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【环氧板】材料的设计步骤

(1)确定设计目标。根据环氧板材料的使用性能、使用条件和约束条件,确定设计目标。使用性能包括:①物理性能,包括密度、导热性、导电性、磁性、吸波性、透光性等;②化学性能,包括抗腐蚀性、抗氧化性;③力学性能:强度、硬度、韧性、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等要求。使用条件,包括使用温度、环境气氛、载荷性质、接触介质等。约束条件,如资源等。

(2)选择组分材料。根据
环氧板材料应具有的性能,选择组分材料(基体与增强体),包括组分材料的种类、比例、几何形状、分布形式等,组分材料的选择应明确以下几点。①由于组分种类的限制,其性能不可能呈连续函数,而只能是呈阶梯形式变化。②应明确各组分在环氧板材料中所承担的功能。

③能使各组分在
环氧板材料中的预定功能得到充分发挥。

同时还应注意以下几点:
①各组分材料的相容性(物理、化学、力学的相容性)。
②按照各组分在环氧板材料中所起的作用来确定增强组分的形状(颗粒、纤维、晶须及其编织状等)。
环氧板各组分能保持各自的优异性能,产生所需要的环氧板效应。

基体材料的选择主要取决于其使用环境,一般由使用温度来决定。
①当使用温度300"C时, - ~般选聚合物为基体。
②当使用温度300~450个C时, 一般选Al、 Mg等金属及其合金为基体。
③当使用温度<650"C时, 选Ti及其合金为基体。
④当使用温度为650~-1260C时,选高温合金或金属间化合物为基体。
⑤当使用温度为980 2000时,选陶瓷为基体。

(3)环氧板选择制备方法,确定工艺参数。制备方法有很多种,各有特点,需要针对设计要求进行合理选择,必要时对工艺进行优化。选择时应注意以下几点:
①在制造过程中尽量不对增强体造成污染、损伤。
②使增强体按预定方向排列、均匀分布。
③基体与增强体界面结合良好。

(4)准备组分材料、制备设备,试制样品。

(5)测定样品性能,利用损伤力学、强度理论、断裂力学等手段,分析样品的损伤演化和破坏过程。

(6)对样品进行可靠性、安全性和经济性分析,总结经验,进一步优化设计。

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