1 金屬材料與高分子材料結(jié)合后性能特征

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分子材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但是在特定領(lǐng)域中，比如通電傳導(dǎo)，高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)部件中，金屬材料的使用仍然不可避免

，這就要求在很多場(chǎng)景下，必須使用金屬和高分子材料構(gòu)建的復(fù)合材料。但是金屬材料通過(guò)離子鍵結(jié)合，高分子材料通過(guò)分子鏈相互交織結(jié)合，兩者的結(jié)合形式存在巨大差異。因此反映在宏觀層面，金屬材料和高分子材料的相互結(jié)合能力較弱，同時(shí)由于金屬材料和高分子材料的熱膨脹系數(shù)差距非常大，在冷熱沖擊環(huán)境下更容易發(fā)生兩者的相互分離。為此通過(guò)在金屬表面微蝕出納米級(jí)的孔洞，可以有效地增加金屬和高分子材料之間的結(jié)合面積，同時(shí)將高分子材料的分子鏈末端引入到孔洞中，從而實(shí)現(xiàn)兩者之間高強(qiáng)度的結(jié)合，甚至達(dá)到精檢漏的氣密性標(biāo)準(zhǔn)

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2 高分析材料加工流程

復(fù)合材料的加工方法一般分為三個(gè)步驟：①金屬材料成型，可以通過(guò)沖壓、蝕刻、機(jī)加工等方式加工出所需外形的金屬件；②對(duì)金屬表面進(jìn)行微蝕加工，可以整體或選擇性地在金屬表面特定位置均勻地加工出納米孔洞結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)最外層的氧化物對(duì)納米孔洞進(jìn)行保護(hù)，防止在防止過(guò)程中，納米孔洞受到空氣氧化而發(fā)生失效；③對(duì)已經(jīng)加工出納米孔洞的金屬件，使用注塑成型工藝將高分子材料注入模具中，并且快速地與金屬件貼合并侵入到孔洞中實(shí)現(xiàn)兩者的連接。最終成型的產(chǎn)品如果需要對(duì)其金屬或高分子材料部分外觀進(jìn)行加工，還可以通過(guò)電鍍、陽(yáng)極氧化、噴漆等方式進(jìn)行處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的表面效果。在這些工序中，微蝕加工、注塑成型和最終表面處理都影響著金屬和高分子材料的結(jié)合能力，需要對(duì)微蝕時(shí)間、成型工藝參數(shù)和表面處理藥水等進(jìn)行嚴(yán)格的管控，否則容易導(dǎo)致結(jié)合位置發(fā)生失效。

3 金屬材料加工基本要求

金屬材料成型：由于后續(xù)要求在金屬表面加工出納米孔洞，因此對(duì)金屬表面的活性有一定要求，例如，金、銀等材質(zhì)表面由于其惰性并不適合直接加工納米孔洞。目前比較成熟的金屬材料有不銹鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金，因此在原材料選擇時(shí)需要注意。金屬材料根據(jù)其外形尺寸、產(chǎn)品厚度來(lái)選擇合適的加工方式，這里我們已沖壓產(chǎn)品為例，進(jìn)行相關(guān)難點(diǎn)的分析。如圖1是沖壓完成后的金屬料帶，因?yàn)闆_壓工藝具有高效高速的特點(diǎn)，所以往往應(yīng)用在產(chǎn)量大，尺寸小的產(chǎn)品中。加工過(guò)程中需要注意其外觀不允許有壓傷、毛刺、過(guò)切、利邊、裂紋等不良，這會(huì)影響金屬件自身強(qiáng)度，從而增大在金屬件部分發(fā)生斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

本文選擇了兩組患兒手部留置針留置天數(shù)和患兒家長(zhǎng)的滿意程度為本次實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo),其中,患兒家長(zhǎng)滿意程度統(tǒng)計(jì)分為了十分滿意、比較滿意、不滿意三個(gè)階段。

金屬表面微蝕：根據(jù)對(duì)基材的選擇來(lái)配置相應(yīng)的處理溶液，首先第1步通常是通過(guò)堿性除油劑對(duì)金屬表面的異物、臟污和油性物質(zhì)進(jìn)行去除

