镓基低熔点合金复合材料研究进展

近年来,镓基低熔点合金或镓基液态金属复合材料显示出非常广阔的应用前景,镓基低熔点合金在室温下兼具液体的流动性和金属性,其双重特性提供了复合材料的多样性。本文综述了镓基低熔点合金及其复合材料的发展背景,说明了其复合材料的制备、性能及应用,总结和讨论了镓基低熔点合金复合材料与金属或非金属材料复合的方法和机理,介绍了室温镓基液态金属复合材料在智能传感电子皮肤、印刷技术和热界面材料等多个领域的最新研究进展。最后,展望了镓基低熔点合金复合材料的未来发展,为其进一步研究、应用与发展提供了强有力的支持。

低熔点合金/聚合物复合材料的研究进展

低熔点合金/聚合物复合材料是一类新型的功能复合材料。其中的低熔点合金可以在聚合物加工的温度范围内转变为液态,为在加工过程中实现填料的形态转变和导电复合材料中导电通道的设计提供了可能。概述了以低熔点合金为导电填料的导电塑料和导电胶粘剂的研究进展,其中有关低熔点合金在加工过程中的尺寸和形态变化的研究工作值得关注。此外,还概述了低熔点合金/聚合物的流变性质的研究情况。最后指出了研究中存在的问题和有待继续深入研究的方向。

泡沫铜/低熔点合金复合相变材料凝固放热分析

为研究泡沫铜/低熔点合金(LMPA)复合相变材料在间歇放热工作环境下恢复至初始状态的能力及不同孔隙率泡沫铜的添加对其凝固放热过程的影响,通过数值模拟对比分析了47合金、正二十三烷与泡沫铜复合前后的凝固放热过程,并调节泡沫铜/47合金复合材料孔隙率计算模拟芯片温度在凝固放热过程中温度随时间变化曲线。结果表明:泡沫铜的添加对2类材料凝固过程均有促进作用,模拟芯片恢复至目标温度所需时间分别被缩短6.6%和47.7%。因体积潜热值的差距,泡沫铜/47合金凝固时需放出更多热量,恢复至目标温度的时间较长,是正二十三烷复合相变材料的1.52倍。随着孔隙率的增大,复合相变材料恢复至室温状态所用时长变化不大,考虑到孔隙率对相变热控过程中的影响,实际使用时应综合考虑。

Sn-Pb合金填充聚合物导电复合材料的PTC效应

通过球磨、热压制备了Sn-Pb/PS,Sn-Pb/HDPE复合材料。研究了复合材料的导电性能。结果证明:Sn-Pb/PS复合材料具有PTC效应,有PTC强度大、转变陡的突出优点;其PTC性能是由填料相变的发生引起的。Sn-Pb/HDPE复合材料具有双PTC效应,两次PTC转变分别由基体和填料在其熔点处发生相变引起的,其PTC强度也有独特之处。

锡铋合金/微波膨化木复合材料表面温度变化规律及影响因素

为了给锡铋合金/微波膨化木复合材料(WMC)作为地采暖地板基材的应用提供理论支撑,选择低熔点锡铋合金和微波膨化木为原料,通过真空浸渍方法制备填缝型WMC,采用多通道温度记录仪、恒温加热仪和红外热成像仪分析木材纹理方向、加热温度和受热面积对WMC温度变化规律的影响及原因。结果表明:不同纹理方向对WMC温度变化存在较大影响,表面温度均随加热时间的增加而提高,纵向的升温速率和降温速率最高,径向与弦向次之。加热温度越高,WMC表面温度越高,其传热性能与加热温度呈正相关,升降温速率均随加热温度的升高而加快,加热70℃时的升降温速率比30℃提高了583%和400%,温度不均匀度随着加热温度的升高而增加。随着受热面积的增加,WMC的稳定最高温度、升降温速率均略有增加。在纹理方向、加热温度和受热面积3种影响因素中,纹理方向和加热温度对WMC的温度变化影响较为明显,因此采用填缝型WMC作为地采暖用木质地板基材时,应优先考虑纹理方向和加热温度的影响。研究证明,低熔点合金(LMA)的加入提高了微波膨化木的传热性能。

