塑復(fù)合材料進(jìn)行微波處理,得出微波處理的強(qiáng)化機(jī)理。結(jié)果表明微波處理時(shí)間為2s時(shí),CNT/木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大提升,而相同條件下微波處理的不含CNT的聚合物與木塑復(fù)合材料性能都幾乎沒有變化。為進(jìn)一步優(yōu)選CNT/木塑SLS制件微波處理的工藝參數(shù),探究不同微波處理時(shí)間、功率對(duì)CNT/木塑復(fù)...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2?PES粉末SEM照片??
?2?CNT/木塑復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)方法???2?CNT/木塑復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)方法??2.1激光燒結(jié)粉末的制取??2.1.1試驗(yàn)用原始材料??(1)木粉原材料:實(shí)驗(yàn)選用新泰開發(fā)區(qū)材料有限公司提供的松木粉作為填充材料,??松木粉呈淡黃色,尺寸約為45?90(im。松木粉末掃描電鏡(ScanningElectronMicroscope,??SEM)照片如圖2-1所示。圖2-1?(a,b)分別為木粉放大100倍和500倍的微觀組織照??片,在圖中可以清晰的看到松木粉呈大小不一的纖維狀。??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-1松木粉末SEM照片??(2)聚釀砜樹脂粉末(Polyethersulfone,PES)原材料:實(shí)驗(yàn)選用安徽天念材料科技??有限公司提供的聚醚砜樹脂粉末作為基體材料,聚醚砜粉末呈白色,尺寸為0-5叫m。??聚醚砜樹脂SEM照片如圖2-2所示。圖2-2?(a.b)分別為聚醚砜樹脂粉末放大100倍和??500倍的微觀組織照片,在圖中可以清晰的看到聚醚砜樹脂粉末呈不規(guī)則的橢圓形,表??面凹凸不平,顆粒大小不均勻。??■國??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-2?PES粉末SEM照片??-9-??
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???本文試驗(yàn)中,復(fù)合材料均由機(jī)械混合而成,為更好的探宂各組分之間的關(guān)系,將聚??醚砜樹脂粉末放入2500Y高速多功能粉碎機(jī)攪拌lmin,并觀察其顆粒形貌。如圖2-3?(a,??b)分別為機(jī)械混合lmin后聚醚砜樹脂粉末放大100倍和500倍的微觀組織照片。在圖??中可以看出機(jī)械攪拌后,聚醚砜樹脂粉末呈不規(guī)則長方形,顆粒大小不一,且表面凹凸??不平。??國圓??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-3攪拌后PES粉末SEM照片??(3)碳納米管原材料:實(shí)驗(yàn)選用中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所提供的CNT粉末作為??增強(qiáng)體,CNT粉末呈黑色,平均直徑約為50nm,長度約為5-l(Vm,純度大于95%。圖??2-4為CNT粉末放大2000倍的微觀組織照片,在圖中可以清晰的看到CNT聚集在一起??形成不規(guī)則的楠圓形。??圖2-4?CNT粉末2000倍SEM照片??(4)石墨烯原材料:實(shí)驗(yàn)選用中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所提供的石墨烯粉末作為增??強(qiáng)體,石墨烯呈黑色,長度0.55-3.74卜im,純度大于99%。圖2-5為石墨烯粉末放大1000??倍的微觀組織照片。??-10-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]增材制造技術(shù)——現(xiàn)狀與未來[J]. 盧秉恒. 中國機(jī)械工程. 2020(01)
[2]選擇性激光燒結(jié)覆膜砂后處理強(qiáng)化工藝研究[J]. 楊偉,曾大新,姚武李. 特種鑄造及有色合金. 2019(12)
[3]微波加熱制備無機(jī)保溫材料及其性能研究[J]. 張貝貝,吳琳,于奕峰,景治嬌,甄秀春,姜義軍,陳愛兵. 化工新型材料. 2019(06)
[4]選擇性激光燒結(jié)石墨件后處理工藝研究[J]. 黃才華,彭建輝,任超群,鐘紀(jì)紅,王亞迪,吳海華. 應(yīng)用激光. 2019(01)
[5]不同石墨烯-碳納米管雜化體系對(duì)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料力學(xué)和自修復(fù)性能的增強(qiáng)機(jī)制[J]. 高飛龍,李永存,欒云博,薛志成,郭章新,張祺,吳桂英. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的微波吸收性能研究[J]. 賈琨,李克訓(xùn),張澤奎,谷建宇,馬江將,王東紅,喬妙杰. 功能材料. 2018(02)
[7]微波的特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 余秀玲,熊建. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018(04)
[8]微波加熱技術(shù)在材料制備中的研究進(jìn)展[J]. 萬子岸,高飛,王輝,張兆前,趙小萱,楊明華. 現(xiàn)代化工. 2017(12)
[9]選擇性激光燒結(jié)碳納米管/木塑復(fù)合材料力學(xué)性能研究[J]. 方靜,張?jiān)弃Q,劉爍,李健,郭艷玲. 塑料工業(yè). 2017(09)
[10]基于木塑SLS的圖片轉(zhuǎn)浮雕模型3D打印及后處理研究[J]. 李健,趙一錦,趙永政,郭艷玲. 森林工程. 2017(04)
博士論文
[1]粉末激光燒結(jié)快速成型工藝及后處理涂層研究[D]. 龐國星.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2009
碩士論文
[1]木塑復(fù)合材料選擇性激光燒結(jié)實(shí)驗(yàn)與后處理研究[D]. 姜?jiǎng)P譯.東北林業(yè)大學(xué) 2011
[2]碳化硅陶瓷的SLS成形及后處理研究[D]. 徐文武.華中科技大學(xué) 2007
[3]激光燒結(jié)的高分子粉末及其成型工藝的研究[D]. 黎志沖.華中科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3489992
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2?PES粉末SEM照片??