，因?yàn)樵诤蠊ば蛑?，這些雜志物質(zhì)會(huì)影響處理溶液對(duì)金屬表面微蝕的效果，起到阻隔的作用；第2步是水洗，通過(guò)此步驟來(lái)去除第1步中附著在金屬表面的堿性溶液，因?yàn)榻饘俚奶匦裕栽谖⑽g過(guò)程中通常使用酸性溶液，為了避免兩者發(fā)生反應(yīng)需要將堿性溶劑進(jìn)行去除；第3步是通過(guò)硫酸酸洗

，這一步的目的是在金屬表面優(yōu)先均勻地長(zhǎng)出較大的孔洞結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基本結(jié)構(gòu)；第4步是通過(guò)硫酸和微蝕鹽酸洗

，這一步的目的是可以在原有較大的孔洞結(jié)構(gòu)中，再次生產(chǎn)出較小的孔洞結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)樹(shù)根裝的結(jié)構(gòu)，充分增加高分子材料和金屬之間的結(jié)合面積；第5步是電解氧化，通過(guò)這步可以是的已經(jīng)生產(chǎn)出孔洞結(jié)構(gòu)的金屬表面生長(zhǎng)出一層氧化膜結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)有2個(gè)作用，一是可以在金屬表面形成一層保護(hù)膜，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再收到外界水分和氧氣的腐蝕，可以延長(zhǎng)處理后產(chǎn)品的使用壽命，另一方面這種特殊的氧化物薄膜，與高分子材料表面具有良好的浸潤(rùn)性，能夠在注塑成型過(guò)程中，引導(dǎo)高分子材料侵入到納米孔洞結(jié)構(gòu)中，促進(jìn)兩者之間更好的結(jié)合在一起；第6步是烘烤，這里的目的主要是為了去除產(chǎn)品表面的水分，防止產(chǎn)品失效。至此金屬表面的微蝕加工完成，但是在后續(xù)使用過(guò)程中，仍然需要做好金屬表面的防護(hù)，比如通過(guò)PP薄膜對(duì)金屬表面進(jìn)行包裹，防止外界污染導(dǎo)致產(chǎn)品失效；另外也需要做好嚴(yán)格的時(shí)間管控，避免產(chǎn)品長(zhǎng)期放置后失效

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納米注塑成型：金屬微蝕加工完成后往往通過(guò)注塑成型將高分子材料填充到相應(yīng)的位置，因?yàn)樽⑺艹尚途哂刑畛淇?、溫度高等?yōu)勢(shì)，這都能夠幫助塑膠在冷卻到結(jié)晶溫度之前迅速的和金屬表面接觸，并侵入到納米孔洞中。在這里，由于一些工藝參數(shù)的特殊要求，往往將這一類(lèi)的注塑成型工藝稱(chēng)之為納米注塑成型

