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铝型材毕业论文设计

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铝型材毕业论文设计

焊接大专毕业论文提纲 以铝合金点焊为例: 第一部分:文献综述。 主要介绍焊接国内外发展现状,并能从中发现问题,提出问题,在哪些领域仍有技术问题,然后说明你做的研究主要就是用以解决这方面的问题的。 铝合金表面有硬度高熔点高的氧化物,点焊存在一定难度,质量难以保证。因而铝合金的焊接质量在线监测十分重要。 第二部分:论文正文。 质量监测主要有以下几种方式:焊接电压、电流,电极位移,电极压力,焊接声音,焊接热循环等等。 如何采集以上参数呢?首先需要传感器。以上各参数需要不同的传感器。数据采集使用单片机或者数据采集卡(你设计一个单片机采集程序或者数据采集卡的接口电路就足够一个毕业论文了)。 下一步对采集的数据进行分析整理。从采集来的数据中提取点焊缺陷信息,例如喷溅,未熔合等。 第三部分:结论。 对你的工作给出总结,对问题的解决情况加以说明。 最后,致谢。 对于专科毕业设计,整个过程中提取一小部分,就足够一个学生的工作量。

摘 要:电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能,熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织,可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等,从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律,对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用,本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟,对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究,并通过实验进行验证,从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明,数值模拟与试验结果吻合良好,为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词:数值模拟;金相组织 ;铝合金;电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右,能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是,铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用,铝合金 点焊的熔核形状不规则,尺寸大小不一,熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔,由于冷 却速度较快,熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面,吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究,将柱状晶组织变为等轴晶组 织,取得了良好的效果[1]。但是,该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算,得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,从微 观上改变焊接质量,对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,随着焊接研究的深入, 温度,相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 等人曾提出温度,相 变,热应力之间的耦合关系式, 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性,建立了相容的 TMM 模型,并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程,进行数值模拟时,考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,实现温度场和应力应变 场的耦合计算,揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下,接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 (1)预压阶段:在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜,形成物理触点,为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。(2)通电加热阶段:在热与机械力作用下形成塑性环、熔核,并 随着通电加热的进行而长大,直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始,由于边缘效应,使焊件接触面边缘 处温度首先升高,接着由于金属加热膨胀,接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象,而靠近电极的焊接区 金属散热较有利,从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区,其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续,电极与工件接触表面增加,表面金属的冷却增强,而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高,形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间,塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时,最终获得椭圆形液态熔核,周围是将熔核紧紧包围的塑性环。(3)冷却结晶阶段:使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同,熔核的凝固组织可有三种:柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快,若焊接参数选用不当,在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷,可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时,考虑其可作为轴对称问题,对等厚 板的焊接取l/4平面进行分析。为简化计算,本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的,假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的,假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流,材料的热物理性能随温度变化,忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分,共含1996个固体单元,2120个节点。被连接材料为6082铝合金, 板厚 mm,采用Cu~Cr合金电极,端部直径6 mm,端部曲面半径40 mm。 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数,在模拟中,材料的热物理性能除了密度和潜热外,其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热,模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容,以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金,该合金的组织比较简单,主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn,主要组织组成物为Mg2Si,Mg/Si比为,大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时,合金的抗蚀性好,但强度与成形性能低;当硅过量时,合金的强度高,但成形性能及焊 接性能较低,抗晶间腐蚀倾向稍好。 工艺参数 采用直流焊接电源,焊接电流为14 KA,电极压力为 KN,焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1: 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提,焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型,并应用有限元 软件的校正工 具,根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正;考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中,由热源传给焊件的热量,主要是以辐射和对流为主,而母材和焊接材料获得热能后, 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场,是以热传导为主,适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场,可以表示为: T  T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度,(x , y , z)是某点的坐标,t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为: 式中 c、ρ为材料的比热容、密度,T为温度场的分布函数,t为时间,kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数; Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中  是材料的热导率,n是边界表面外法线方向,α是表面换热系数,Ta是周围介质温度,Ts是物体表面 温度。 点焊相变组织的模拟 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变,在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9],即 式中  (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热,均为温度的函数。 在某一温度增量区间,所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加,即 式中:Aj为第j 相的相变潜热,V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ;n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ;n是材料中相的个数。 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟,主要通过铝合金的回复与再结晶原理,如图1。如果材料有经过温度循环,当 最高温度高于重结晶温度时,重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度,也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算: 等温反应动力学: 非等温反应动力学附加规律: 模拟计算结果 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l/4 平面所成的温度分布,再通过 sysweld 有限元软件,分别在熔核区 中心,熔合线,热影响区,母材组织上取四个固体单元,形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2,3 可以看出 在焊接过程中,熔核中心的最高温度可达 720℃,且长时间温度维持在 700℃左右;熔合线附近可达 600℃, 也长时间维持在这个温度;热影响区最高温度可达 500℃左右;而母材最高温度只达到 300℃左右。 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果,6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为:母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出, 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布,再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证,然后进行金相组织观察(试样用凯勒试剂浸蚀)。可以得到图 5-图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见,6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布,中间的小圆为熔核部分,外圆为热影 响区,外边即为母材,与模拟的相变结果(图 4 所示)完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理,通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态(固溶处理+自然时效)是经固溶、时效后的合金,其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下,铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程,对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃,焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织,其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相;图 7 为熔核中心组织,其内组织 主要为细小的等轴晶粒;图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织,靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒,靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒;图 9 为热影响区中心组织,其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知,在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃,可达 720℃左右,且比较长时间 的维持在 700℃,这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化,在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶, 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的,细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用,第二相质点越细小,数量越多,则阻碍晶粒长大的能力越强,所形成的晶粒也就越细小,且在熔核区 内合金元素溶入的比较多,在很大程度上阻碍了晶界的移动,焊接为快速加热,金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复,自扩散系数增加,使合金再结晶晶核增多,造成晶粒细小,所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒;由于点焊冷却速度较快,靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现,靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段, 晶粒生长方向与热流方向一致,有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相,应为晶粒长大区;6082 合金母材组织为板材组织,其析出相方向与板材成形方向一致,也有少量析出相呈三角形,在晶界上析出, 由于其含有 Cu,Mg,Al,Si,Mn 等合金元素,析出相比较复杂,主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织,所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区,其析出相明显比母材组织细小, 且没有方向性,但已经开始出现圆粒状,分布也比母材组织均匀,但还是有一部分为粗大的析出相,且呈 长条形,没有完成再结晶,由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区,晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织,运用sysweld的相变模拟原理,完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型,运用相变模拟软件,可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果,因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小,组织分布均匀而且弥散,热影响区有着比较明显的回复区,回复与再结晶 区和晶粒长大区,母材组织为板材组织,晶粒方向为轧制方向,且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术,它尚处于起步阶段,在理论上还存在着尚未澄清问题,另外在 计算方法上也有改进余地,其应用更接近空白,因此,有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索,以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献:赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析,焊接学报,1994(2):89~93. 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铝型材论文的参考文献

