第四章复合材料焊接
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⾦属基复合材料重点
第⼀章1.内⽣增强的⾦属基复合材料具有如下特点(第5页):
1)增强体是从⾦属基体中原位形核、长⼤的热⼒学稳定相,因此,增强体表⾯⽆污染,避免了与基体相容性不良的问题,且界⾯结合强度⾼。2)通过合理选择反应元素(或化合物)的类型、成分及其反应性,可有效地控制原位⽣成增强体的种类、⼤⼩、分布和数量。3)省去了增强体单独合成、处理和加⼊等⼯序,因此,其⼯艺简单,成本较低。
4)从液态⾦属基体汇总原位形成增强体的⼯艺,可⽤铸造⽅法制备形状复杂、尺⼨较⼤的近净成形构件。
5)在保证材料具有较好的韧性和⾼温性能的同时,可较⼤幅度地提⾼材料的强度和弹性模量。
第⼆章1.增强体的作⽤(第8页)
增强体是⾦属基复合材料的重要组成部分,它起着提⾼⾦属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作⽤。2.选择增强体的主要考虑因素(5个)(原则)展开
(1)⼒学性能:杨⽒模量和塑性强度;
(2)物理性能:密度和热扩散系数;
(3)⼏何特性:形貌和尺⼨;
(4)物理化学相容性;
(5)成本因素。
第三章3.分析论述⾦属基复合材料的可设计性(为什么复合材料具有可设计性)
(1)复合材料是由增强体、基体、界⾯三部分组成。
(2)基体和增强体材料是可以选择的,⽐如增强体的⼤⼩、形貌、分布等都会造成所制备复合材料性能的不同。同时,⾦属基体的组分⽐例也将影响复合材料表现出的宏观性能。(3)界⾯的设计:
(4)此外,选择不同的制备⼯艺和成型⼯艺也会影响复合材料性能。
(5)设计者可以根据外部环境的变化与要求来设计具有不同特性与性能的复合材料,以满⾜⼯程实际对⾼性能复合材料及结构的要求。
(6)复合材料在弹性模量、线膨胀系数和材料强度等⽅⾯具有明显的各向异性性质,可以根据不同⽅向上对刚度和强度等性能的特殊要求来设计复合材料及结构。
(7)复合材料的不均匀也是其显著特点。复合材料的⼏何⾮线性及物理⾮线性也是要特殊考虑的。
(8)复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构,因此可以采⽤⼒学理论和数值分析⼿段对其进⾏设计。
1 第三章 焊接和元器件装配
目标规划
(一)知识目标:
了解电烙铁的结构及特点;
熟悉手工焊接五步法的方法和步骤;
掌握常用元器件的装配,引脚成型加工方法。
了解元器件的焊接工艺要求,质量分析。
(二)技能目标:
掌握电烙铁的检测、维护及正确的使用方法;
学会常用元器件引线的成型加工工艺;
学会在印制电路板上按工艺要求进行元件插装和焊接;
学会在印制电路板上按工艺要求对元器件进行拆焊。
2 3 现在,在电子设备的大规模生产中,焊接和元器件装配已不需要由人工来完成。但在电子设备的试制和维修过程中,仍然需要人工焊接及拆焊。元件的焊接和装配是一门重要的技术和工艺,元件焊接的质量将直接影响电子设备的工作性能和寿命。下面简单介绍焊接和元件装配中所要用到的仪器及一些注意事项。
第一节 电烙铁
一、 常用电烙铁介绍
电烙铁是用来熔化焊锡、熔接元件的一种工具,根据烙铁心与烙铁头位置的不同可分为内热式和外热式两种。见图3.1.1
图3.1.1电烙铁的结构
1、外热式电烙铁
因烙铁头放在烙铁心内故称之为外热式。烙铁头是由紫铜做成,具有较好的传热性能。烙铁头的体积、形状、长短与工作所需的温度和工作环境等有关。常用的烙铁头有方形、圆锥形、椭圆形等。烙铁头的温度可以通过烙铁头固定螺钉来调节。外热式电烙铁的规格有多种,常用的有25W、45W、75W、100W等,但其热利用率相对内热式要低得多,如40W的外热式只相当于20W的内热式。
2、内热式电烙铁
内热式电烙铁由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁头、烙铁心等组成。烙铁心被烙铁头包起来故称为内热式。烙铁头的温度也可以通过移动铜头与烙铁心的相对位置来调节。内热式电烙铁发热快、热效率高、体积小、重量轻,故目前用得较多。以上二种烙铁实物见图3.1.1
图3.1.2吸锡烙铁 4 3、吸焊电烙铁
吸焊电烙铁用于对焊点进行拆焊。见图3.1.2吸锡烙铁。主要由含电热丝的外壁、弹簧及柱状内心组成。使用时,挤压内心使弹簧变型,待焊点熔化后,按下卡内心的按钮,弹簧迅速恢复形变,弹起内心,在吸锡口形成强劲气流,将熔化的焊料吸走,以便拆卸元件。
