复合纤维含量对其在石膏浆料中的分散性及石膏型性能的影响

摘要

作为一种近净成形技术，石膏型熔模精铸被航空等企业广泛应用于制造大型薄壁复杂件上。石膏浆料的流动性好，故易生产小型薄壁铸件，但是由于石膏型的导热性和透气性极差，极大地限制了它在大型薄壁件方面的应用。因此，找出一种既能改善其导热性和透气性，又能保证强度的新工艺对于研究石膏型的性能具有重要的现实意义。研究复合纤维含量对纤维分散性及石膏型性能的影响规律，对于生产高质量的石膏型具有一定的指导作用。
　　本课题采用陶瓷、尼龙复合纤维为增强体，通过球磨的方式将不同含量的复合纤维添加到石膏粉料中，并进行分散，然后将粉料与溶剂反应，制得石膏型。研究复合纤维的含量对其在石膏浆料中的分散性及石膏型各方面性能的影响规律，分析复合纤维的增强机制。实验结果表明：
　　(1)纤维含量在0％~0.5%时，纤维分散最好；在0.5%~0.75%时，分散较好；在0.75%~1.25%时，纤维分散效果变差。
　　(2)当纤维含量在0%~1.25%变化时，随着纤维含量的增加，石膏型的生胚抗弯强度先增大后减小，焙烧以后的抗弯强度先减小后增大再减小。当复合纤维的含量为1%时，生胚抗弯强度达到最大，为4.086 MPa，较不添加纤维的增加了18.5%。当纤维含量为0.75%时，焙烧后的强度在添加纤维的石膏型中最大，为0.447MPa，较不添加纤维的强度变化不大。
　　(3)随着纤维含量的增加，石膏型的导热性先增强后减弱；透气能力逐渐增强；针入度值逐渐增大，其标准偏差先减小后增大；抗热震性获得了显著地提升。当纤维含量在0.75%~1%时，导热能力最好；纤维含量达到1.25%时，透气效果改善最明显；纤维含量达到0.75%时，针入度中等，标准偏差最小。
　　通过对球磨复合纤维和石膏粉料来分散纤维的方式以及复合纤维含量对石膏型综合性能的研究，得出了复合纤维含量对纤维分散和石膏型的综合性能有显著影响。研究结果对于高性能石膏型的制备及大型薄壁件的生产等提供了理论指导和技术支持。

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 石膏型熔模精铸的研究现状

1.3 纤维增强复合材料的应用及发展趋势

1.4 研究目标及主要内容

第2章 实验材料及实验方法

2.1 实验材料及设备

2.2 实验方法

第3章 复合纤维在石膏浆料中分散性的研究

3.1 添加方式对纤维在石膏浆料中的分散影响

3.2 纤维含量对复合纤维分散性的影响

3.3 纤维在石膏浆料中分散的微观分析

3.4 本章小结

第4章 复合纤维含量对石膏型性能的影响

4.1 复合纤维含量对石膏型强度的影响

4.2 复合纤维含量对石膏型导热性的影响

4.3 复合纤维含量对石膏型透气性的影响

4.4 复合纤维含量对石膏型表面针入度的影响

4.5 复合纤维含量对石膏型抗热震性的影响

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间研究成果及所获奖励

致谢

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