参考文献按在正文中出现的先后次序列表于文后;表上以“[参考文献]”(居中)作为 标识;参考文献的序号左顶格,并用数字加方括号表示,如[1]、[2]、„,以与正 文中的指示序号格式一致。 参照ISO 690及ISO 690-2,每一参考文献条目的最后均以“. ”结束。各类参考文献条目的编排格式及示例如下: 1 期刊(连续出版物)[序号] 析出责任者. 析出题名[J].刊名,出版年,卷号(期号): 起止页码2 专著[序号] 主要责任者. 书名[M]. 其他责任者(如编者、译者,供选择). 版本(第1版不写). 出版地:出版者,出版年:起止页码.3 报告[序号] 主要责任者.文献题名[R] .报告地:报告会主办单位,年份4 学位论文[序号] 责任者. 题名[D]. 学位授予地址:学位授予单位,年份.5 会议论文集(汇编)[序号] 析出责任者. 析出题名[A].编著者.文集名[C].(供选择项:会议名,会址,开会年.)出版地:出版者,出版年:起止页码.6 专利[序号] 专利申请者.专利题名[P] .专利国别:专利号,发布日期.7 国际、国家标准[序号] 标准代号,标准名称[S] .出版地:出版者,出版年.8 报纸文章[序号] 析出责任者. 析出题名[N].报纸名,年-月-日(版次)9 电子文献[序号] 主要责任者.电子文献题名[文献类型/载体类型] .电子文献的出版或可获得地址,发表或更新的日期/引用日期(任选).10 各种未定义类型的文献[序号] 主要责任者.文献题名[Z]. 出版地:出版者,出版年.

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机械工程论文参考文献

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王福.王颖伟.王慧峰,19991999年全国包装与食品加工技术研讨会