第四章 填充改性及纤维增强复合材料
4.0 本章介绍
1、 主要内容:
填充增强材料 粉体增强复合材料 纤维增强复合材料 复习指导
2、 重点:填充增强材料 粉体增强复合材料 纤维增强复合材料
3、 难点:填充增强材料 粉体增强复合材料 纤维增强复合材料
4、 教学要求:
(1)掌握填充增强材料,粉体增强复合材料以及纤维增强复合材料的种类和各种代表物
在聚合物的加工成型过程中,多数情况下,可以加入数量多少不等的填充剂。这些填充剂大多是无机粉体材料。人们在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成本,但也有很多时候是为了改善聚合物的性能,这就是填充改性。由于填充剂大多是无机物,所以填充改性涉及有机高分子材料与无机物在性能上的差异与互补,这就为填充改性提供了宽广的研究空间和应用领域。在填充改性体系中,炭黑对橡胶的补强是最为卓越的范例。正是这一补强体系,促进了橡胶工业的发展。
在塑料领域,填充改性不仅可以改善产品性能,而且在降低成本方面也发挥了重要作用。
单一材料有时不能满足实际使用的某些要求,人们就把两种或两种以上的材料制成复合材料,以克服单一材料在使用上的性能弱点,改进原来单一材料的性能,并通过各组分间的协同作用,达到材料综合利用的目的,以提高使用与经济效益。纤维增强复合材料,其主要性能特点是质量轻、强度高、力学性能好。不仅如此,还可以通过复合设计使产品在电绝缘性、化学稳定性、热性能方面得到综合提高,因此有关纤维增强聚合物复合材料的研究与应用一直受到人们的广泛重视。
4.1填充增强材料
4.1.1粉体增强材料
填料的种类繁多,可按多种方法进行分类。按形状划分有粉状、粒状、片状、纤维状等。
按化学成分,可分为有机填料和无机填料两大类。实际应用的填料大多数为无机填抖。进一步划分,可分为碳酸盐类、硅酸盐类、金属氧化物与金属氢氧化物类、金属粉类、碳素类等。
复合材料的连接技术
复合材料是由两种或多种不同材料按规定方式组合而成的新材料。由于复合材料具有结构轻、强度高、刚性好、耐热耐腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。而连接技术在复合材料的制造和应用中起着至关重要的作用。
一、面板接头技术
面板接头技术是将两块或多块面板连接在一起的一种常见连接技术。常用的面板接头技术包括胶接、机械连接和固化连接。
1.胶接技术
胶接是一种常用的连接技术,通过胶粘剂将两个或多个面板连接在一起。胶接技术适用于连接不同材料的复合材料,可以提供良好的强度和刚度。常用的胶粘剂有环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸酯等。胶接的优点是连接面积大、均匀受力、密封性好,缺点是工艺复杂、需要专用设备、对环境要求较高。
2.机械连接技术
机械连接是通过螺栓、铆钉、螺母等机械连接件将面板连接在一起。机械连接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料,可以提供较高的强度和刚度。机械连接的优点是工艺简单、易于实施,缺点是容易产生应力集中、连接面处存在较大孔隙和裂纹。
3.固化连接技术
固化连接是通过填充固化剂将两个或多个面板连接在一起。固化连接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料,可以提供良好的强度和刚度。常用的固化剂有聚氨酯、环氧树脂、聚酰亚胺等。固化连接的优点是工艺简单、无需专用设备,缺点是连接面积有限、需要特殊固化条件。
二、管接头技术
管接头技术是将两根或多根管材连接在一起的一种常见连接技术。常用的管接头技术包括钎焊、焊接、胶接和机械连接。
1.钎焊技术
钎焊是一种常用的连接技术,通过热源使钎料熔化并流入连接部位形成连接。钎焊技术适用于连接同种或相似材料的复合材料,可以提供较高的强度和密封性。常用的钎料有铜、银、镍等。钎焊的优点是连接坚固、密封性好,缺点是需要高温操作、对环境要求较高。
2.焊接技术
焊接是一种常用的连接技术,通过高温使被连接材料熔化并形成连接。焊接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料,可以提供较高的强度和刚度。常用的焊接方式有电弧焊、氩弧焊、激光焊等。焊接的优点是连接坚固、工艺稳定,缺点是需要高温操作、容易产生应力集中。