西南科技大学-全日制工程硕士研究生专业实践计划及总结报告表

西南科技大学硕士研究生专业实践计划及总结报告表学院：学号：姓名：专业（领域）：校内指导教师：校外指导教师：专业实践单位：西南科技大学研究生部制一、专业实践计划计划内容：（由校内、校外指导教师在研究生开始专业实践前制定）于本年度2015年3月-2015年9月，安排到中国工程物理研究院激光聚变研究中心开展专业实践，计划内容包括专业管理实践、工程生产实践、工程试验实践。在外实习期间认真积极地投入设计实践；服从校外导师的工作安排，同时保持同校内外导师的联系；在实习期间内填写工作笔记，主要内容：掌握聚苯乙烯/多壁碳纳米管复合丝的制备，其生产过程包括双螺杆挤出共混和熔融纺丝，掌握双螺杆挤压和高压毛细管流变仪的使用操作，同时在了解应用背景的前提下，制备出复符合要求的复合丝材，掌握性能的表征手段。

校内指导教师签名：年月日校外指导教师签名：年月日二、专业实践总结报告总结报告内容：（由研究生在专业实践结束时撰写）按照专业硕士培养计划的要求，老师把我的实习单位安排在了中国工程物理研究院激光聚变研究中心，并在七部Z箍缩电磁内爆靶课题组开展聚合物复合丝材的生产计划。专业管理实践：实习是我们认识专业的一个窗口，同时又是择业、社会交往乃至认识社会的第一次机会，所以我决定在这次实习生活中严格的要求自己，并虚心向各位师傅请教，让自己通过这次实习确实学到一些东西，减少自己将来踏入社会的一些盲目性，让自己在今后的工作道路中能够走的更自信。首先单位的老师向我介绍了关于本课题组的的相关背景。我了解到Z箍缩课题组的主要任务和目的，丝阵Ｚ箍缩能够产生强Ｘ射线源，是实现惯性约束聚变(ICF)的一种非常具有前景的技术途经。在技术工作人员的指导下，首先进行了单位部里面的保密和安全培训工作，并进行了相关内容的考核，只有安全和保密工作过关才能进行相关实验的开展工作；掌握了双螺杆挤出机的操作和维护规程，同时重点学习了需要注意的事项，并对生产工艺有了一定的了解，只有掌握了设备的工作原理才能更好的操作和维护设备；同时，也掌握了高压毛细管流变仪的操作规程，以及利用其附件来制备聚合物复合丝，设备的使用的注意事项也是不容忽视的，在做实验中要时时刻刻提醒自己敲响安全的警钟，不能有任何的疏忽和大意；并且在使用仪器过程中要做好实验仪器的使用记录情况，记录仪器设备是否有出现异常状况，并写在实验记录本上，以供维修人员的查阅和检修；并且要做好设备的定期检查和维护，确保仪器设备的正常使用。每次做完实验时都要多检查几遍仪器设备是否都已经关闭，确保人离开设备时设备时关闭的，保证人机不能分离原则；仪器遇到意外紧急情况时，首先按下设备红色急停按钮，并上报导师，查找设备故障原因，作好记录；每天做完实验离开实验室时要确保，屋内的水电门窗都已关闭，做到零事故，高安全。在实习期间，每天都坚持写工作笔记，把一天所做的内容记录下来，并作出总结，如果发现问题，并要及时向有关专业人员请教以及查阅相关资料，达到解决问题的目的。定期向导师汇报实习内容的完成情况，以及实验中所遇到的困难。在此期间，不仅要学会实验设备的使用，更重要的是学会在做实验中如何对发现的问题做出恰当的合理的解决措施；这不仅锻炼了我们的动手能力，同时也能提高我们思考问题的思维缜密程度；我们管理好自己的同时，也要管理好自己身边涉及的所有事和物。