【环氧板】材料的多样性

液态金属搅拌铸造法是利用传统,或简单浇铸成锭坯经通过搅拌使颗粒均匀地分散在液态金属中,然后酒晋用来制备颗进挤压、礼制亭二次加工制备工件，完成金属基环氧板材料制备的在垫大颗粒的分散，因粒增强的金凤基环氧板材料。随着增强颗粒的加人，金属熔体附该万法不法合制备高体积分数的环氧板材料。另外，连续纤维不易在搬热金放程中均匀混合在科波态金属搅拌铸造法借波态金属中。因此，该方法也不适于制备连续纤维增强的规核生产，是工业制备颗粒增强金助传统的金属铸造设备即可完成，艺简单,成本低,适合大规模生属基环氧板材料的主要方法。

在液态金属搅拌艺过程中,由于增强顺粒的团聚沉淀以及增强颗粒与金属据体气的吸较差，颗粒较难在金属基体中均匀分散;强烈的搅拌容易造成金属熔体的氧化和大量空气的吸人。该方法最关键的问题是颗粒在金属基体中的均匀分散及金属的氧化防护。主要措施：

(1)在金属熔体中添加合金元素:某些合金元素可以降低金属熔体的表面张力，改善液态金属与陶瓷颡粒的润湿性。例如在铝熔体中加人钙、镁、锂等元索可以明显降低熔体的表面张力，提高铝熔体对陶瓷颗粒的润湿性，有利于陶瓷颗粒在熔体中的分散，提高其环氧板效率。

(2)颗粒表面处理:比较简单有效的方法是对颗粒进行高温热处理,使有害物质在高温下挥发、脱除。有些颗粒,如SiC,在高温处理过程中发生氧化，在表面生成SiO2薄层，可以明显改善熔融铝合金基体对颗粒的润湿性，也可以通过电镀、化学镀等方法使陶瓷颗粒表面改性，从而改善润湿性。

(3)环氧板过程的气氛控制:由于液态金属氧化生成的氧化膜阻止金属与颗粒的混合和润湿,吸人的气体又会造成大量的气孔，严重影响环氧板材料的质量,因而要采用真空或惰性气体保护来防止金属熔体的氧化和吸气。

(4)有效的搅拌:强烈的搅动可使液态金属以高的剪切速度流过颗粒表面，能有效改善金属与颗粒之间的润湿性，促进颗粒在液态金属中的均匀分布。通常采取高速旋转的机械搅拌或超声波搅拌来强化搅拌过程。

(5)缩短凝固时间:由于增强颗粒与金属熔体密度不同，在停止搅拌后及浇人到铸型的凝固过程中会发生增强颗粒的上浮或下沉现象,造成增强颗粒的分布不均匀，因而需要减少搅拌后的停留时间及缩短凝固时间来避免增强颗粒在金属基体中的分布不均匀。

(6)选择适当的铸造工艺:因固体颗粒的加人,熔体的流动性显著降低、充型能力不好，股采用挤压铸造、液态模锻等工艺比较合适。

金属搅拌铸造法根据工艺特点及所选用的设备差异,可分为旋涡法、杜拉肯(Duralcon)法

金属基环氧板材料制备的关键是实现增强相与金属基体的合理结合,充分发挥增强体的增强效果，提高金属基环氧板材料性能。稳定、高效低成本的制备技术是金属基环氧板材料技术发展的关键,是金属基环氧板材料商业化应用的基础。目前金属基环氧板材料制备技术的主要发展方向为新型高性能环氧板材料制备技术和环氧板材料的低成本制备技术。前者的目标是制备新型环氧板材料(例如石墨烯增强环氧板材料)、高体积分数增强体环氧板材料等。后者的目标是降低环氧板材料制备成本，提高制备工艺的稳定性等。

环氧板材料的多样性决定了其设计方法的多样性，其主要设计理念有“微结构一性能”材料结构”和“胯尺度闭环设计”等。“微结构性能"体化设计理念是 指村料的性能取决于材料的多尺度微结构通过对材料微结构的设计，达到某种性能要求:“材料结构”一体化设计理念是指在进行宏观的结构设计时，考虑材料的因素，从材料的多尺度微结构和宏观结构两方面进行优化设计，达到某种使用要求;“跨尺度闭环设计”理念是指根据某种使用要求，设计材料的多尺度微结构及其制备工艺，并通过考核验证或优化设计结果。

在环氧板材料设计完成后，制备工艺原理就是制备性能优异环氧板材料的基础。环氧板材料制备工艺方法主要有液相法、气相法和固相法。不同的工艺方法有不同的原理。

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