礦物復合材料是由改性環氧樹脂等材料為膠結料、以花崗石等礦物顆粒為骨料,并經增強纖維及納米顆粒強化,形成的一種新型復合材料,其制品常稱為礦物鑄件。礦物復合材料以其優良的減震性、高的尺寸精度和形狀完整性、低的熱導性和吸濕性、絕佳的耐蝕性和抗磁性等優勢,成為取代傳統金屬及天然石材,制造精密機床床身的理想材料。
本項目發明了高致密度顆粒增強復合材料中尺度建模方法,基于材料基因工程原理和高通量計算,建立了材料組分—結構—性能—零件性能的關系,并對材料微觀結構進行了優化設計,開發出高強度、高模量、低熱導率和低熱膨脹性的礦物復合材料。在此基礎上,進一步發明了高阻尼性的機床床身結構,及其大型精密機床床身的精密成型方法。上述技術已全部進入工程實用化。
主要技術指標:
性能指標 |
單位 |
性能參數 |
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密度 |
g/cm3 |
approx. 2.4 |
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壓縮彈性模量 |
GPa |
40-45 |
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抗壓強度 |
MPa |
120-140 |
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熱脹系數 |
10-6/K |
11-15 |
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鑄后收縮率 |
mm/m |
0.1-0.3 |
應用領域:
項目產品可用于高檔數控機床、三坐標測量機、PCB鉆機、顯影設備、平衡機、CT機、血液分析設備等機身構件制造,并在振動阻尼性、加工精度和速度等方面,較之傳統的金屬材料(如鑄鋼和鑄鐵等),表現出明顯優勢。
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