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随着《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》的出台,绿色制造的概念逐渐被人们了解和接受,并作为可持续发展战略在现代制造业中得以体现。作者以农林剩余物的高质清洁利用为出发点,以芦苇秆粉末为基材,以紫铜粉末为强韧化因子,以聚乙烯(PE)为紫铜粉末分散助剂,采用温压成形工艺制备出了强韧化木塑复合材料;应用单因素试验法、响应面实验法(Design Expert)进行实验设计与分析,借助三维立体显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、万能电子材料实验机等多种检测手段对试件性能进行测试,优化试件温压成形工艺,表征试件材料结构与性能;应用非线性有限元分析软件(MSC.Marc)对试件温压成形过程进行仿真模拟。主要研究成果如下:(1)选取分布广、产量大的芦苇秆,以其粉末为基材,对其化学成分、粒度组成、颗粒形貌以及添加聚乙烯(PE)后的粉末工艺性能进行研究。结果表明:聚乙烯(PE)的添加可明显改善复合粉末颗粒的形貌,使得芦苇秆粉末与紫铜粉末的混合均匀性增强;PE的添加,对混合粉末的振实系数影响不大;但PE的添加会导致混合粉末压缩性能的降低,而当PE的添加量≤20%时的影响程度十分有限。(2)基于木质粉末温压成形原理与技术,应用单因素试验与响应面实验法,采用刚性封闭式成形模,对芦苇基复合粉末实施温压成形:以试件的静曲强度、吸水率、表观硬度等为重点考察指标,对复合材料的工艺参数进行优化,获得的强韧化木塑复合材料的温压成形最佳工艺条件为:复合粉末的粒度为-20目,PE、紫铜粉末的最佳含量分别为10%、17%,最佳成形温度为152℃、成形压力为80MPa、保温保压时间为30min。(3)应用高级非线性有限元分析软件(MSC.Marc)对强韧化木塑复合材料的温压成形过程进行数值模拟,对成形过程中压坯的等效应力场、密度以及温度场进行仿真分析,发现试件上下端面四周容易出现应力集中;通过合理的上下模冲倒角成形面的设计,可使应力集中现象得到改善。(4)在最佳工艺条件下,制备的强韧化木塑复合材料制品的表观硬度、磨耗量、轴承径向压溃强度分别达到90HV.0.05g/100r、60MPa,此类制品可望替代铁梨木等高档木材制备茶台、镇纸等木质工艺品,替代烧结青铜制备轻纺机械用轻载滑动轴承,体现出诱人的应用前景。