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面向金属/树脂复合材料的纳米注塑成型技术综述
被引量：
5
1
作者
李颖
梅园
+2 位作者
王颖
孟凡彬
周祚万
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第13期2295-2303,共9页
在交通运输和电子等行业,产品的能源消耗大、成本高,使得人们追求更轻、强度更高的产品。特别是在电子封装领域,与轻质、易加工、高强度的金属/树脂复合材料相比,纯金属或者纯树脂产品已逐渐失去竞争力。金属/树脂复合材料是指金属与树...
在交通运输和电子等行业,产品的能源消耗大、成本高,使得人们追求更轻、强度更高的产品。特别是在电子封装领域,与轻质、易加工、高强度的金属/树脂复合材料相比,纯金属或者纯树脂产品已逐渐失去竞争力。金属/树脂复合材料是指金属与树脂以某种形式粘接起来的复合材料,除粘接界面是两相相互贯穿的复合体外,其余部分以各自体相单独存在。因粘接界面间的化学作用和较强的物理锚栓作用,复合材料具有较强的粘接性能,而非界面区域两相的单独存在使得复合材料具有金属与树脂双重特性。金属/树脂复合材料的最大技术难点在于如何实现金属与树脂两相界面的牢固粘接。由于金属与树脂的性质差异较大,这种复合材料的加工方法不同于金属之间的焊接加工,也不同于树脂之间的熔融共混。因此,如何高效地制得低成本、性能优异的金属/树脂复合材料已成为这一领域的研究热点。目前,金属/树脂复合材料的加工方法主要有层压、激光焊接、摩擦叠焊、搅拌摩擦焊、超声焊接和纳米注塑等。其中,层压法只能用于制备结构简单、尺寸较大的产品;激光焊接、摩擦叠焊和搅拌摩擦焊会损伤制品表面,影响美观;超声焊接工艺复杂。而纳米注塑成型技术(Nano-molding technique,NMT)可实现金属/树脂复合材料的一体化制备,同时兼顾两相的粘接强度和制品的灵活设计,从而成为制备金属/树脂复合材料的重要技术方法并得到广泛研究。为了制得性能优异的金属/树脂复合材料,NMT的原理与工艺技术被不断探索与完善。目前较为被认可的NMT原理是:胺系化合物和特定树脂发生反应并产生热量,促进树脂在纳米孔中的流动;嵌入金属表面的树脂固化后在两相间形成锚栓作用,极大地增强了两相界面的粘接强度。NMT所适用的金属由原来的铝合金推广到了铜、不锈钢、钛、镁等金属。所用的树脂也由原先的几种工程树脂扩展到了聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)和聚酰胺(PA)等一系列树脂。文章重点概述了NMT技术的粘接原理、工艺流程、性能测试、技术研究进展以及相关应用,并对其今后发展方向与亟待解决的问题进行了相关讨论。
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关键词
金属/树脂复合材料
纳米注塑成型技术(NMT)
粘接原理
工艺流程
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职称材料
6061铝合金/碳纤维增强PA6熔融沉积一体化连接界面调控
2
作者
檀财旺
李奇戈
+4 位作者
苏健晖
刘福运
覃春林
林丹阳
宋晓国
《焊接学报》
2025年第11期1-9,共9页
随着高端制造向轻量化、高性能方向发展,异质材料的高效连接技术已成为轨道交通、航空航天等行业的关键.铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的异质轻质结构的需求日益强烈.为了实现二者的高强度连接,基于熔融沉积成形(FDM)技术,在...
随着高端制造向轻量化、高性能方向发展,异质材料的高效连接技术已成为轨道交通、航空航天等行业的关键.铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的异质轻质结构的需求日益强烈.为了实现二者的高强度连接,基于熔融沉积成形(FDM)技术,在1.5 mm厚的6061Al表面直接打印碳纤维增强聚酰胺6(CF-PA6)丝材,以实现铝合金/CFRTP复合结构的一体化制造.研究了打印温度和表面微织构对于6061Al/CF-PA6 FDM打印接头的影响规律和界面连接机理.结果表明,温度决定树脂熔融状态及润湿铺展特性,从而直接影响界面结合强度,直接打印时,打印温度270℃,接头拉剪力为885 N,抗拉强度达到2.2 MPa.为进一步提升接头强度,采用纳秒脉冲激光在铝合金表面制备微结构,结果表明,微结构可增大表面粗糙度,并促进熔融树脂在铝合金表面的润湿铺展,在优化的工艺参数下,树脂能完全填充铝合金表面的微结构.连接界面通过机械嵌合效果有效提升了接头的性能,接头拉剪力为1 764 N,拉伸剪切强度达到4.4 MPa.
