消失模鑄造具有生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分型困難鑄件的優(yōu)勢(shì),但澆注時(shí)泡沫模樣受液態(tài)金屬高溫影響熱解吸熱,生成大量產(chǎn)物易形成多相紊流區(qū)阻礙充型、改變前沿金屬成分,導(dǎo)致鑄造缺陷的產(chǎn)生。為更深入了解消失模泡沫熱解對(duì)鑄造充型過(guò)程影響規(guī)律,需掌握消失模泡沫的熱解特性與機(jī)理。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算對(duì)典型泡沫材料EPS（聚苯乙烯）與St-MMA（聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚料）的熱解熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行研究,探明消失模泡沫熱解反應(yīng)機(jī)理。首先,進(jìn)行了消失模泡沫熱解熱力學(xué)特性的研究。觀察消失模泡沫在熱作用下形貌演變情況,發(fā)現(xiàn)兩種消失模泡沫發(fā)生收縮塌陷,并且熔融溫度不同;利用差示掃描量熱法DSC研究泡沫多態(tài)吸熱機(jī)制,EPS泡沫熱解氣化溫度高于St-MMA泡沫,且EPS泡沫與St-MMA泡沫熱解吸熱量分別為706.71 J/g與605.28 J/g。其次,進(jìn)行了消失模泡沫熱解與熱氧化分解動(dòng)力學(xué)特性的研究。發(fā)現(xiàn)兩種泡沫材料在有氧與無(wú)氧氣氛下分解行為存在差異,無(wú)氧環(huán)境會(huì)抑制EPS泡沫初始分解、促進(jìn)St-MMA泡沫初始分解;利用等轉(zhuǎn)化率法與模型擬合法對(duì)消失模泡沫熱解與熱氧化分解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行計(jì)算,得到兩種泡沫材料在不同環(huán)境氣氛... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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同步熱分析儀STA449F3

熱 DSC 法主要是通過(guò)被測(cè)物與參比物在程序溫度變化過(guò)程中對(duì)應(yīng)的熱流率變化，可以對(duì)于熱效應(yīng)有關(guān)的物理化學(xué)變化進(jìn)用在確定物質(zhì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、分析熱穩(wěn)定性、計(jì)算熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)采用的同步熱分析儀，其溫度范圍在-150°C 至 2400°C 50 K/min，具有 2 路吹掃氣與 1 路保護(hù)氣。本文研究使用的為惰性氣氛 N2氣氛，以研究不同種類消失模泡沫熱解過(guò)程重分析儀 TG 分析儀主要功能是測(cè)定設(shè)定程序溫度變化下被測(cè)樣品隨從而獲得質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的變化情況，可以應(yīng)用在測(cè)定被過(guò)程、物質(zhì)分解反應(yīng)溫度、反應(yīng)產(chǎn)物變化、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等場(chǎng)

有機(jī)產(chǎn)物可能會(huì)卷入金屬液中，對(duì)金屬液的成分產(chǎn)生影響。然而，由于整個(gè)充型程處在溫度極高環(huán)境中，不利于直接測(cè)定消失模泡沫熱解產(chǎn)物，所以采取環(huán)境條相似的理論實(shí)驗(yàn)對(duì)泡沫熱解過(guò)程進(jìn)行研究。目前為止，關(guān)于消失模泡沫熱解產(chǎn)物研究主要利用氣相色譜法進(jìn)行成分鑒但是，由于氣相色譜 GC 的定性只能通過(guò)不同物質(zhì)的保留時(shí)間作為定性的方法，產(chǎn)物成分未知情況下，很難對(duì)混合物產(chǎn)物進(jìn)行定性。此外，目前消失模鑄造主要的兩種泡沫材料是聚苯乙烯 EPS 和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚料 St-MMA。在溫材料、廢棄物降解中對(duì)聚苯乙烯 EPS 泡沫熱解產(chǎn)物研究較多，但少見針對(duì)消失鑄造用聚苯乙烯 EPS 泡沫的機(jī)理研究。而對(duì)于共聚料 St-MMA 泡沫的研究更加見，鑒于共聚料 St-MMA 吸熱量小、產(chǎn)物分子量小容易逸出、殘留碳少等優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件時(shí)對(duì)其的需求增加，因此需要對(duì)兩種常用的鑄造用泡沫材料的熱反應(yīng)進(jìn)行更加詳細(xì)的機(jī)理研究。


本文編號(hào)：2990047