铝模板毕业设计论文5000字

每个学校字数限定要求不一样,要问学校老师大致是这样的本科5000-15000字之间 硕士20000-50000字之间 博士50000-150000字之间含博士后希望回答可以帮到你毕业论文写作技巧 第一条,先要围绕着论题去占有和选择材料。 也就是说,当你的论题已经确定以后,第一,围绕着立论去占有材料,多多益善的去看。有的论题是来自老师已经拟订好的题目。有相当一部分学生是自己确立论题的,先积累材料,再有论点。一旦立论确立了以后,再回过头来去占有材料。在占有材料方面跟我《基础写作》里讲的有相通的地方。第一要占有材料,占有研究对象的真实的材料。比如你要研究某个作家,某个阶段的几部作品,就将这几部作品拿来进行深入细致的研读,进一步来确定自己的论点。如果你的论文是报告类的,不是纯理论性的,用实验报告、调查报告、总结的形式来写论文的,那么你的调查材料、实验材料也要占有。 第二,要对研究对象的外延材料占有。 比如你要研究的是作家作品的话,那么你就要对作家写作的背景材料,包括政治经济背景、文艺思潮背景等。还有作家谈自己创作的材料,还有他人已经研究过的材料等。有了这些材料,你就可以做到知人论世,可以使自己在研究当中尽量公允,不带偏见。所以,充分占有材料,也就使你的论据更充分。这样你将来的论证就会更加深广。 第三,在有材料的基础上要选择材料。 决不能只要有材料就统统拉进来。这是你们写论文常出现的问题。比如让你写一万字,你可能写到五六万字。象刚才那个学生一样,写出六万字,太丰富了。把握不住自己的时候,可以让老师来帮助你,告诉你哪些能用,哪些不能用。多占有材料总比没有材料写不出来要好,因为删总是好删的。在材料多的情况下,你就选更好的材料。 2 、选择论文的类型。 第二项准备工作就是选择论文的类型。毕业论文的类型一是学术性论文,二是报告性论文。应用性比较少的科目来说比较容易做成学术型论文,比如对作家、作品的研究,对诗派的研究。应用性比较强的学科,比如教学领域、新闻领域、治疗科学和实验等,论文一般写成调查性的或总结性的,我将它概括为报告型论文。 杂志上发表的3000来字的论文,一般就是报告型的论文。报告型的论文主要是总结经验。不管是总结也好,报告也好,总之,最后是要总结出规律性的东西来。比如说,《新教材综合性学习的教学体会》有这样几条规律:综合性学习能够激发学生积极参与和主动学习;综合性学习能够激发学生的创造意识,培养学生的创造能力;综合性学习以课外学习为主,能加强课内外的结合,强化能力的培养;综合性学习能强化学生对语文学习的体验和认识,使学生的情感态度和价值取向朝着健康的方向发展。他的这几个体会是努力地从理论上探讨,说明它的意义。 大多数学生的论文都是学术型的,学术型的论文主要是对某一个专业领域的问题,经过充分的研究以后,用文字符号进行表达。这一类论文的基本要求是论者以自己所学的知识,对本专业的理论问题或实际问题进行探讨和研究。学术型的论文还可以细分为两种,一是论述性的论文,一是综述性的论文。所谓论述性的论文,最大的特点是以议论为主,有极强的理论色彩。它又可以分为立论型和驳论型。立论型就是正面树立自己的观点,驳论型就是批驳别人的观点。综述性的论文,在我们的大型报纸上和一些杂志很多。比如,2003年已经过了半年了,我们就可以对过去的半年时间里的小说进行综述。 如果是综述文学创作,就要对各种文体进行综述,如果进行小说综述,就要对半年来杂志报纸上发表的小说进行描述。这是一种综述型的,往往采用一种夹叙夹议的方式。两者比较而言,综述型的论文只要你的资料可以找到而且你有一定的概括能力,这种论文的撰写要比论述型的论文容易些。因为论述型的论文完全是议论型的,要求逻辑思维要好一些。另外,论证的深度还是有一定的讲究的。这还是本科生,那么研究生就更不用说了。论文类型的选择,主要是看论文的对象怎么样。如果是宏观的,我们就用综述性的面上的描述;如果是微观的,涉及到某一个具体的作家作品或某一个问题,我们就选择论述性的。如果我们自己学的专业应用性很强,比如说教学、新闻、农业、林业,建议大家写成报告型的论文,写成调查报告也行,写成总结性的报告也行,都可以。这一类文章,可以看看报刊杂志。如果是应用性比较强的学科,建议大家写成报告性论文,包括调查报告、总结和实验报告。有些实验报告就可以成为论文。这是第二条。 3 、要拟订 论文的写作提纲。 准备工作的第三条是一定要拟订论文的写作提纲。如果没有完整的写作提纲的话,逻辑思维就会出现偏差。这不同于散文创作。散文创作只是一个百字文或千字文,打个腹稿差不多就可以了。三千字的学年论文都要求打提纲,更不用说上万字的毕业论文了。把一个个提纲罗列出来,罗列出来以后看一下,总论点是什么,分论点是什么,围绕着总论点有几个分论点,分论点列出来了以后,一定要注意以纲带目,以目服纲这样的一个关系。把这个关系弄清楚了以后,它们之间是并列的关系还是主从关系、递进关系、因果关系,逻辑关系一定要搞清楚。这样你才能从提纲中感受到你的研究能力到底是怎么样。导师在辅导的时候,并不是要求你赶快把一篇稿子拿出来,而首先要求的是你跟老师交谈一下论题。当老师确定你的论题的大小和难易都比较合适的时候,就同意你去写提纲。所以第二次跟老师交换意见的时候,是跟老师交换一下对提纲的意见。当老师发现你的提纲根本不清楚,他就要负责把你的思路理清楚;最后确定下来你可以去写了,你就可以动手去写了。写的过程中,有可能你觉得要推翻原来的提纲重新写,如果出现这样的情况,一定要跟老师沟通一下,让老师给你看是否需要重新写提纲。不要做很多无用功,等到你的论文写完了以后再跟老师沟通,老师把你的论文枪毙,就等于你做了无用功。一定要把提纲拟好跟老师交流。 你的论文提纲的总论点和分论点之间的关系一定要清楚。你的每一个分论点需要采用哪些论据,都要在提纲里告诉老师。每一个分论点后要注明你的论证方法,或是比喻的方法,或是摆事实的方法,或是其他的什么方法。在《阅读鉴赏评论》中为了在论文提纲方面给大家以借鉴,我举出了王魁今先生的一篇关于对外汉语教学的论文的提纲。他的写作提纲,不妨你们借鉴一下。我引用了其中的一段,讲提纲的怎么拟制,在书的232 页。你们可以看一下他的提纲是怎么拟制的。通过这个提纲的拟制,你们写论文的时候就可以借鉴……少走一点弯路,你的提纲、材料等出来以后,就可以进行论文写作了。 4 、开始写论文的时候,要注意标题拟制。 第五个大问题的第三个小问题就是开始写论文的时候,要注意标题拟制。论文的标题拟制,一般是两个标题,如果是一个标题不太容易驾驭。一个标题往往是比较宏观一些。当然也可以用正标题来表示论题的观点,副标题表示研究的对象。但有的时候,一个标题就把你的论题就拉出来了。比如说《论司法活动的群众监督》,就把范围限制了。所以说,如果是一个标题一般就比较宏观。再比如说,《经济增长的差异与农业产品优势比较》,这是一个标题。还有一种是完整式标题。完整式标题是一个主标题,配一个副标题。一般来说,正标题是揭示论文的中心论点,副标题是表明你论述的范围和对象。比如说,《经济振兴的宣言书——论改革者》,中心论点和研究对象的范围就交代出来了。又比如,《向往光明,追求真善美——丰子恺哲学散文浅论》,论文的中心论点和研究对象也交代清楚,是完整标题。还有《叙事在模式与效果之间——论《老残游记》的叙事艺术》,观点摆到提纲里去出现。拟制标题要注意这么几点,一要贴切,二要醒目,三要简洁,四要新颖,这是论文题目的几个要求。 题目拟制好了以后,论文还要注意要写摘要,把整个论文的主要内容说一下。在论文的扉页上,先是题目,题目下面是摘要(也叫论文提要)。论文提要要写哪些内容呢?主要交代清楚选题的背景、理由,论文的观点和价值,简明扼要的揭示出来,便于读者(主要是导师、评委、编辑等)即使不阅读全文就可以获得最重要的信息。一般字数不超过全文的5%. 在摘要下面要有关键词。关键词把论文的主要观点用3 到5 个词提取出来。比如《经济增长差异与农业产品优势比较》的关键词就是经济增长、农产品比较优势、相关的分析、连动机制。第四个小问题要讲一下引言。引言把论文研究的理由、背景、价值等阐释出来。最后就写正文。写完论文后再修改,修改后请导师看。导师认可了以后论文就可以定稿了。一般的学生写两稿就差不多了,差的学生写上四五稿的也有。 (这是清华论文写作的讲座,看完后有用请赞,收集整理有手打不容易,谢谢!)

