注塑成形过程中型腔信息在线检测装置的研制

设计并制造了一种注塑模具型腔信息在线检测装置,综合利用传统传感器检测法、可视化观测法和超声波检测法,分别检测塑料熔体在模具型腔中的热、力学变化情况,以及充填模式信息和微观形态演化行为.在检测装置中,塑料模具设计成带侧向分型抽芯的模具结构,同时运用多媒体计时器技术和多线程编程技术开发数据采集系统.实验结果表明:所设计的模具安全可靠,检测装置可获得成形过程中塑料熔体的温度及压力信息、充填模式图像和结晶形态的形成与演化行为,实现真实加工条件下注塑成形过程的全面可视化.     

超声衰减法检测凝胶成胶过程微结构变化

以戊二醛(Glu)胶联丙烯酰胺(AM)形成的软物质凝胶材料的成胶过程为模型,用超声衰减法检测不同浓度交联剂、温度及不同质量丙烯酰胺形成凝胶的成胶过程的微结构变化.同时用流变仪检测凝胶形成过程中粘弹性等参数的变化.实验表明:丙烯酰胺浓度、交联剂的用量和温度不同,丙烯酰胺形成凝胶的超声衰减系数及所需的时间也不相同,丙烯酰胺浓度越大,超声衰减系数越大,凝胶形成越快;温度越高,交联剂的量越多,丙烯酰胺凝胶形成所需的时间越短.     

低含量La_（1-x）Ca_xMnO_3的电输运及超声衰减性质

为研究钙钛矿锰氧化物中电-声子耦合作用,采用共沉淀法制备La1-xCaxMnO3（0.25≤x≤0.45）块材.利用Keithley 220可编程电阻测量系统、超声衰减测量系统、超导量子干涉仪等,系统研究了体系的电输运行为和超声衰减性质.结果表明：体系的铁磁相变温度、金属-绝缘转变温度以及出现超声衰减行为异常的温度相近,室温下声速相对变化值大于1%.这是Zener双交换作用机制和电-声子耦合共同作用的结果.     

金属蠕变的实时超声检测实验研究

目前绝大多数蠕变超声检测研究都是使用常温且无应力的蠕变试样进行检测实验,在该条件下测得的超声检测参数值与实时(维持蠕变温度和蠕变应力)测得的蠕变参数值有一定的差异,影响对检测对象蠕变程度的准确判断。该文使用纯铅进行连续蠕变实验,并在实验过程中进行实时超声检测,获得了蠕变过程和松弛过程中的超声实时检测信号,对此信号进行处理,得到了衰减、声速、时间衰减等参数随蠕变程度的实时变化曲线。实验结果表明:实时条件下测得的蠕变超声检测参数相对于无应力条件下测得的参数具有更高的检测灵敏度;如果以无应力检测参数值作为评定标准,则需对实时检测参数值作出修正才能准确评价被检测目标的蠕变程度;时间衰减参数与衰减参数具有相同的蠕变变化趋势,但时间衰减参数不需要对被检测目标进行几何尺寸的测量,因此时间衰减参数更适用于实际检测,可以作为金属蠕变检测中衰减参数的替代参数。     

Ⅰ型拉伸棒金属注射成形3D充模模拟

基于ANSYS提供的Z-Buffer切片模型空间观测方式模拟了注射成形喂料在简单几何模腔的流动情况.讨论了浇口位置、浇口大小和模壁温度等工艺参数对熔体充模过程的影响,预测注射成形过程中部分常见缺陷产生的条件.模拟结果表明:当采用长×宽为4 mm×1 mm的侧面浇口,模温为320 K、注射温度为400 K以及体积流量为60 cm3/s的注射参数时进行注射,可以得到良好的无缺陷硬质合金I型拉伸试样预成形坯.     

三维塑料注射成形过程模拟

为实现塑料注射成形的三维数值模拟,基于PG(Petrov-Galerkin)原理的GLS(Galerkin/least-squares)法、PSPG(pressure-stabilizing/Petrov-Galerkin)法分别用于消除熔体的不可压缩与可压缩流动中速度、压力同次插值求解时的数值振荡;SUPG(streamline upwind/Petrov-Galerkin)、GGLS(Galerkin gradient least-squares)法分别用于克服温度场模拟中对流项与材料小热传导系数导致的数值振荡;在保压、冷却过程中,对可压缩熔体层、凝固层进行耦合分析,得到塑料制品在模具内冷却的温度场、变形及热残余应力.对塑料注射成形过程进行了模拟,其中得到的填充结果与Moldflow基本一致,而充模后凝固层分别采用粘弹性模型与弹性模型所得到的翘曲值有较大差异,Moldflow所得到的翘曲结果位于两者之间,表明提出的计算模型具有良好的稳定性与精度.     