工程生产实践：1）双螺杆挤出共混制备不同碳纳米管含量的复合材料双螺杆挤出机是将聚苯乙烯和多壁碳纳米管进行混炼、塑化、造粒的过程，为了保证双螺杆挤出机的安全运行，开机前必须检查所有管道是否正常、畅通，无泄漏；冷却水箱是否有足够的冷却水；主喂料机、失重配料秤是否正常。操作时按照工艺的要求需要对各个加热区温控仪表进行参数设定，预热到设定参数后方可开机；随后启动润滑油泵，再次检查油系统是否正常，打开润滑冷却器系统；用手盘动主电机联轴器，保证螺杆按正常旋转方向旋转，至少转动三圈，将主机转速设定为零位，启动主电机，逐渐升高螺杆转速，在不加料情况下空转，转速应不高于100转/分，时间不大于1分钟，检查主机空载电流是否稳定。主机转动若无异常，低速启动喂料电机，开始加料。待机头有物料排出后再缓缓地升高螺杆转速。升速时应先升挤出机速度，待电流回落平稳无异常后再升喂料机转速，提高加料量，并使喂料机和挤出机转动相匹配。对于失重称加料系统，待挤出机运转正常后，按工艺要求同时启动加料装置。启动水槽冷却水循环，气动风机及切粒机。调整切粒机转速与与挤出机挤出速度相匹配：切粒机转速随挤出机产量大小而升降，粒子直径达到要求。打开筒体冷却系统及齿轮箱润滑系统之冷却器的冷却水阀门。得到产品之后，停止各项喂料机；逐渐降低双螺杆挤出机螺杆转速，使双螺杆挤出机筒体内残存物料全部挤出干净后，才能停机；并依次关停切料机，所有冷却水阀门和电路开关。生产过程中要注意所有新添加的润滑油均进行三级过滤；启动双螺杆前必须启动单螺杆；控制主机电流不超过其额定电流的500A/167A。单螺杆电流不得超过150A，单螺杆机头压力不得超过25MPa；拆卸单螺杆机投时，注意带好防护用品，以防烫伤，更换滤网时不能用铁制工具敲击，应该用木棒或铜棒；遇有紧急情况需要停主机时，可迅速按下电位柜红色紧急停车钮；并将挤出机及各喂料机转速调回零位；报警停车后，先启动后续切粒机、风机，提高双螺杆机筒温度；同时注意失重称报警，出现E1报警，不了没有达到规定的重量，出现E4报警，同时关掉进料粉、进树脂失重称，然后再同时开启两台失重称。通过调节添加多壁碳纳米管的量最终获得实验所需的复合材料。2）高压毛细管流变仪熔融纺丝制备打开毛细管流变仪主机（右旋），然后打开电脑桌面上的RheoWin；打开NewTest，选择测试模式（或打开已有的模式）；设定测试所需的温度，点击页面下方的ManualControl，出现一对话框，选择温度计，在Temperature对话框中输入实验温度后点击温度计标志，OK键确认；待达到设定温度后，清洗料筒（左右两个，可用卫生纸），安装口模和毛细管（两个，一长一短）。长毛细管从料筒上用钢杆夹持下放，装料（过程中压实两次），温度稳定约5分钟后，点击ManualControl，校零（0.0标志点击80％），然后下压（↓，Speed:50），待两口模均有料被压出，停止下压；定义实验条件，选择页面中的DefineTest，设定试验温度，选择口模大小后，进行试验条件的选择，确认无误后按OK键确认；RunTest，开始实验；实验结束后，点击SaveResults，出现保存对话框，选择保存路径后，在下方输入文件名点击保存；将多余的料压下（ManualControl，speed:50）将活塞杆上升到最高位置（speed:-100），取下活塞杆、口模和毛细管，清洗料筒；整个实验结束，导出数据，关电脑，关流变仪电源开关（左旋）。