一般要求是1W左右,不过一般情况下完成一篇论文都有2W左右的字数

毕业论文的规格,也就是毕业论文的标准。这里讲毕业论文的规格或标准,主要是就毕业论文的质量方面而言的。至于一篇毕业论文究竟要多少字数,不同的学校有不同的规定。一般说来,一篇毕业论文需要有五千字以上。 有比较才有鉴别。为了更好地理解大学生毕业论文的规格,我们把与大学生毕业论文相近的几种论文作一番比较。大学生(主要是指本科生)在校期间一般要写两次论文,一次是大学三年级写的学年论文,另一次是大学临近毕业时写的毕业论文。此外,大学毕业后继续攻读硕士学位的研究生要写硕士学位论文,攻读博士学位的研究生要写博士学位论文。下面,我们把这四种论文的联系和区别作些分析说明。 学年论文、毕业论文、硕士学位论文和博士学位论文这四种论文是一种由浅入深的关系,它在学术水平上有区别,因而有不同的规格或标准。 1.学年论文。它是大学生在大学读了三年基础课,具备了一些基本知识之后,初次锻炼运用已有知识去分析和解决一个学术问题的能力。论文的题目不宜太大,篇幅不宜太长,涉及问题的面不宜过宽,论述的问题也不求过深。初学论文写作,主要是取得撰写论文的经验,初步掌握撰写论文的方法,为今后撰写毕业论文和学位论文奠定基础。在大学的前两年,基本上是听讲、看书、接受前人已有知识;而写论文,就不是听讲、看书、作笔记和汇总前人的知识了,而是要求自己运用前人的知识去解决一些前人没有解决的问题了。由于写学年论文是大学生初次学做的一件新工作,所以,撰写学年论文是在有经验的教师指导下进行的。 2.毕业论文。它是大学生在大学的最后一个学期,运用所学的基础课和专业课知识,独立地探讨或解决本学科某一问题的论文,它是在撰写学年论文取得初步经验后写作的,它的题目应该比学年论文大一点、深一点。其基本标准应该是:通过毕业论文,可以大致反映作者能否运用大学三四年间所学得的基础知识来分析和解决本学科内某一基本问题的学术水平和能力。当然,它的选题一般也不宜过大,内容不太复杂,要求有一定的创见性,能够较好地分析和解决学科领域中不太复杂的问题。大专毕业论文篇幅一般在五千字左右,本科毕业论文篇幅一般在六干字以上。大学本科毕业生的毕业论文,如果写得好,可以作为学士学位的论文。 3.硕士论文。这是攻读硕士学位研究生的学位论文,其学术水平比学士论文要高。它必须能够反映出作者所掌握知识的深度,有作者自己的较新见解。国家学位条例第五条规定,高等院校和科学研究机构的研究生,或具有研究生毕业同等学历的人员,只有在本学科上掌握坚实的基础理论和比较系统的专门知识,具有从事科研工作和专门技术工作的独立能力者,才可通过论文答辩,取得硕士学位。这就是说,硕士论文强调作者在学术问题上应有自己的较新见解和独创性,其篇幅一般要长一些,撰写前应阅读较多的有关重要文献。 4.博士论文。它是非常重要的科研成果。它要求作者必须在某一学科领域中具有坚实而深广的知识基础,必须有独创性的成果;它应有较高的学术水平和学术价值,能够对别人进行同类性质问题的研究和其他问题的探讨有明显的启发性、引导性,在某一学科领域中起先导、开拓的作用。

5000——8000字。一般来说,一篇本科毕业论文的字数要求就在5000—8000字之间,当然不同的学校可能要求有所出入。1、封面字数应在20以内;2、中文论文题目字数应在20以内;3、中文摘要一般为150-300字;4、正文:文理科毕业论文字数一般不少于4000字,工科、艺术类专业毕业设计字数一般不少于3000字。

铝土矿详查设计毕业论文

锂在原子能、飞机、导弹和宇航、冶金、石油及电器电子业等有广泛的用途。一般矿石中锂的最低工业品位为Li2O ~,而河南某铝土矿床含Li2O ~。要对它作出准确评价,必须查明它的赋存状态。

虽然锂的含量不低,但由于矿物嵌布粒度太细,其粒径大都小于,镜下鉴定未见锂的矿物,无法选取各种单矿物。而且锂的原子序数N=3,电子探针不能检测,这就使得用岩矿鉴定手段查明锂的赋存状态极为困难,而用赋存状态分析方法,基本上查清了两种类型矿石中锂的赋存状态。

