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矿物复合材料及其精密机床床身(矿物铸件)
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项目简介:

矿物复合材料是由改性环氧树脂等材料为胶结料、以花岗石等矿物颗粒为骨料,并经增强纤维及纳米颗粒强化,形成的一种新型复合材料,其制品常称为矿物铸件。矿物复合材料以其优良的减震性、高的尺寸精度和形状完整性、低的热导性和吸湿性、绝佳的耐蚀性和抗磁性等优势,成为取代传统金属及天然石材,制造精密机床床身的理想材料。

本项目发明了高致密度颗粒增强复合材料中尺度建模方法,基于材料基因工程原理和高通量计算,建立了材料组分结构性能零件性能的关系,并对材料微观结构进行了优化设计,开发出高强度、高模量、低热导率和低热膨胀性的矿物复合材料。在此基础上,进一步发明了高阻尼性的机床床身结构,及其大型精密机床床身的精密成型方法。上述技术已全部进入工程实用化。

主要技术指标:

性能指标

单位

性能参数

密度

g/cm3          

approx. 2.4

压缩弹性模量

GPa

40-45

抗压强度

MPa

120-140

热胀系数

10-6/K

11-15

铸后收缩率

mm/m

0.1-0.3

应用领域:

项目产品可用于高档数控机床、三坐标测量机、PCB钻机、显影设备、平衡机、CT机、血液分析设备等机身构件制造,并在振动阻尼性、加工精度和速度等方面,较之传统的金属材料(如铸钢和铸铁等),表现出明显优势。

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