聚合物自清潔表面微熱壓成型的機(jī)理研究.pdf

1、換熱設(shè)備結(jié)垢會導(dǎo)致?lián)Q熱器傳熱效率降低和能耗增加，為此，換熱設(shè)備結(jié)垢的自清潔技術(shù)是實現(xiàn)其節(jié)能減排急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。荷葉出污泥而不染的自清潔仿生機(jī)理研究表明解決表面結(jié)垢問題的的技術(shù)關(guān)鍵是通過在高能表面形成納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙表面，這可以獲得類似的仿生自清潔功能，而實現(xiàn)這一仿生自清潔目標(biāo)的技術(shù)關(guān)鍵是納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面的加工成型技術(shù)。基于這一工程背景，本文研究了納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面微熱壓成型技術(shù)，通過數(shù)值模擬研究了成型工

2、藝參數(shù)、基片材料性能參數(shù)和納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面形貌對微熱壓成型過程的影響規(guī)律，揭示了納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面微熱壓成型機(jī)理，明晰了關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)，為納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面微熱壓成型技術(shù)向以科學(xué)求質(zhì)量、以技術(shù)保成功的全流程綜合控制的工業(yè)化科學(xué)制造轉(zhuǎn)化奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。主要取得如下成果：
　　基于納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面微熱壓成型的黏彈性、屈服、軟化、硬化四個本質(zhì)力學(xué)變形特性和連續(xù)固相相變演化

3、特點，結(jié)合大溫度變化范圍大變形應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線實驗結(jié)果，篩選出能預(yù)測相變演化影響的熱機(jī)械大變形黏彈性-塑性應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型；
　　通過數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)、基片材料特性和自清潔功能表面形貌對納米微觀結(jié)構(gòu)粗糙自清潔功能表面微熱壓成型過程的影響規(guī)律，研究表明基片彈性模量、熱壓成型溫度和壓力是影響制品品質(zhì)的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)，熱壓成型壓力和成型變形應(yīng)力與熱壓成型溫度和模腔流道直徑呈負(fù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，提高其熱壓成型溫度至跨越基片材料玻璃化轉(zhuǎn)變

4、溫度，使基片材料處于黏彈性高彈態(tài)，可使熱壓成型壓力和成型變形應(yīng)力趨于最小值，有利于成型制品脫模和避免基片熱壓成型斷裂損傷和變形失效；
　　研究發(fā)現(xiàn)基片材料改變對熱壓成型充填過程影響主要體現(xiàn)在反映基片材料抗變形能力的機(jī)械性能指標(biāo)彈性模量，而基片材料固相連續(xù)相變演化是造成彈性模量急劇突降的主控因素；
　　圓柱模型和圓錐臺模型熱壓成型過程對比分析研究表明，圓錐臺模型微熱壓成型壓力和變形應(yīng)力明顯大于圓柱模型微熱壓成型壓力和變形應(yīng)力，