(一)大样的配制

根据矿床的品位,取小样多个加权平均配矿。L1号样为铝土矿,L2号样为铝土矿的顶、底板(粘土矿),勘探队送来的是小样,要求两个大样的配矿组成见表。

表 铝土矿中Li2O试样组合及化学分析结果

表 铝土矿顶底板(粘土矿)Li2O试样组合及化学分析结果

将小样分别加工到粒径小于后,测定Al2O3、Fe2O3、SiO2、Li2O,结果列于表和表。按小样质量比例进行配样,充分混匀后,测定Al2O3、Fe2O3、SiO2、Li2O,结果列于表。

表 大样配矿分析结果(wB/%)

注:要求大样组成分析结果系勘探队所作。

从表结果可见,四项分析结果均吻合很好,说明配制得的两个大样具有很好的代表性。

(二)岩矿组成调查

根据岩矿鉴定资料,该矿床的矿石,主要由下列矿物组成:水铝石、高岭石、绢云母、水云母、绿泥石、褐铁矿、金红石、锐钛矿、榍石、锆英石和有机质等组成,没有发现锂的独立矿物。矿物的嵌布粒度很细,有水铝石、高岭石、绢云母、水云母等,其粒径均小于,只有个别片子中水铝石粒径为~。

(三)矿样全分析

根据矿物组成和元素组合情况选定了全分析项目,两个大样元素全分析的结果列于表。

表 大样全分析结果(wB/%)

注:因F为组成中阴离子,按氧化物计量,全量计算应作校正,每19%的F,校正-8%。

(四)矿物组成分析

根据大样的矿物组合,为测得这些矿物的矿物量,设计了硅、铝、钛、铁、钾、碳等元素的化学物相分析。其中硅的化学物相分析测定石英和总硅酸盐硅,铝的化学物相分析测定一水铝石、高岭石、绢云母和水云母。钛的化学物相分析测定金红石、锐钛矿和榍石。铁的化学物相分析测定碳酸盐铁和褐铁矿。钾的化学物相分析测定水云母和绢云母。碳的化学物相分析测定有机碳和碳酸盐。以矿物的特征元素含量,按实测或矿物理论组成计算得该矿物的矿物量。如有两个元素的化学物相分析数据,以测定精确度高的为准。某些可能以类质同象状态赋存在某一矿物中的元素则以测定各相中的合量来确定分配量,如锂、锰、镁等。

按特征元素的化学物相分析结果计算矿物量时所搭配的其他元素,各元素的总量必须与大样直接测得的该元素含量基本吻合。

两个大样的矿物组成明细表见表和表。表中锂的分配是按后述的方法专门测得的。由表中结果可见,在全分析精确测定的基础上求得的矿物组成也获得较精确的结果。

表 L1大样矿物组成明细表(wB/%)

①扣除氟校正。

所采用的六个元素的化学物相分析方法简述如下:

(1)硅的化学物相分析。试样加25mL H3PO4,在(25±10)℃(同时空白以温度计控制)保持12min,取下,冷却至150℃,加100mL 15g/L酒石酸、10mL氟硼酸,搅匀,过滤,洗涤,残渣为石英,滤液为硅酸盐中硅。

(2)铝的物相分析。按图分析流程进行。

(3)钛的化学物相分析。①金红石的测定:试样加 NaF,50mL HCl(2+1),沸水浴加热,过滤,洗涤。残渣中钛即为金红石的钛。②榍石的测定:试样在750℃灼烧30min,取出,冷却后转入烧杯,用30mL30g/L NH4HF2⁃HNO3(1+9)在沸水浴上浸取45min。测定滤液中钛,即为镉石的钛,残渣中钛为金红石和钛铁矿中钛。

(4)铁的化学物相分析。试样加100mL 100g/L NH4Cl⁃邻菲啰啉,加热微沸1h,过滤,滤液比色测定铁,为碳酸盐铁。总Fe3+(总铁⁃碳酸盐铁)即为褐铁矿中铁,其组成以 计。

表 L2大样矿物组成明细表(wB/%)

①扣除氟校正。

(5)钾的化学物相分析。取试样加50mLHCl(8+92),在沸水浴上加热20min,过滤(如此连续浸取两次,第二次作校正残渣中钾的溶解率),滤液测水云母相钾,残渣测绢云母相钾。

(6)碳的化学物相分析。先用磷酸溶样,非水滴定测定碳酸盐中CO2,另用燃烧法非水滴定测定总碳,差减计算得有机碳。

(五)锂的赋存状态分析

1.锂的赋存矿物初探

设计两个化学物相分析流程。一是铝的化学物相分析流程,将铝分成四相,即:三水铝石相,绿泥石+水云母相,高岭石+绢云母相,一水铝石相。二是钾的化学物相分析,将钾分为两相,即:水云母相,绢云母相。分相后,于每相中均测定锂,目的是为了解锂在哪一相中富集,为查定锂的赋存状态缩小范围。初探分析结果列于表和表。

表 用铝的物相分析初探锂的分配情况

表 用钾的物相分析初探锂的分配情况

从分析结果可见,钾主要赋存在高岭石和绢云母相中。

2.锂在高岭石和绢云母中的赋存状态分析

前节实验说明锂主要赋存在高岭石和绢云母中,那么这两种矿物中含锂多少?以什么状态存在?需要进一步查清。

(1)高岭石和绢云母分相溶解条件的试验。采用150g/L KOH⁃150g/L KCl作选择溶剂,利用高岭石易为热碱分解和钾离子的同离子效应,可将高岭石和绢云母分离。试样加50mL上述溶剂,加热微沸,这时高岭石溶解率为100%,绢云母溶解率约2%,一水铝石溶解率为~。