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关键词
金属/
树脂
基
复合材料
熔融沉积成形
一体化制造
界面调控
激光刻蚀
机械嵌合
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职称材料
题名
面向金属/树脂复合材料的纳米注塑成型技术综述
被引量：
5
1
作者
李颖
梅园
王颖
孟凡彬
周祚万
机构
西南交通大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第13期2295-2303,共9页
基金
四川省支撑计划项目(2016GZ0229)
四川省科技支撑计划(2016GZ0224
+1 种基金
2016CZYZF0003)
中央高校基本科研业务费(2682016CX069)
文摘
在交通运输和电子等行业,产品的能源消耗大、成本高,使得人们追求更轻、强度更高的产品。特别是在电子封装领域,与轻质、易加工、高强度的金属/树脂复合材料相比,纯金属或者纯树脂产品已逐渐失去竞争力。金属/树脂复合材料是指金属与树脂以某种形式粘接起来的复合材料,除粘接界面是两相相互贯穿的复合体外,其余部分以各自体相单独存在。因粘接界面间的化学作用和较强的物理锚栓作用,复合材料具有较强的粘接性能,而非界面区域两相的单独存在使得复合材料具有金属与树脂双重特性。金属/树脂复合材料的最大技术难点在于如何实现金属与树脂两相界面的牢固粘接。由于金属与树脂的性质差异较大,这种复合材料的加工方法不同于金属之间的焊接加工,也不同于树脂之间的熔融共混。因此,如何高效地制得低成本、性能优异的金属/树脂复合材料已成为这一领域的研究热点。目前,金属/树脂复合材料的加工方法主要有层压、激光焊接、摩擦叠焊、搅拌摩擦焊、超声焊接和纳米注塑等。其中,层压法只能用于制备结构简单、尺寸较大的产品;激光焊接、摩擦叠焊和搅拌摩擦焊会损伤制品表面,影响美观;超声焊接工艺复杂。而纳米注塑成型技术(Nano-molding technique,NMT)可实现金属/树脂复合材料的一体化制备,同时兼顾两相的粘接强度和制品的灵活设计,从而成为制备金属/树脂复合材料的重要技术方法并得到广泛研究。为了制得性能优异的金属/树脂复合材料,NMT的原理与工艺技术被不断探索与完善。目前较为被认可的NMT原理是:胺系化合物和特定树脂发生反应并产生热量,促进树脂在纳米孔中的流动;嵌入金属表面的树脂固化后在两相间形成锚栓作用,极大地增强了两相界面的粘接强度。NMT所适用的金属由原来的铝合金推广到了铜、不锈钢、钛、镁等金属。所用的树脂也由原先的几种工程树脂扩展到了聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)和聚酰胺(PA)等一系列树脂。文章重点概述了NMT技术的粘接原理、工艺流程、性能测试、技术研究进展以及相关应用,并对其今后发展方向与亟待解决的问题进行了相关讨论。
关键词
金属/树脂复合材料
纳米注塑成型技术(NMT)
粘接原理
工艺流程
Keywords
metal/polymer composite
nano-molding technique （NMT）
bonding mechanism
manufacture process
分类号
TB333 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
6061铝合金/碳纤维增强PA6熔融沉积一体化连接界面调控
2
作者
檀财旺
李奇戈
苏健晖
刘福运
覃春林
林丹阳
宋晓国
机构
哈尔滨工业大学
出处
《焊接学报》
2025年第11期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074097)
上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室开放课题(202502)。
文摘
随着高端制造向轻量化、高性能方向发展,异质材料的高效连接技术已成为轨道交通、航空航天等行业的关键.铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的异质轻质结构的需求日益强烈.为了实现二者的高强度连接,基于熔融沉积成形(FDM)技术,在1.5 mm厚的6061Al表面直接打印碳纤维增强聚酰胺6(CF-PA6)丝材,以实现铝合金/CFRTP复合结构的一体化制造.研究了打印温度和表面微织构对于6061Al/CF-PA6 FDM打印接头的影响规律和界面连接机理.结果表明,温度决定树脂熔融状态及润湿铺展特性,从而直接影响界面结合强度,直接打印时,打印温度270℃,接头拉剪力为885 N,抗拉强度达到2.2 MPa.为进一步提升接头强度,采用纳秒脉冲激光在铝合金表面制备微结构,结果表明,微结构可增大表面粗糙度,并促进熔融树脂在铝合金表面的润湿铺展,在优化的工艺参数下,树脂能完全填充铝合金表面的微结构.连接界面通过机械嵌合效果有效提升了接头的性能,接头拉剪力为1 764 N,拉伸剪切强度达到4.4 MPa.
关键词
金属/
树脂
基
复合材料
熔融沉积成形
一体化制造
界面调控
激光刻蚀
机械嵌合
Keywords
metal/resin-matrix composite
fused deposition modeling
integrated manufacturing
interfacial regulation
laser etching
mechanical interlocking
分类号
TG456.9 [金属学及工艺]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向金属/树脂复合材料的纳米注塑成型技术综述
李颖
梅园
王颖
孟凡彬
周祚万
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
5
在线阅读
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职称材料
2
6061铝合金/碳纤维增强PA6熔融沉积一体化连接界面调控
檀财旺
李奇戈
苏健晖
刘福运
覃春林
林丹阳
宋晓国
《焊接学报》
2025
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职称材料
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