复合熔芯用于复合材料模压成型的研究

以低熔点合金与钢芯嵌件组成的复合熔芯,通过模压成型工艺,可以制造不易于脱模的结构复杂的复合材料件。针对传统熔芯模压成型工艺的缺点,提出了复合熔芯模压成型的基本原理,介绍熔芯材料的选择以及复合熔芯的特点和结构设计准则。结果表明,采用复合熔芯可行,工艺可靠、减少耗能,有效地提高了低熔点合金的使用效率和产品的生产效率。

熔芯成型在复合材料成型工艺中的应用

对复合材料可熔性合金型芯模压成型、传递模塑成型和注射成型工艺进行了研究,论述了其成型原理、制造方法等,给出了该项技术的应用实例,并展望其应用领域和前景。

复合材料异型构件成型技术

以H-弯波导为典型构件,对复合材料异型构件成型进行了研究。选用138℃低熔点合金作为芯模材料进行模具设计与芯模模压参数摸索,成型前应用DELMIA对铺层过程进行了虚拟仿真,省去预装环节。结果表明:低熔点合金芯模较化学溶解芯模提高了脱模效率,使批量化生产成为可能,为此类异型构件的成型提供了技术保障。

论熔芯成型在复合材料成型工艺中的应用

复合材料作为21世纪的主导材料，其用量已成为众多行业先进性的一个重要标志，是世界强国竟相发展的核心技术，也是我国的重点发展领域。本文对复合材料可熔性合金型芯模压成型、传递模塑成型和注射成型工艺进行了研究，论述了其成型原理、制造方法等，给出了该项技术的应用实例，并展望其应用领域和前景。

不同媒介金属层的铅／钢层状复合材料的性能

选取Ⅰ(50%Pb-50%Sn)、Ⅱ(35%Pb-60%Sn-5%Zn)两种合金焊料,采用热浸镀的方法在钢表面覆镀媒介金属,用过渡液相扩散焊接技术将镀膜钢板与铅板进行焊合,制备铅/钢层状复合材料。借助SEM,XRD等手段对样品的界面形貌及生成相进行了测试,使用电化学工作站、四探针法等手段分别对试样的物理及化学性能进行了测试。结果表明:铅/钢层状复合材料的界面结合良好。与传统铅阳极样品比较,优化工艺参数制得的铅/钢层状复合阳极样品的电极电位分别负移120 mV和180 mV,催化活性明显提高。两种铅/钢层状复合材料电阻率下降了28%—40%。

山东省科技成果选介

复合材料钢模的研制原钢模成本高,生长周期长,对一般中小厂难以承受;当前采用的低熔点合金钢模,精度低、寿命短,在批量生产中不适应;此复合材料钢模所用的复合材料和制模工艺,国内外首创,在国内举办的新产品博览会上七获金奖。凸凹模的模具体采用自行研制的金属基复合材料浇注而成,一定温度下流动性好,容易充满型腔、无收缩、避免了浇注缺陷,其材料配比严格。利用复合材料,采用浇注文献制作模具,降低成本,缩短了周期,成本只有传统钢模的10%,促进了汽车的改型换代;

复合熔芯注射成型的工艺研究

熔芯注射成型（Fusible Core Injection Molding）是将传统的砂型铸造、石蜡铸造成型工艺与塑料注射成型技术结合在一起，利用低熔点合金作为型芯来生产形状复杂的中空塑料制品的新工艺。主要应用于发动机机体、进气岐管、网球拍中空框、阀门、高尔夫球棒、滚动轴承、泵等由复合材料组成的制品，为塑料材料（特别是复合材料）的应用开辟了新的应用领域。