(2)高岭石的控制溶解分析。试样用40mL HCl(8+92)在沸水浴上浸取30min,以溶去水云母。绿泥石及可能存在的三水铝石,过滤,弃去滤液。残渣用150g/L KOH⁃150g/L KCl作控制溶解。每次加50mL溶剂,加热浸取30min,过滤,滤液定容后,测定Li2O(原子吸收法)、SiO2(钼蓝比色法)、Al2O2(络合滴定法)。残渣合并,同上再连续处理,共测定五次(最后残渣留作绢云母控制溶解分析之用)。结果列于表和表。将表中连续五次浸取并在每次的滤液中测Li2O、SiO2和Al2O3的累计浸取率作图(见图),得到三条基本重合的曲线。图说明SiO2·Al2O3和Li2O三者系浸取自同一矿物,五次合计值的w(SiO2)/w(Al2O3)比值(L1为,L2为)与高岭石的理论值w(SiO2)/w(Al2O3)比值基本吻合,这说明:①此相中浸出的SiO2和Al2O3属高岭石相。②锂在高岭石中呈均质状态分布。

表 L1高岭石控制溶解分析

注:高岭石理论值w(SiO2)/w(Al2O3)=。

表 L2高岭石控制溶解分析

图 高岭石掩制溶解分析曲线

(3)绢云母的控制溶解分析。取浸取高岭石后的残渣,作连续浸取。先每次用30mL HCl(2+8)⁃HF(2+98)在沸水浴上浸取30min,浸取两次,再每次用30mL HCl(2+9)⁃HF(5+95)在沸水浴上浸取40min,浸取两次。四次浸取液均同时测定Al2O3(络合滴定法)、K2O、Li2O(均为原子吸收法),结果及数据处理列于表和表。

表 L1绢云母控制溶解分析

注:绢云母理论值w(Al2O3)/w(K2O)/%=。

表 L2绢云母控制溶解分析

同高岭石控制溶解分析一节数据作图一样,以浸取顺序为Al2O3、K2O和Li2O的累计浸取率成图,也得到三条基本重合的曲线。图说明Al2O3、K2O和Li2O三者系浸取自同一矿物,从四次计算值的w(Al2O3)/w(K2O)比(L1、L2均为)与绢云母的理论w(Al2O3)/w(K2O)=完全吻合,说明:①此相中被浸出的Al2O3、K2O属绢云母相。②锂在绢云母中也呈均质状态分布。

图 绢云母的控制溶解分析曲线

(4)锂在高岭石和绢云母中的赋存状态描述。高岭石Al4[Si4O10](OH)8属层状结构的硅酸盐矿物,化学式中既无锂、也无可供锂类质同象置换的元素,而实验表明锂呈均质状态分布其中,这主要是由于粒径小于的高岭石对阳离子具有吸附能力,锂离子能被吸附于颗粒的周际和层间裂隙中。绢云母KAl2[AlSi3O10](OH、F)2也属层状结构硅酸盐矿物,其八面体层中的Al3+,有可能为Li+、Me2+所置换,而实验数据表明,锂呈均质状态分布而浸取液中w(Al2O3)/w(K2O)比与理论值一致,因此,锂在绢云母中既可能有类质同象置换状态,也可能以层间吸附状态存在。在L1样中,锂在高岭石中占,在绢云母中占,在水云母等中占。在L2样中,锂在高岭石中占,在绢云母中占,在水云母等中占。

(六)结论

用赋存状态分析研究了河南某铝土矿的矿样,铝土矿石(L1)和铝土矿的顶、底板(粘土矿)(L2)中锂的赋存状态。锂在两种矿石中均主要赋存在高岭石和绢云母中。L1样含Li2O ,在高岭石中占,在绢云母中占。L2样含Li2O ,在高岭石中占,在绢云母中占。锂在高岭石中主要呈Li+状态被吸附于该矿物颗粒的周际和层间裂隙中。锂在绢云母中则既可能以Li+和某个Me2+类质同象置换该矿物的八面体层中的Al3+,也可能以层间吸附状态存在。

1.新规范的主要特点

一是具有适应性。随着我国矿业权市场的兴起及铝工业的快速发展,在市场机制的配置下,铝土矿预查、普查、详查等阶段的地质勘查工作越来越多,新规范更具有适应社会主义市场经济对铝土矿勘查工作客观要求的属性。

二是具有继承性。原规范,除第十三条各级储量比例、第二十三条储量分类、第二十四条储量分级和级别条件、附录二工业品位、边界品位的经验回归方程,未并入新规范外,其余绝大部分内容均被新规范所继承,具有显著的继承性。

三是具有创新性。新规范将勘查类型的划分与判别引入了“类型系数”的新概念,使其矿床勘查类型的选择,可用量化判别标准。经对以往勘查的58个铝土矿和菱镁矿床进行验证,勘查类型的划分与判别之符合率达95%,说明该新规范试用的类型系数与量化判别标准具有创新价值。

四是具有实用性。新规范的资源量储量分类及类型条件与估算,体现了经济意义与可行性评价工作及地质可靠程度的有机结合,突出了经济意义,体现其实用性更强。

五是具有可操作性。新规范对每个勘查阶段均按地质研究、矿石质量研究、矿石加工技术条件研究、矿床开采技术条件研究和综合勘查、综合评价及控制程度等方面提出具体要求,可以为矿业权人对不同层次铝土矿勘查成果提供服务,使新规范更具有可操作性。

