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机床床身用矿物复合材料的制备及其力学、阻尼性能

文献类型:学位论文

作者夏海1,2
学位类别工程硕士
答辩日期2016-05-28
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师孟军虎 ; 田广科
关键词机床床身 矿物复合材料 环氧树脂 力学性能 阻尼性能 Machine tool bed Mineral composite Epoxy resin Mechanical property Damping property
学位专业材料工程
中文摘要

机床的加工水平直接制约着机械加工和装备制造业的发展。 为提高机床的加工精度和稳定性,从床身材料入手,设计制备了一种具有良好力学和阻尼性能的矿物复合材料。本论文主要研究了矿物复合材料中粘结剂的化学改性及其机理,初步确定了矿物复合材料的成型工艺。主要工作内容和结论如下:

(1)针对现有环氧树脂体系室温固化时阻尼和热性能不足的问题,分别选择了2,6-萘二羧酸(NDCA)和十二烷二酸(DDA)对其进行改性。研究了羧酸加入量对环氧树脂环氧值、粘度、力学性能和热机械性能的影响。 结果表明,DDA和NDCA的加入量分别为0.3 wt%和0.5 wt%时,改性环氧树脂的力学和阻尼等性能较好。通过对0.3 wt% DDA和0.5 wt%NDCA改性的环氧树脂进行室温固化实验,我们发现,虽然NDCA改性的环氧树脂耐热性不及DDA 改性的环氧树脂,但是,由于NDCA分子较大的空间位阻和刚性,改变了交联网络结构,导致其改性环氧树脂以后,能赋予环氧树脂较好的阻尼性能和韧性,其断裂伸长率和损耗因子峰值都较DDA改性的环氧树脂高。NDCA改性的环氧树脂室温固化拉伸强度较好,适合作为矿物复合材料的粘结剂。

(2)采用1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(APMS)对蒙脱土进行插层改性,利用APMS和环氧树脂间形成化学键将硅氧烷分子链接枝到蒙脱土表面,促进了蒙脱土和环氧树脂的相容性。研究了改性蒙脱土加入量对环氧树脂力学性能、阻尼性能和热性能的影响。结果表明,改性蒙脱土的加入明显提高了环氧树脂基体的阻尼性能,但过量蒙脱土的添加会导致树环氧脂力学性能下降。

(3)以2,6-萘二羧酸改性的环氧树脂为粘结剂,天然花岗岩为骨料,改性蒙脱土为填料,采用振动成型工艺制备了矿物复合材料铸件。初步确定了矿物复合材料的组份配比和影响成型质量的关键因素,考察了矿物复合材料的力学和阻尼性能。复合材料表现出较好的阻尼性能,其对数衰减率为0.027,接近国外同类产品水平。

学科主题矿物复合材料
源URL[http://210.77.64.217/handle/362003/20855]  
专题兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心
作者单位1.中国科学院兰州化学物理研究所
2.中国科学院大学
推荐引用方式
GB/T 7714
夏海. 机床床身用矿物复合材料的制备及其力学、阻尼性能[D]. 北京. 中国科学院大学. 2016.

入库方式: OAI收割

来源:兰州化学物理研究所

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