利用高压毛细管流变仪自带的熔融纺丝附件进行纺丝，通过调节收丝速度，得到不同直径的复合丝丝材（30~100μm），然后进行力学性能、电学性能等性能的研究，并应用于Z箍缩实验上，由于超细丝是Z箍缩靶的重要负载材料之一,与金属丝相比,聚苯乙烯/碳纳米管复合丝具有质轻、耐锈蚀、导电性能可调、形状结构可控等优势,通过对聚苯乙烯/碳纳米管复合丝的研制可以丰富Z箍缩丝阵负载复合材料的种类和技术储备。工程试验实践：碳纳米管以其特有的力学、电学、热学性能及在未来高科技领域中所具有的许多潜在应用价值,迅速成为化学、物理及材料科学领域的研究热点。碳纳米管与聚合物共混纺制的导电纤维不仅具有导电或抗静电性,而且由于纺丝过程中聚合物流体会使碳纳米管沿纤维轴向取向,从而起到微纤增强的作用,可大大提高复合纤维的强度和模量。碳纳米管具有优于铜的导电性,并且与有机物的相容性优于金属,故材料的性能更加稳定,质量更轻。同时碳纳米管极高的长径比可以极大地降低复合材料的导电渗流阈值,这是其它填料难以达到的。通过双螺杆挤压共混制备复合材料，然后利用高压毛细管流变仪的附件进行熔融纺丝，通过改变多壁碳纳米管和改性剂的含量研究其对制备出的直径为30μm的复合丝的成丝性能的影响，并通过聚合物丝强力仪进行丝材的力学性能实验，同时利用SEM观察复合丝的形态结构，以及通过测量其电阻率大小来衡量其与导体之间的渗流阈值是否一致。通过熔体加速拉伸测试研究了碳纳米管的含量及改性剂的加入对聚苯乙烯/碳纳米管复合材料成丝性能的影响。通过添加一定量的改性剂可以显著提高纺丝拉伸力值和拉丝速度,有效地改善了复合材料的成丝性能。改性剂的加入使纺丝的最大拉伸比增加,有利于制得直径更细的复合丝。通过形态结构的观察基体内部碳纳米管沿纤维轴向(即水平方向)的取向排列十分明显。对部分直径60~70μm的复合丝进行了拉伸实验及蠕变、松弛实验。聚合物基体的硬度(模量)越大,纳米管对其的增强效果越差[5]。由于苯环在聚苯乙烯侧链上相互平行排列,与碳纳米管表面的相互作用较弱,因此聚苯乙烯与碳纳米管的界面相容性较差,从而导致碳纳米管对复合材料力学性能的增强作用并不明显。本实验选用低模量高韧性的高抗冲聚苯乙烯作改性剂,对复合丝力学性能的提高有显著效果。碳纳米管含量的增加将导致其自发团聚体的增大,材料应力集中点增多,使得碳纳米管对材料的增强作用变差。继续增加碳纳米管的含量,复合丝的力学性能变差。聚苯乙烯/多壁碳纳米管复合材料的导电性能主要取决于其中的多壁碳纳米管能否相互穿插互连而形成网络结构。因此多壁碳纳米管在聚苯乙烯基体中的含量及分散程度是影响复合材料导电性的两个重要因素。因此通过添加适量改性剂可以显著提高聚苯乙烯/多壁碳纳米管复合材料的纺丝最大拉伸比,改善复合材料的成丝性能。当多壁碳纳米管含量较小时,其在基体中的分散比较均匀,随着含量增大,团聚增多,多壁碳纳米管沿纤维轴向的取向结构十分明显。添加少量碳纳米管和适量改性剂可以提高复合丝的拉伸强度和尺寸稳定性。随着多壁碳纳米管含量的增大,复合丝强度下降。随着复合丝直径的减小,丝强度增加。复合材料的流变渗流阈值与导电渗流阈值具有一致性。综上所述，通过这次专业实践，我学到了很多实用的知识。所谓实践是检验真理的唯一标准，掌握了很多很实用的机械加工的基本知识，这些知识往往是我在学校很少接触，很少注意的，但又是十分重要、十分基础的知识。通过这次专业实践，更加促使我在以后的工作和学习中将所学的理论知识与实践相结合一起，在实践中继续学习