2.规范修订前后内容对比

规范修订前后在内容上有较大区别,具体见表5。

表5 铝土矿新规范与原规范内容对比表

续表

续表

3.几点说明

1)新规范的资源储量估算示意图。以沉积型铝土矿床第Ⅰ勘查类型为例说明(图8)。

2)对矿体外推规则和地质可靠程度外推原则的说明。矿体的外推规则,应充分考虑矿体形态、产状的地质规律。在有充分论据(根据一定数量的工程,有统计数据)的条件下,当矿体长度与厚度是正相关关系时,可按其规律,科学确定外推长度。当无规律可循时,一般按(地质可靠程度高的)勘查工程间距的1/4平推(下邻地质可靠程度低的)(以下简称 1/4 间距平推)。1/4间距平推又可分为 1/4 间距板状平推、1/4 间距尖状平推二类。当沿矿体倾向的勘探线上相邻有矿工程为2个以上时,板状平推为矩形:以边缘有矿工程(点位)为基点,沿倾向1/4间距为其宽,沿走向1/2间距为其长。尖状平推为等腰三角形:以边缘有矿工程(点位)为基点,沿倾向1/4间距为其高,沿走向1/2间距为其底。当有矿工程为1个时,应以该工程为基点,沿矿体走向勘探线为对称基线,(按矿床勘查类型)沿矿体倾向对称地进行1/4间距板状平推或1/4间距尖状平推。对于第Ⅰ勘查类型的矿体,一般采用1/4间距板状平推;对于第Ⅱ勘查类型的矿体,一般采用1/4间距板状平推或1/4间距尖状平推;对于第Ⅲ勘查类型的矿体,一般采用1/4间距尖状平推。地质可靠程度外推原则:可按上述矿体外推规则,地质可靠程度高的(资源储量)块段,(外)平推下邻(地质可靠程度)低的(资源储量)块段边界,如探明的可平推控制的,控制的可平推推断的。但是,由推断的资源量(333)块段外推预测资源量(334?)的大致分布范围,不应拘泥于上述矿体外推规则,而要考虑铝土矿含矿层位及露头线延伸状态、推断的铝土矿资源量(333)、工程间距放稀1~2倍等综合因素,初步外推其分布范围。

图8 资源/储量估算示意平面图

3)工业指标中最低工业品位的说明。近几年,A/S≥7、Al2O3≥62%的富矿,市场对其需求越来越大(氧化铝生产企业消耗富矿,追求微观经济效益),保有基础储量越来越少。为此,氧化铝工业生产开始采用选矿拜尔法、石灰拜尔法等新工艺,一般要求铝土矿品位A/S≥5,Al2O3≥62%。新规范继承了原规范铝土矿的一般块段最低工业品位:A/S≥(露采)、A/S≥(坑采),但具有偏低的倾向。铝土矿块段最低工业品位的论证,应结合每个矿区的实际情况进行。进行详查及勘探地质工作的铝土矿区,应纳入(预)可行性研究工作内容。

4)关于大厚度(大于矿体平均厚度的3倍)工程处理的说明。经铝土矿勘查实践表明,单个大厚度工程出现的概率较大。为此,一般按上述矿体外推规则(当有矿工程为1个时……),据矿床不同勘查类型,进行1/4间距板状(对称)平推或1/4间距尖状(对称)平推,以此单圈大厚度工程块段。如果出现2个以上相邻的大厚度工程,可按最近地区法,圈联大厚度工程块段。

铝型材的质量控制研究论文

表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为,若外层膜选用折射率为的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为,故内层选用折射率为的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/ 。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在~μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到,高于玻璃基底的表面硬度,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇,潘玉昆,卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷,2003,31(5):45-50.

[2] 吴春春,杨 辉,袁 骏等. 抗静电防眩膜研究进展[J]. 材料科学与工程,2002,20(1):133-135.

[3] 胡沛然,韩文爵,王海风等. Na2SiF6和ZnCl2对玻璃防眩光效果的影响研究[J]. 化工新型材料,2009,37(11):84-95.

[4] 唐晋发,顾培夫,刘 旭等. 现代光学薄膜技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2006.

[5] 罗春炼,韩文爵,王海风等. 提高防眩玻璃透过率的主要影响因素[J]. 化工新型材料,2008,36(12):89-91.

[6] 黄腾超,沈亦兵,陈海星等. 应用于MOEM S器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[J]. 光学仪器,2004,26(2):151-155.

[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献:

