毕业设计(论文)外文资料翻译-通过注射成型制造压电陶瓷聚合物复合材料.docVIP

毕业设计(论文)外文资料翻译 外文出处： A. Safari and D. J. Waller, Fine Scale PZT Fiber/Polymer Composites” 附件1：外文资料翻译译文 通过注射成型制造压电陶瓷/聚合物复合材料 Leslie J. Bowen 和 Kenneth W. French 原料系统(有限)公司 摩洛哥康考德希尔克雷斯特53号, 邮编01742 摘要宾夕法尼亚州立大学材料研究室压电陶瓷/聚合物复合材料作为美国海军研究局的资助计划旨在开发具有成本效益材料系统压电陶瓷/聚合物复合材料纽纳姆宾州州立大学宾州州立大学容性；材料的低浪费；有关传感器设计的柔性(允许PZT中元素空间和形状的变化)；以及在中量至大量之间的低成本。一般来说，由于最初加工的高成本，陶瓷注射成型的方法是最适用于复杂形状的构成，需要低成本大批量。 图1 注射成型过程流程 图2 制作合成物的预成型方法 合成物的制造及评价 制造1-3压电复合材料的方法如图2a所示，这阐述了使用一个完整的陶瓷 胚型到纤维定位作用的压电陶瓷预先成型的概念。在聚合物封装后采用磨削去除陶瓷胚。除了简化许多纤维的处理，这种预先成型的方法允许广泛地选择压电陶瓷元素几何元素范围，以使其性能最优化。工具的设计是取得注塑压电复合材料成功的重要因素。如图2b所示的方法使用了无需导致额外重组成本的嵌入式的并允许局部变化的设计。图2c所示如何配置个别的预加工的成品以形成大批生产 在实践中，材料和成型参数必须最优化并成型工具的设计相结合以实现在成型后完整的脱模。关键的参数包括：压电陶瓷/装夹工具之比，压电元件的直径和锥度，压电陶瓷基本轴向厚度，工具表面的磨光，以及成型零件的脱模机构的设计。为了评估这些工艺参数而不承担过多的工艺成本，一种工具的设计根据实验目的采用只有两排的各自19个压电陶瓷要素。每一行的要素都包括三个锥角(0，1和2度)以及两个直径(0.5mm和1mm)。为了容许成型收缩，预加工的工件尺寸维持在50mmX50mm，以尽量减少在制模周期中的冷却部分折断外层纤维的可能性。 图3所示的绿色陶瓷瓶坯的制造使用这种工具配置。请注意，所有压电陶瓷在成型后的完整的脱模，包括那些没有纵向尖端不方便的脱模。空气中的缓慢加热已经被发现是一个适合去除有机粘合剂的方法。最后，烧坏的粘合剂被烧结在一个理论值在97-98%的富含氧化铅的气体中。在烧结这些合成物型坯时没有遇到任何控制重量减轻的问题，甚至是那些用于高频超声的高尺寸精度，高表面质量的型坯。 图3 注射成型1-3预成型合成物 图4 电子显微镜扫描PZT表面 图4说明了表面为压模和作为烧结的纤维，显示出大约10um宽的存在的浅的折线，这是在注射成型过程中特有的。那个沿其长度方向显现出微小孔型设计的纤维取决于从工具中的脱模过程。图5所示近似网状的成型方式用于制造非常精细尺度的型坯的能力；所示压电元件的尺寸只有30um。由作为这些烧结的表面指出，压电陶瓷的显微结构是密集且均匀的，由直径为2-3um的细碎的等轴晶体构成。 图5 由近似网状的成型的精密尺度的合成物 为了示范上述合成物制造的方法，注射成型和烧结的纤维行在用于成型合成物型坯的压电陶瓷被磨光之后，大约总体10%的5H*压电陶瓷合成物以及环氧树脂Spurrs在制造时通过环氧成对封装。图6所示复合材料样品使用刚才复合的压电陶瓷/粘结剂混合物以及再生材料制造。回收复合物和成型的材料似乎是完全可行的，并且结果大大提高材料的利用率。 表1比较了使用粉末制造商准备好的那些被报道的用于模压的5H压电陶瓷样品注射成型压电陶瓷样品的压电和介电的性能。当烧结条件最优于压电陶瓷5H的条件，压电和介电的性能都较所有材料有可比性。当压电陶瓷5H的原料物质被考虑到受注射成型设备污染铁的敏感性，这些有关的测量方法对于这种注射成型的压电陶瓷材料可以忽略这类污染。 *粉末的提供方是俄亥俄州贝德福德的摩根士丹利公司，105A街区。 表1 压电陶瓷注塑成型的参数 图6 上述方法精制压电陶瓷/树脂合成物的注塑成型 总结 陶瓷注射成型已被证明是一种可行的制造压电陶瓷和压电陶瓷/聚合物传感器的方法。注射成型压电陶瓷的电相关特性区别于那些通过传统的准备好的粉末压模，没有证据证明在混合物以及成型设备中产生的金属杂质会产生污染影响。通过陶瓷的注射成型来制造合成物型坯，之后使用型坯来形成大批生产，此种方法已经证明用于网状大量制造压电复合物传感器。 致谢 这项工作由海军研究事务所的Stephen