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本课题组已经用超细级三氧化二铝(Al2O3)粉体(粒径≤1μm)填充不饱和聚酯树脂(UPR),以悬浮聚合的方法制备出一种用于精细微加工中水“砂”混合喷射的复合微粒磨料。这种喷射磨料的产率达到了60%左右(目标粒径范围在140μm~250μm之间),本文希望在保持高产率的基础上,进一步提高复合微粒的性能,期望得到的目标产物硬度大、密度高并且强度好。 首先,要提高Al2O3粉体的利用率,使它易于与有机相结合,减少其在水相中的损失,就必须对其进行表面改性。本文主要采用硅烷偶联剂改性Al2O3粉体,考察并比较了KH-570和KH-560改性Al2O3粉体的方法、工艺以及效果。 结果表明,采用湿法处理工艺效果较好,通过亲油化度的测定得到了合理的改性参数,对比发现KH-570的改性效果要优于KH-560,因此本文选取KH-570作为表面改性剂,改性参数为:KH-570用量6%、温度90℃及时间3.5hr。 其次,建立悬浮聚合UPR/Al2O3复合微粒物理及力学性能的测试方法:通过灼烧实验、密度测试和微观分析,考察影响UPR/Al2O3复合微粒各物理性能的因素;从复合材料基体的基本力学性能出发,着重研究UPR/Al2O3复合微粒硬度测试的制样方法、系统误差、测试范围及可行性。 结果表明,在相同的Al2O3添加量下,改性后的Al2O3与UPR复合出的微粒(1#)与未改性的Al2O3与UPR复合出的微粒(2#)相比较:前者密度大并且Al2O3粉体的实际含量多。造成这种差别的主要原因是:Al2O3的表面改性效果好,减少了其在悬浮聚合过程中于水相中的损失、使其在基体中的分散效果得到提高。 针对用显微维氏硬度计测试UPR/Al2O3复合微粒的硬度所探索的特殊制样新方法是可行的;对复合材料基体的压缩力学行为分析表明,硬度测试的系统误差≤20.8%,测试范围:被测试材料的硬度需≥11.3HV:对不同Al2O3添加量的UPR/Al2O3复合微粒和复合材料浇铸体试样随机抽取10个硬度值统计分析表明,方差小,平行试样的相对误差远小于GB5030-85中规定的相对误差<7.0%的要求。 最后,用以上显微硬度测试法,测试并比较了1#和2#复合微粒的硬度,通