?2?CNT/木塑復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)方法???2?CNT/木塑復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)方法??2.1激光燒結(jié)粉末的制取??2.1.1試驗(yàn)用原始材料??(1)木粉原材料:實(shí)驗(yàn)選用新泰開發(fā)區(qū)材料有限公司提供的松木粉作為填充材料,??松木粉呈淡黃色,尺寸約為45?90(im。松木粉末掃描電鏡(ScanningElectronMicroscope,??SEM)照片如圖2-1所示。圖2-1?(a,b)分別為木粉放大100倍和500倍的微觀組織照??片,在圖中可以清晰的看到松木粉呈大小不一的纖維狀。??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-1松木粉末SEM照片??(2)聚釀砜樹脂粉末(Polyethersulfone,PES)原材料:實(shí)驗(yàn)選用安徽天念材料科技??有限公司提供的聚醚砜樹脂粉末作為基體材料,聚醚砜粉末呈白色,尺寸為0-5叫m。??聚醚砜樹脂SEM照片如圖2-2所示。圖2-2?(a.b)分別為聚醚砜樹脂粉末放大100倍和??500倍的微觀組織照片,在圖中可以清晰的看到聚醚砜樹脂粉末呈不規(guī)則的橢圓形,表??面凹凸不平,顆粒大小不均勻。??■國??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-2?PES粉末SEM照片??-9-??
?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???本文試驗(yàn)中,復(fù)合材料均由機(jī)械混合而成,為更好的探宂各組分之間的關(guān)系,將聚??醚砜樹脂粉末放入2500Y高速多功能粉碎機(jī)攪拌lmin,并觀察其顆粒形貌。如圖2-3?(a,??b)分別為機(jī)械混合lmin后聚醚砜樹脂粉末放大100倍和500倍的微觀組織照片。在圖??中可以看出機(jī)械攪拌后,聚醚砜樹脂粉末呈不規(guī)則長方形,顆粒大小不一,且表面凹凸??不平。??國圓??(a)放大100倍?(b)放大500倍??圖2-3攪拌后PES粉末SEM照片??(3)碳納米管原材料:實(shí)驗(yàn)選用中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所提供的CNT粉末作為??增強(qiáng)體,CNT粉末呈黑色,平均直徑約為50nm,長度約為5-l(Vm,純度大于95%。圖??2-4為CNT粉末放大2000倍的微觀組織照片,在圖中可以清晰的看到CNT聚集在一起??形成不規(guī)則的楠圓形。??圖2-4?CNT粉末2000倍SEM照片??(4)石墨烯原材料:實(shí)驗(yàn)選用中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所提供的石墨烯粉末作為增??強(qiáng)體,石墨烯呈黑色,長度0.55-3.74卜im,純度大于99%。圖2-5為石墨烯粉末放大1000??倍的微觀組織照片。??-10-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]增材制造技術(shù)——現(xiàn)狀與未來[J]. 盧秉恒. 中國機(jī)械工程. 2020(01)
[2]選擇性激光燒結(jié)覆膜砂后處理強(qiáng)化工藝研究[J]. 楊偉,曾大新,姚武李. 特種鑄造及有色合金. 2019(12)
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[4]選擇性激光燒結(jié)石墨件后處理工藝研究[J]. 黃才華,彭建輝,任超群,鐘紀(jì)紅,王亞迪,吳海華. 應(yīng)用激光. 2019(01)
[5]不同石墨烯-碳納米管雜化體系對(duì)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料力學(xué)和自修復(fù)性能的增強(qiáng)機(jī)制[J]. 高飛龍,李永存,欒云博,薛志成,郭章新,張祺,吳桂英. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的微波吸收性能研究[J]. 賈琨,李克訓(xùn),張澤奎,谷建宇,馬江將,王東紅,喬妙杰. 功能材料. 2018(02)
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[8]微波加熱技術(shù)在材料制備中的研究進(jìn)展[J]. 萬子岸,高飛,王輝,張兆前,趙小萱,楊明華. 現(xiàn)代化工. 2017(12)
[9]選擇性激光燒結(jié)碳納米管/木塑復(fù)合材料力學(xué)性能研究[J]. 方靜,張?jiān)弃Q,劉爍,李健,郭艷玲. 塑料工業(yè). 2017(09)
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[1]粉末激光燒結(jié)快速成型工藝及后處理涂層研究[D]. 龐國星.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2009
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[1]木塑復(fù)合材料選擇性激光燒結(jié)實(shí)驗(yàn)與后處理研究[D]. 姜?jiǎng)P譯.東北林業(yè)大學(xué) 2011
[2]碳化硅陶瓷的SLS成形及后處理研究[D]. 徐文武.華中科技大學(xué) 2007
[3]激光燒結(jié)的高分子粉末及其成型工藝的研究[D]. 黎志沖.華中科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3489992
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