UHMWPE塑燒板基板成型過程的數(shù)值模擬及其制備工藝研究.pdf

1、論文針對塑燒板生產(chǎn)工藝復(fù)雜、原材料配方尚未公開、依賴進口、價格高昂、推廣受限等問題，采用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）代替?zhèn)鹘y(tǒng)樹脂基復(fù)合材料，通過粉末壓制燒結(jié)法成型塑燒板基板，采用數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的方法，研究了原料粒徑和體積壓縮比對制件性能的影響規(guī)律，并根據(jù)塑燒板基板的特殊性能要求，對UHMWPE塑燒板基板進行研發(fā)，獲得了最優(yōu)的工藝參數(shù)，為UHMWPE塑燒板基板的研發(fā)提供指導(dǎo)。
　　 實驗研究了不同粒徑的UHMWPE粉末的

2、松裝密度，通過冷壓成型實驗明確了成型壓力與壓坯密度、孔隙率和壓縮比的關(guān)系，并獲得了UHMWPE粉末的壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線。結(jié)果表明，松裝密度隨原料粒徑的減小而降低，壓坯密度和壓縮比隨成型壓力不斷上升，孔隙率下降，為數(shù)值模擬中材料特性的設(shè)定及生產(chǎn)工藝的制定提供了參考?；赟hima-Oyane粉末屈服模型，采用數(shù)值方法研究了UHMWPE塑燒板基板的壓制成型過程中，原料粒徑和體積壓縮比對粉末流動和壓坯相對密度的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，體積壓縮比越小

3、、粉末粒徑越小，UHMWPE塑燒板基板壓坯的相對密度分布越均勻，且相對密度隨體積壓縮比的增大和粒徑的減小而增加。在不同的工藝參數(shù)下采用粉末壓制燒結(jié)法成型UHMWPE塑燒板基板，對制件關(guān)鍵性能參數(shù)進行測量，篩選出最優(yōu)的工藝參數(shù)為:原料粒徑為400～450μm，體積壓縮比為1.7。通過對合格制件的SEM觀察發(fā)現(xiàn)多孔材料內(nèi)部含有大量彼此貫通且表面圓滑的三維空隙，且燒結(jié)頸形貌良好。通過對比仿真與實驗結(jié)果認為基于Shima-oyane模型的數(shù)值模