論文開(kāi)題報(bào)告：超硬顆粒表面處理及復(fù)合發(fā)泡實(shí)驗(yàn)研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
學(xué)院：機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院　　　　　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：09機(jī)制一班　　
課題名稱 超硬顆粒表面處理及復(fù)合發(fā)泡實(shí)驗(yàn)研究

1、本課題的的研究目的和意義：
本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，熟悉消失模鑄造原理、工藝過(guò)程及EPS/超硬磨粒復(fù)合發(fā)泡的泡沫模樣的設(shè)計(jì)及制造；掌握超硬顆粒發(fā)泡前的特殊表面處理方法。
2、文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
超硬材料涂附磨具用膠粘劑是磨具制造中的三大要素之一，是將超硬磨料黏附在基材上的重要結(jié)
構(gòu)和功能材料，其涂附粘度的控制和固化工藝的優(yōu)化將是影響超硬材料涂附磨具使用和磨削性能的一個(gè)
重要因素。結(jié)果表明：改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑涂布粘度為３０００～７０００ｍＰａ•ｓ，涂布效果最佳，涂布操作時(shí)間應(yīng)控制在６０分鐘以內(nèi)；加熱固化時(shí)需在４５℃下保溫３０分鐘，然后升溫到８０℃固化３小時(shí)，能有效地消除內(nèi)應(yīng)力和表面氣泡，保證膠粘劑完全固化。[1]
超硬材料凃附磨具主要包括ｃＢＮ砂帶、金剛石／ｃＢＮ柔性磨輪、金剛
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音好、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但泡孔尺寸較大,受力時(shí)常常成為泡體裂紋的發(fā)源地, 降低材料的力學(xué)性能。為了克服普通泡沫塑料力學(xué)性能劣化的缺點(diǎn), 美國(guó)麻省理工學(xué)院的NAM. P. SUH教授等人通過(guò)研究高分子材料中的添加劑發(fā)現(xiàn),當(dāng)添加劑的粒子在微米級(jí), 且小于高分子材料中的臨界孔隙尺寸時(shí), 能有效提高材料的力學(xué)性能, 微米級(jí)泡孔引入基材也能產(chǎn)生同樣的效果,提出通過(guò)氣體核將非常小的泡孔引入到塑料制品中去, 從而達(dá)到既降低成本, 又能提高性能的雙重效果。
以不同含量的改性的堿式硫酸鎂(M gSO4) 晶須加入到聚丙烯( PP) 中, 在二次開(kāi)模條件下制備微發(fā)泡PP/ 硫酸鎂晶須復(fù)合材料, 分析了不同含量的硫酸鎂晶須對(duì)微發(fā)泡復(fù)合材料發(fā)泡行為的影響規(guī)律。結(jié)果表明, 隨晶須含量的增加, 泡孔平均直徑逐漸減小, 泡孔密度逐漸增加, 晶須質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)泡孔直徑為26. 79 , 泡孔密度達(dá)到 個(gè)/ cm 3, 具有理想的發(fā)泡效果。[4]
在泡沫層中直接實(shí)現(xiàn)礦物的分離富集, 最基礎(chǔ)的就是礦物顆粒在泡沫層中的沉降運(yùn)動(dòng), 所以研究礦物顆粒在泡沫層中的沉降規(guī)律, 對(duì)發(fā)展泡沫層中分離富集礦物的新方法和工藝具有重要的指導(dǎo)意義。試驗(yàn)測(cè)定方鉛礦、鈦磁鐵礦、黃鐵礦顆粒在泡沫層中的沉降速度, 分析研究粒度及表面疏水性對(duì)顆粒在泡沫層中沉降速度的影響。結(jié)果表明, 在所研究的粒級(jí)范圍內(nèi), 存在一個(gè)沉降速度最小的臨界粒度。在臨界粒度以上, 顆粒粒度越粗, 沉降速度越快, 反之亦然。對(duì)于細(xì)粒方鉛礦和黃鐵礦, 疏水性越強(qiáng), 沉降速度越慢。這種規(guī)律是在泡沫層中按疏水性分離礦物的基礎(chǔ)。[5]
采用表面包覆水溶性硫醇單分子層的金MPC摻雜瓊脂-明膠泡沫。在摻雜泡沫密度較低（摻雜前泡沫理論密度3.3mg/cm^3）、摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（30%）時(shí)，摻雜泡沫的密度沿軸向分布均勻，解決了高密度元素對(duì)低密度泡沫摻雜的沉降問(wèn)題。摻雜泡沫的TEM照片顯示，由于所用金MPC粒徑小，不聚集，在泡沫中分散良好。因此雖然金MPC摻雜較高，但是泡沫的摻雜均勻性依舊很好，這為在低密度泡沫中摻雜高Z金屬元素提供了一條新途徑。[6]
聚丙烯( PP) 發(fā)泡板材具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性、保溫性、耐寒性、耐油性、耐化學(xué)藥品性、阻隔性以及可降解回收性。因此,PP 發(fā)泡材料具有替代聚乙烯( PE) 、聚苯乙烯( PS) 發(fā)泡材料的優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景十分廣闊,尤其是在汽車工業(yè)和食品包裝工業(yè)的應(yīng)用極具競(jìng)爭(zhēng)力。PP 片材具有眾多的優(yōu)越性,但是PP 發(fā)泡成型的技術(shù)難度較大。PP 的熔體強(qiáng)度較低,對(duì)溫度的變化十分敏感。隨著加工溫度的升高,PP 樹(shù)脂熔體強(qiáng)度急劇下降,發(fā)泡劑分解出來(lái)的氣體難以保持在樹(shù)脂中,容易造成發(fā)泡過(guò)程中泡壁破裂、氣體逃逸、泡孔坍塌、氣泡合并等現(xiàn)象 ;結(jié)晶時(shí)由于放出較多的熱量,使熔體強(qiáng)度降低,發(fā)泡后氣泡容易破壞,因而不易得到泡孔均勻細(xì)密、發(fā)泡倍率高的制品。所以需設(shè)法使PP 樹(shù)脂在發(fā)泡之前交聯(lián),以使其熔融黏度降低速度變慢,從而在較寬的溫度范圍內(nèi)具有適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡黏度。但由于PP 的降解反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)存在,因此PP 的交聯(lián)發(fā)泡技術(shù)具有較高的難度。
以聚丙烯( PP) 為基體,過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 為交聯(lián)劑,二乙烯基苯(DVB) 為助交聯(lián)劑,偶氮二甲酰胺(AC)為發(fā)泡劑,采用化學(xué)交聯(lián)法,使PP 在發(fā)泡之前交聯(lián),并利用模壓法制取了泡孔均勻細(xì)密的泡沫板材。結(jié)果表明,當(dāng)DCP 含量為0. 16 份、DVB 含量為21 00 份、AC 含量為21 00 份時(shí),PP 發(fā)泡板材的各項(xiàng)性能較優(yōu)。[7]
2、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱）和成果形式：
1.完成相關(guān)英文翻譯一篇，3000~5000字。
2.熟悉消失模鑄造原理及過(guò)程。
3.對(duì)超硬顆粒進(jìn)行表面處理,研究表面鍍膜對(duì)EPS/超硬顆粒的混合影響程度,尋找最佳混合工藝方法 ……（未完，全文共4119字，當(dāng)前僅顯示2080字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題報(bào)告：超硬顆粒表面處理及復(fù)合發(fā)泡實(shí)驗(yàn)研究》）