超声红外热像技术及其在无损检测中的应用

在超声技术和红外热像技术的基础上，建立了混合型的超声红外热像系统，并利用超声红外热像技术检测材料(试样)的缺陷(裂纹)和残余应力等不均匀结构．当超声波脉冲发射到样品中时，声能在样品中衰减而转化为热能，样品内部及表面的温度会升高．一般情况下，在缺陷或不均匀的区域声衰减更显，引起的温度变化更大，而温度的差别可以用红外热像仪来观察和记录．因此可以很灵敏和迅速地对缺陷或结构和应力不均匀的区域进行检测．     

注射成形AlN高导热陶瓷蜡基粘结剂

研究并开发了一种适合于AlN陶瓷注射成形的蜡基多聚合物粘结剂 .通过理论计算分析了所用粘结剂组元的热力学相容性 ,利用毛细管流变仪测量了喂料的流变性能 ,通过热重分析方法研究了粘结剂的热分解行为 ,有效地指导了脱脂工艺的设计 ,并通过考察不同温度下的脱脂形貌研究了脱脂工艺的合理性 .研究结果表明 :当粉末装载量为 6 1%时 (体积分数 ) ,该粘结剂体系和粉末能够均匀、顺利地混合 ,喂料的流变因子范围为 0 .70～ 0 .76 (15 0℃ ) ,体现出典型的假塑性流体特征并具有良好的注射性能 ;喂料有一定的温敏性 ,但是对注射压力的变化不敏感 ,最佳注射温度范围为 15 0～ 16 0℃ ;该多聚合物粘结剂在脱脂过程中能够起到优良的形状维持作用 ,对于厚度在 8mm的AlN零件 ,热脱脂总时间为 6 0h左右 ;该粘结剂体系是一种性能优异、适合于AlN陶瓷注射成形的粘结剂 .     

粉末注射成形充模过程仿真软件的UML建模

粉末注射成形(PIM)制品可能的缺陷通常是在注射成形中形成的,因此开发粉末注射成形充模过程仿真软件,对提高产品成品率和材料利用率有着重要的实际意义.利用面向对象的思想,采用统一建模语言(UML)描述PIM充模仿真软件MoldFill充模求解器MoldAnalyse的建模过程,并对该模块进行需求分析、总体设计和详细设计,建立了系统用户模型、静态模型和动态模型的各种视图和规范化文档,描述了系统的功能需求、功能流程、类的结构与关系、对象之间的交互以及输入和输出数据的格式,最终利用面向对象的编程语言实现了MoldFill的充模求解器模块.采用这种方式开发CAE软件开发,优化了开发过程,提高了软件的稳定性.     

注射成形制备SiCp/Al复合材料电子封装盒体的预成形坯

对碳化硅陶瓷注射喂料进行流变性能分析后得到合适的注射喂料.通过注射工艺和后续的脱脂-预烧结工艺成功制备出压渗用SiCp封装盒体的预成形坯.结果表明:SiCp装载量为65%,粘结剂成分为70%PW(石蜡) 29%HPDE(高密度聚乙烯) 1%SA(硬脂酸)的喂料在较宽的剪切速率和温度范围内均具有良好的注射性能;在合适的注射参数下可以制得完整无缺陷的注射坯;采用溶剂脱脂与热脱脂两步脱脂工艺,可以成功脱除注射坯体中的粘结剂,在1 150 ℃进行预烧结,制备出了具有良好外观形貌、足够强度以及适中连通孔隙的预成形坯,可以满足后续加压渗铝制备SiCp/Al复合材料的封装盒体实验的要求.     

超声引线键合过程的瞬态温度特性

介绍了一种电子封装超声引线键合过程实时测量瞬态温度特性的实验方法,并通过实验研究了超声引线键合过程在分辨率为1ms、分析范围为40ms内的瞬态温度分布,给出了静压力和超声振幅对超声键合过程瞬态温度特性的影响,为引线键合过程的瞬态摩擦学特征估计、工艺参数优化和引线键合过程的在线质量检测提供了技术依据。     

PMMA在MlM后续热脱脂过程中的分解行为

金属粉末注射成形(MIM)粘结剂中高分子物质的分解和排除是一个较缓慢的过程,对这一过程进行理论研究,有助于指导粘结剂的设计和脱脂过程优化.为此,当Fe-2Ni粉末的注射成形坯经充分溶剂脱脂后,用热重法对坯块中的PMMA的热分解行为进行了理论研究和实验验证.假设进行一级反应,根据各种升温速率的热重计算结果,得到了喂料中PMMA热分解反应速率的理论计算表达式In(1-α)=1.33×10     

废旧聚苯乙烯塑料的氧化降解研究

研究了废旧聚苯乙烯(PS)塑料高温液相催化氧化降解工艺条件,以乙酸为溶剂,四水乙酸钴、四水乙酸锰为主催化剂,溴化物为助催化剂,在一定的温度和压力下,用空气将聚苯乙烯塑料氧化为苯甲酸(BA),用气质联用法(GC-MC)检测了聚苯乙烯塑氧化降解后的产物成分,尾气中CO和CO2浓度用红外在线分析仪检测,研究了反应温度和混合溶剂比对降解产物比例的影响.结果发现:在最优化条件下,聚苯乙烯能够大量转化为苯甲酸,最高的BA收率已达到78%.     