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

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碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要:综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词:SiCp /Al 复合材料; 制备方法中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract:The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put words:SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究,从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作, 取得了显著的成绩。在美国和日本等国,该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟,在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料,可成百吨的生产,价格便宜,SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料, 其性能可与钛合金媲美,而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料,被认为是一种理想的轻质结构材料,尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年,美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术, 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产, 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前,Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3~4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加,只有伸长率下降的,其他性能都得到了很大提高。到目前为止,SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域,并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆,北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 虽然部分性能已达到国外产品的指标, 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距,另外制造成本太高,离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量, 特别是高性能连续纤维,如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能,使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物,在高温下具有很好的高温强度和模量, 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料,其高温性能可保持到接近金属熔点,并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数, 一般在60%以上,因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料,特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物,陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定,用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度,也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小,尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数,特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数, 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数, 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 粉末冶金20 552 103 粉末冶金20 496 103 粉末冶金20 724 103 粉末冶金40 441 125 粉末冶金15 689 97 搅拌铸造20 350 98 无压浸渗30 382 125 表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中,可以有效传递载荷,又能阻止裂纹扩展,从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比,金属性质稳定、组织致密,不存在老化、分解、吸潮等问题,也不会发生性能的自然退化,在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境,有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性,而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来, 铝基复合材料获得了惊人的发展速度,表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作,研制成超轻量化空间望远镜和反射镜,该望远镜的主镜直径为,仅重。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等;美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材,用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖,成本比铍材降低2/3;20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架,其比刚度比7075 铝合金约高65%;美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍, 代替原有的2214 铝合金蒙皮, 刚度提高50%,寿命从几百小时提高到8000 小时左右,寿命提高17 倍,可大幅度降低检修次数,提高飞机的机动性,还可用于F-16 的导弹发射轨道;英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al, 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12];采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上, 以代替包铜的钼及包铜的锻钢,可使质量减轻70%,同时降低了电子模板的工作温度;SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统; 作为电子封装材料,还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器,已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上;美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲,用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车;美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机;自20 世纪90 年代以来, 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘;美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13];德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用;SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品;在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说, 根据铝基体状态的不同,SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法,该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 /ZL101 20 375 101 /ZL101A 20 330 100 /6061 25 517 114 /2124 25 565 114 / 20 226 95 /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点,因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种,目前最为流行和典型的工艺流程为:碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合,而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟,成型温度较低,基本上不存在界面反应、质量稳定,增强体体积分数可较高,可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高,颗粒不容易均匀混合,容易出现较多孔隙,要进行二次加工,以提高机械性能,但往往在后续处理过程中不易消除;所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制,粉末冶金技术工艺程序复杂,烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行, 制备周期长, 降低成本的可能性小,因此制约了粉末冶金法的大规模应用。 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14],并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是:对铝合金基体进行雾化的同时,加入SiC 增强体颗粒,使二者共同沉积在水冷衬板上, 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短,二者反应易于控制;对界面的润湿性要求不高,可消除颗粒偏析等不良组织, 组织具有快速凝固特征;工艺流程短、工序简单、效率高,有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵,所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工, 一般仅能制成铸锭或平板; 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合, 造成原材料损失大, 工艺控制较复杂,增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]:依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用, 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线:将颗粒增强体加入到基体金属熔液中, 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中,以达到相互混合均匀与浸润的目的,复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是:工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是:加入的增强体颗粒粒度不能太小, 否则与基体金属液的浸润性差, 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集;普遍存在界面反应,强烈的搅拌容易造成金属液氧化,大量吸气及夹杂物混入,颗粒加入量也受到一定限制,只能制成铸锭,需要二次加工。 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结,制成预制块放入浇注模型中,预热到一定的温度,然后浇入基体金属液,立即加压,使熔融的金属熔液浸渗到预制块中,最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是:设备较简单且投资少,工艺简单且稳定性较好,生产周期短,易于工业化生产,能实现近无余量成型,增强体体积分数较高,基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物,缺陷比较多,需增强颗粒需预先制成预成型体, 预成型体对产品质量影响大,模具造价高,而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究,其相关领域的研究及发展也应给予重视。 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料,但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中,使金属液粘度提高,流动性降低,铸造时充填性变差,当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时,流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外,SiC颗粒具有较大的表面积, 表面能较大,易吸附气体并带入金属液中,而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出,产生气孔缺陷。因此,对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少,成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19],而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高, 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外,增强体影响焊接熔池的粘度和流动性, 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度, 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此, 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究, 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性, 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视, 这个问题关系到有效利用资源,实现社会可持续发展,因此, 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料, 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用,必然面临废料回收的问题,通过对复合材料的回收再利用, 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格,增加与其他材料的竞争力,有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂, 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料,研究结果表明,利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料, 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比, 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度,热稳定性增加及更好的耐磨损性能,它的应用将越来越广泛。然而,在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题, 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题, 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题; 在制备过程前后, 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能;如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外,原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在, 同时对增强体的体积分数也难以精确控制,这些都是亟待研究解决的问题。参考文献:[1] 于化顺.金属基复合材料及其制备技术[M].北京:化学工业出版社,2006.241.[2] 吴人洁.复合材料[M].天津:天津大学出版社,2000.[3] 沃丁柱.复合材料大全[M].北京:化学工业出版社,2000.[4] 毛天祥.复合材料的现状与发展[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2000.[5] 赫尔(Hull, D).复合材料导论[M].北京:中国建设工业出版社,1989.[6] 尹洪峰,任耘,罗发.复合材料及其应用[M].陕西:陕西科学技术出版社,2003.[7] 汤佩钊.复合材料及其应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1998.[8] 张守魁,王丹虹.搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J].兵器材料科学与工程,1997,20(6):35-391.[9] 韩桂泉,胡喜兰,李京伟.无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝基复合材料的性能及应用[J].航空制造技术,2006(01):95.[10] 李昊,桂满昌,周彼德.搅拌铸造金属基复合材料的热力学和动力学机制[J].中国空间科学技术,1997,2(1):9-161.[11] 桂满昌,吴洁君,王殿斌,等.铸造ZL101A/SiCp复合材料的研究[J].铸造,2001,50(6):332-3361.[12] 任德亮,丁占来,齐海波,等.SiCp /Al 复合材料显微结构与性能的研究[J].航空制造技术,1999,(5):53-551.[13] Clyne T W,Withers P J.An Introduction to Metal MatrixComposites [M].London:Cambridge University Press,1993.[14] Lee Konbae.Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricatedby pressureless infiltration [J].Scripta. 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