。第一，模具溫度要求在140℃到150℃之間，這個(gè)在常規(guī)的注塑成型過(guò)程中數(shù)據(jù)一個(gè)較高的模溫，它的優(yōu)勢(shì)在于可以將金屬零件的溫度加熱到較高的狀態(tài)，因此高分子材料在接觸金屬表面過(guò)程中不會(huì)迅速降溫，而是會(huì)驗(yàn)證金屬表面繼續(xù)流動(dòng)開(kāi)，減緩高分子材料的結(jié)晶速率。但是如果模具溫度上升到更高，可能會(huì)造成模具整體發(fā)生膨脹而導(dǎo)致金屬之間相互摩擦，影響模具使用壽命。另外需要注意的是，在模具加熱方式的選擇上面推薦使用電熱加熱，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的油溫加熱在長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生漏油等現(xiàn)象，油污污染金屬產(chǎn)品表面引起產(chǎn)品失效。第二，模具進(jìn)膠口使用針閥熱流道進(jìn)膠，首先通過(guò)使用熱流道，可以保證高分子材料在從機(jī)臺(tái)進(jìn)入模具過(guò)程中仍然維持300℃以上的高溫狀態(tài)，不會(huì)在流道中散失熱量導(dǎo)致溫度下降。進(jìn)一步延緩了材料的結(jié)晶速度和縮短了冷卻時(shí)間。然后通過(guò)使用針閥熱流道可以在開(kāi)模和取件期間保證高分子材料不從澆口流出，因此不會(huì)發(fā)生前段材料的冷卻固化，導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品的不良。但是在使用針閥熱流道的過(guò)程中需要注意定時(shí)的清理高分子材料，因?yàn)楦叻肿硬牧祥L(zhǎng)時(shí)間維持在高溫狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致材料分解碳化，最終阻塞流道。通過(guò)及時(shí)清理可以盡量排出殘留在流道中的分解材料。第三，在注塑成型過(guò)程中要求高射速高射壓，通過(guò)此可以縮短高分子材料的填充時(shí)間，使得高分子材料在達(dá)到金屬表面各個(gè)位置的時(shí)候，還維持一個(gè)高溫均勻的狀態(tài)，使得各個(gè)位置的結(jié)合性能一致。但是同樣在這種條件下，產(chǎn)品的分型面、鑲件位置會(huì)容易產(chǎn)生披鋒和毛刺，導(dǎo)致外觀不良。而且由于金屬表面往往都做了微蝕加工，所以披鋒處的高分子材料和金屬也有非常良好的結(jié)合力，在后續(xù)工序中難以去除。因此這更要求了模具的高加工精度和配合精度。在納米注塑成型過(guò)程中，非常注重工藝的穩(wěn)定性，如果條件發(fā)生波動(dòng)，產(chǎn)品的質(zhì)量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。

表面處理：在納米注塑成型后，為了實(shí)現(xiàn)金屬件的功能性或外觀性，通常會(huì)再次對(duì)金屬表面進(jìn)行表面處理。比如通過(guò)電鍍的方式，可以在金屬表面繼續(xù)鍍覆鎳金以實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的導(dǎo)電功能。在這個(gè)過(guò)程中，由于金屬微蝕完成后，其表面會(huì)覆蓋有一層氧化物，所以在進(jìn)行電鍍之前通過(guò)會(huì)使用酸或點(diǎn)解的方式將氧化膜去除干凈，以實(shí)現(xiàn)后續(xù)良好的電鍍效果。最終電鍍完成后，金屬部分和高分子部分都實(shí)現(xiàn)了其相應(yīng)的功能。

識(shí)字寫(xiě)字對(duì)低年級(jí)的學(xué)生而言，其實(shí)是有一些枯燥的。學(xué)生的天性使他們更愿意去接觸隨筆涂鴉，而不是一個(gè)個(gè)方方正正的漢字。所以，身為教師，要想從識(shí)字寫(xiě)字方面提升學(xué)生的語(yǔ)文素養(yǎng)，必須先激發(fā)他們對(duì)學(xué)習(xí)漢字的興趣，培養(yǎng)他們認(rèn)字的強(qiáng)烈想法。比如，《操場(chǎng)上》和“識(shí)字加油站”中的“身體器官”。課文《操場(chǎng)上》列舉了幾類(lèi)有關(guān)運(yùn)動(dòng)的字，比如“跑”“跳”“踢”等三個(gè)字，讓學(xué)生在運(yùn)動(dòng)中感受這三個(gè)動(dòng)作的異同，從而把這幾個(gè)字聯(lián)系又區(qū)分開(kāi)來(lái)。引導(dǎo)他們獨(dú)立思考，從而得出三個(gè)字都是“足”字旁是因?yàn)樗鼈兌寂c運(yùn)動(dòng)有關(guān)的結(jié)論。

4 金屬表面微蝕實(shí)現(xiàn)與高分子材料結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域

金屬表面微蝕實(shí)現(xiàn)與高分子材料結(jié)合的技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在電力電子、通訊設(shè)備、汽車(chē)航空等應(yīng)用領(lǐng)域中，但是針對(duì)不同類(lèi)型的金屬材料和高分子材料還有非常廣闊的空間，可以拓寬其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)針對(duì)工藝控制，需要有更多的理論研究和驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)支撐起它的量產(chǎn)應(yīng)用。

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