超声衰减与光散射法蒸汽液滴粒径和含量对比测试

搭建蒸汽测试实验系统,结合经典ECAH(Epstein-Carhart-Allegra-Hawley)理论模型,提出三频率超声波声衰减颗粒测量方法,采用中心频率为22,40和200 k Hz的超声波开展蒸汽液滴粒径和含量(体积分数)的超声法测量实验,在相同工况下基于光散射法的原理,同时开展多波长消光法和激光散射法对比测试研究。实验结果表明:超声衰减法测得蒸汽液滴粒径和含量与消光法和激光散射法的测量值接近,超声衰减法有望用于气液两相流中蒸汽液滴粒径以及含量(湿度)参数的在线监测。     

纳米晶W-Ni-Fe粉末的流变行为和烧结特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉在注射成形中喂料的流变行为.纳米晶W-Ni-Fe粉采用机械合金化(MA)的方法制备,并将其与蜡基粘结剂混合形成1种喂料.讨论了MA球磨时间、纳米晶粉末体积和温度对喂料流变性的影响及采用MA制备的W-Ni-Fe纳米粉末的烧结特性.结果表明随着球磨时间增加,喂料的粘度以及粘度对剪切速率的敏感性降低,因此,在较长的球磨时间下,这种粉末喂料的流动性和成形性较好;随着粉末体积的增加,喂料的粘度遵循公式η=ηοA[1-(φ/φm)]     

磁致伸缩超声导波的包覆层轻烃管道检测试验分析

采用磁致伸缩传感器(Ms S)超声导波检测系统,对带包覆层轻烃管道进行在线检测。研究了不同检测频率、管道直径对管道缺陷检测定位精度的影响,并分析了带有黏弹性包覆层环氧树脂对超声导波信号的影响。对114 mm和80 mm两类管道,以三通、弯头等近似为缺陷,分别使用32 k Hz和64 k Hz探头进行检测。检测结果表明:不同检测频率时管道缺陷检测精度不同,频率越高,定位精度越高。管道的直径对导波信号缺陷检测精度有重要影响,采用32 k Hz频率对80 mm管道的定位精度为9.3 cm,远高于114 mm管道的定位精度(17.6 cm)。黏弹性包覆层对检测信号有强烈的衰减,平均衰减速率约为1 d B/m。     

注射成形316L不锈钢粘结剂热脱脂行为和工艺

对石蜡 ( PW)基多组元粘结剂体系中组元的热脱脂行为和注射成形 316 L不锈钢的热脱脂工艺参数 ,包括样品厚度、温度和升温速率进行了研究。实验表明 ,温度和升温速率控制不当将导致脱脂缺陷的产生 ,温度小于 2 80℃时 ,脱脂量的对数与厚度的倒数成比例。     

PMMA在MIM后续热脱脂过程中的分解行为

金属粉末注射成形 (MIM)粘结剂中高分子物质的分解和排除是一个较缓慢的过程 ,对这一过程进行理论研究 ,有助于指导粘结剂的设计和脱脂过程优化 .为此 ,当Fe 2Ni粉末的注射成形坯经充分溶剂脱脂后 ,用热重法对坯块中的PMMA的热分解行为进行了理论研究和实验验证 .假设进行一级反应 ,根据各种升温速率的热重计算结果 ,得到了喂料中PMMA热分解反应速率的理论计算表达式 :ln(1-α) =1 33× 10 9t·exp(- 1479/T) ;对厚度为 6 .37mm的注射坯充分溶剂脱脂后 ,验证了坯块中PMMA分解速率 ,发现在 35 0℃和 40 0℃时等温脱脂的速率与理论值较接近 ,但低于理论值 ;经过优化 ,对 6 .37mm厚的注射坯 ,采取 5～ 10℃ /min的升温速度升温 ,可在 2h内完成热脱脂过程     

镁合金熔体中超声空化泡行为的数值模拟

以超声空化理论为基础,应用Matlab软件对Rayleigh-Plesset方程进行了数值模拟计算,主要研究了不同超声条件(超声频率、声压幅值和空化泡初始平衡半径)对镁合金熔体中空化泡行为的影响,并且探讨了声压幅值和熔体主体温度对空化泡崩溃时的泡内温度和压力的影响.结果表明,较低的超声频率和熔体主体温度、较高的声压幅值以及小于或等于共振尺寸的空化泡初始平衡半径有利于超声空化效应.     

浅谈塑料成型加工工艺

介绍了塑料成型工艺的加工特点和塑料的一般生产过程,并对注射成型、挤出成型、压制成型以及塑料的其他成型方法与设备进行了阐述.