Mg-Cu體系密度梯度材料的流延法制備及其結構控制.pdf

1、密度梯度材料是一類密度沿厚度方向呈規(guī)律性變化的功能梯度材料，由于其具有準等熵壓縮特性，在動高壓物理研究領域具有廣泛的應用前景。本文針對密度梯度材料制備過程中存在中間過渡層薄、難以精密成型的問題，選擇陶瓷薄片成型常用的流延工藝，以Mg-Cu體系為研究對象，通過流延成膜結合熱壓燒結來制備密度分布滿足設計要求的密度梯度材料。
　　 系統(tǒng)研究了球磨工藝、溶劑種類、分散劑含量、增塑劑含量、粘結劑含量、固相含量、不同組分對Mg-Cu體系流延

2、料漿的流變性能的影響，重點考察了Mg-Cu體系流延料漿的剪切速率與剪切應力、剪切速率與粘度、粘度與時間等關系。研究表明，采用無毒的PVB做粘結劑，隨其含量的增加，Mg-Cu體系料漿的粘度增大；隨著分散劑、增塑劑含量的增加，料漿的粘度分別先減小后增加，分散劑含量、粘結劑與增塑劑的含量比P分別存在一個最優(yōu)值；隨著Cu和Mg料漿固相含量的增加，料漿的粘度增大，其最大固相含量分別為70wt％和57wt％。，采用純丁酮（MEK）溶劑和適宜的料漿制

3、備工藝，可以制備出固相含量在55wt％到65wt％之間的不同Mg-Cu組分的流延料漿，其穩(wěn)定性較好，粘度范圍在0～4000mPa·s之間，流延料漿均屬于賓漢姆塑性流體，呈現(xiàn)剪切變稀的特性，適于流延成膜。
　　 系統(tǒng)研究了流延料漿（粘結劑含量、增塑劑含量、固相含量、不同組分）和流延工藝參數(shù)（刮刀間隙和基帶速度）對流延成膜的影響，重點考察了Mg-Cu體系流延膜密度、厚度及其均勻性與顯微結構的關系。研究表明：隨著粘結劑、增塑劑含量的增

4、加，Mg-Cu體系流延膜的密度先增加后減小；隨著固相含量的增加，制備得到的Mg-Cu體系流延膜的密度先增加后減小，當固相含量分別為68wt％和55wt％，流延膜密度達到最高；隨著刮刀間隙的增加，Mg-Cu體系流延膜的密度和厚度均逐漸增加；隨著基帶速度的增加，Mg-Cu體系流延膜的密度先增加后減小。通過調配不同組分的Mg-Cu混合料漿，流延得到全組分范圍內任意Mg-Cu配比的流延膜，其密度可以從1.02g/cm3變化到2.52g/cm3，

5、流延膜的氣孔少，分布均勻，厚度均勻性好。采用賓漢姆流體公式計算得到的Mg-Cu體系流延膜的厚度預測值與實驗測量值相吻合，呈現(xiàn)為良好的線性關系。
　　 通過對Mg-Cu粉體和有機添加劑的熱分析確定了流延膜的排膠工藝，研究了燒結溫度對Mg-Cu復合材料制備的影響，探討了復合材料的物相組成、顯微結構與燒結致密度。研究表明：Mg-Cu體系流延膜制備過程中的刮刀間隙與單組分燒結試樣厚度兩者滿足線性關系；燒結溫度的增加有利于提高復合材料的致