碳纳米增强铜基复合材料的注塑成型.ppt

? 针对铜基复合材料的导热性能及 CNTs 较难在铜基体中均匀分散的问 题提出了一种新的合成方法，即注射成型。先把功能化的 CNTs 分散 在石蜡中，再采用注射成型技术。 ? 材料： Cu 粉（粒径 15-20 微米） 热塑性油基粘结剂（ PW 、 Polyethylene, PE; Stearic Acid, SA ） ? 工艺过程 ? 结果 ? The measured thermal conductivities showed remarkable increase of 11% with addition of 1 vol.% MWNTs, and slight decrease at 5 and 10 vol.%MWNTs compared to the value of pure sintered Cu ? 利用“颗粒辅助自动机械剥离技术”制备大量的少层石墨烯与纳米和亚微米 铜复合粉体，再将复合粉体进行电火花烧结即得到少层石墨烯增强的铜基复 合材料。 ? 实验流程 ? 结果 ? 可以发现断口处存在许多被拉断的少层石墨烯，有的石墨烯仍然嵌在基体中， 有的已经被整个拽了出来。石墨烯的直径尺寸在 20um 左右 复合材料中存在两种特征组织，一种是 正常的复合相，即少层石墨烯随机分散 在铜基体中，另一种是球形组织，即少 层石墨烯包裹的铜颗粒的团聚物。 结论 ? （ 1 ）经过压缩和拉伸性能测试，发现复合材料的压缩屈 服强度明显高于碳纳管增强铜基复合材料的压缩屈服强度， 比普通纯铜高约 300MPa ；但拉伸屈服强度要比碳纳米管 增强铜基复合材料差，比普通纯铜高 60MPa 左右。 ? （ 2 ）复合材料的电阻率与普通纯铜在一个数量级，但相 比于普通纯铜有所升高；复合材料的密度也比普通纯铜低； 复合材料的耐腐蚀性能比普通纯铜差， C/CuMN-8h 复合 材 料 比 C / C u M N - 3 2 h 复 合 材 料 的 耐 腐 蚀 性 能 好 ； C/CuMN-8h 复合材料的平均线膨胀系数相比于普通纯铜 有所降低。 粘结剂 ? 粘结剂是 MIM 技术的核心，在中粘结剂具有增强粉体流动性和维持坯 块形状的两个基本职能。不同的粉末注射成形工艺，主要是粘结剂成 分以及脱粘技术不同。 ? 组成 一至两种流动性好的低分子组元 一种以上的高分子组元 少量必要的添加剂和表面活性剂 ? 体系：热塑性体系（石蜡基、油基和聚合物基）、凝胶体系、 热 固性体系和水溶性体系。 水溶性粘结剂用水作溶剂，不需要有毒的有机溶剂来脱脂，不污染环 境，可以使脱脂过程由外及里推进， 可以有效地提高脱脂速率。传统的 粘结剂在热脱脂过程中，由于几乎是成形坯内外同时分解， 脱脂速率极 慢，往往需要数十小时甚至数天，加快热脱脂速度往往会造成鼓泡和开 裂等无法弥补的缺陷。水溶性粘结剂易实现 GO 在粘结剂中均匀分布。 Debinding behaviour of a water soluble PEG/PMMA binder for Ti metal injection moulding , Materials Chemistry and Physics,2013 Titanium powder is formulated with PEG, PMMA and stearic acid (SA) to formulate titanium feedstock. 水溶性粘结剂是 20 世纪 90 年代开发出来的一类很有前途的体系．是从 “固态聚合物溶液” (SPS) 体系中发展起来的。粘结剂主要由低分子量的固态 结晶化学物质构成．再加入少量高分子量的聚合物。结晶化学物质住受热时 熔化，并将聚合物溶解，在其重结晶温度下溶液变为固态。其典型的配方为 70 ％乙酰苯胺 +20 ％聚苯乙烯 +10 ％硬脂酸，脱脂溶剂为乙醇，溶解脱脂时间 为 2h 。 Chun 等人又开发了一种以水作溶剂的 SPS 体系，配方为 70 ％聚乙二醇 (PEG)+30 ％苯