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纳米铜粒/石蜡温敏复合材料的研制

作　者: 徐斌
导　师: 楼白杨
学　校: 浙江工业大学
专　业: 材料学
关键词: 热敏性热膨胀性热稳定性纳米复合材料铜石蜡高能球磨有限元
分类号: TB333
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文首先研究了纳米铜粒／石蜡温敏复合材料的制备方法，利用高能球磨法制备了纳米铜粒／石蜡复合颗粒。用扫描电镜(SEM)对复合颗粒的表面形貌进行观察，分析颗粒的粒度、团聚情况等，用透射电镜(TEM)观察分析了复合颗粒中铜的形貌、粒径及复合颗粒的精细结构，X射线衍射(XRD)分析复合颗粒物相组成。通过压力成型的方法获得纳米铜粒／石蜡温敏复合材料。研究了复合材料不同成型工艺、球磨时间以及复合材料中所含铜粉和石蜡不同质量配比对复合材料热敏性、热膨胀性和热稳定性的影响。对复合颗粒进行压力成型后制备的复合材料进行性能测试分析表明：热压成型工艺通过改变复合材料的致密度来影响材料的热敏性和热膨胀性。高能球磨工艺主要通过改变球磨时间使铜粒形状和粒径发生变化来影响复合材料的热敏性，以及改变铜粉和石蜡的质量比使纳米铜粒和石蜡的复合界面发生变化来影响材料的热敏性、热膨胀性和热稳定性。使用ANSYS有限元分析软件，分别对石蜡和铜受热时内部温度场分布进行了模拟，理论计算出圆柱状石蜡和圆柱状铜整体达到热平衡状态所需的时间，并且和实验中所测纳米铜粒／石蜡温敏复合材料达到热平衡状态所需的加热时间进行了对比分析。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-23
  1.1 引言  9
  1.2 温敏材料研究现状  9-12
    1.2.1 双金属片  9-10
    1.2.2 形状记忆合金  10
    1.2.3 温敏形状记忆聚合物  10-11
    1.2.4 温敏铁氧体  11-12
  1.3 高能球磨法制备纳米铜粒／石蜡温敏复合材料  12-21
    1.3.1 石蜡的研究及应用现状  12-13
    1.3.2 高能球磨  13-15
    1.3.3 金属粒子／有机物复合材料的导热机理  15
    1.3.4 金属粒子／有机物复合材料导热系数模型  15-21
    1.3.5 金属粒子／有机物复合材料研究现状  21
  1.4 课题的提出  21-23
第二章试验设计、方法、材料及设备  23-32
  2.1 本实验研究方法和技术路线  23
  2.2 纳米铜粒／石蜡复合颗粒的制备  23-26
    2.2.1 实验材料  23-24
    2.2.2 实验设备  24-25
    2.2.3 高能球磨主要工艺参数选择  25-26
  2.3 纳米铜粒／石蜡复合颗粒组织结构和形貌表征  26-28
    2.3.1 SEM分析  26
    2.3.2 TEM分析  26-27
    2.3.3 X射线衍射分析  27-28
  2.4 纳米铜粒／石蜡温敏复合材料的制备  28-29
  2.5 纳米铜粒／石蜡温敏复合材料性能测试  29-32
    2.5.1 性能测试设备  29-30
    2.5.2 边界条件的确定  30
    2.5.3 复合材料性能定义  30-32
第三章纳米铜粒／石蜡复合颗粒形貌表征和组织结构  32-37
  3.1 引言  32
  3.2 复合颗粒的表面形貌特征  32-35
  3.3 复合颗粒的相结构  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章成型工艺对复合材料的影响  37-44
  4.1 引言  37
  4.2 成型工艺对复合材料热敏性的影响  37-38
  4.3 成型工艺对复合材料热膨胀性的影响  38-41
  4.4 成型工艺对复合材料热稳定性的影响  41
  4.5 结果分析和讨论  41-43
    4.5.1 成型工艺和复合材料热敏性的关系解释  41-42
    4.5.2 成型工艺与复合材料热膨胀性的关系解释  42-43
  4.6 本章小结  43-44
第五章球磨时间对复合材料的影响  44-51
  5.1 引言  44
  5.2 球磨时间对复合材料热敏性的影响  44-46
  5.3 球磨时间对复合材料热膨胀性的影响  46-47
  5.4 球磨时间对复合材料热稳定性的影响  47-48
  5.5 结果分析和讨论  48-50
    5.5.1 球磨时间和复合材料热敏性的关系解释  48-49
    5.5.2 球磨时间和复合材料热膨胀性的关系解释  49-50
  5.6 本章小结  50-51
第六章铜粉和石蜡不同质量比对复合材料的影响  51-61
  6.1 引言  51
  6.2 包覆在纳米铜粒上的石蜡层厚度的数学模型  51-52
  6.3 铜粉和石蜡不同质量比对复合材料热敏性的影响  52-54
  6.4 铜粉和石蜡不同质量比对复合材料热膨胀性的影响  54-55
  6.5 铜粉和石蜡不同质量比对复合材料热稳定性的影响  55-57
  6.6 结果分析和讨论  57-60
    6.6.1 铜粉和石蜡不同质量比与复合材料热敏性的关系解释  57
    6.6.2 铜粉和石蜡不同质量比与复合材料热膨胀性的关系解释  57-59
    6.6.3 铜粉和石蜡不同质量比与复合材料热稳定性的关系解释  59-60
  6.7 本章小结  60-61
第七章模拟结果及分析  61-69
  7.1 引言  61
  7.2 石蜡内部的温度场模拟  61-65
    7.2.1 计算参数的选取  61-62
    7.2.2 计算结果和分析  62-65
  7.3 铜内部的温度场模拟  65-68
    7.3.1 计算参数的选取  65-66
    7.3.2 计算结果和分析  66-68
  7.4 石蜡和铜导热能力对比分析  68
  7.5 本章小结  68-69
第八章本文结论  69-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

纳米铜粒/石蜡温敏复合材料的研制

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