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摘要:從力學(xué)角度分析，廢棄線路板作為一種復(fù)合材料具有各向異性和非均質(zhì)性的特點，而常規(guī)材料是則均質(zhì)的和各向同性的，這就是復(fù)合材料與常規(guī)材料的顯著區(qū)別。所謂均質(zhì)就是物體內(nèi)各點的性能相同，也就是說，物體的性能不是物體內(nèi)位置的函數(shù)，而非均質(zhì)正好與此相反。所謂各向同性就是在物體內(nèi)一點的各個方向上都具有相同的性能，而各向異性則表明某點的性能是該點方向的函數(shù)。研究廢棄線路板在不同外力作用下的破壞規(guī)律，有助于掌握其力學(xué)特性，為選擇合適的機(jī)械破碎方式提供理論依據(jù)，從而進(jìn)一步改善資源化工藝。

關(guān)鍵詞:廢棄線路板力學(xué)實驗

1廢棄線路板的抗彎實驗研究

1．1實驗材料與儀器選用電腦主板作為試驗用材。主板上的元器件已拆除，考慮到線路板內(nèi)金屬布線對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，裁剪的線路板布線分為縱向和橫向兩種方式，線路板樣品的尺寸為100×30×1．7mm，如圖1－1所示。力學(xué)測試儀器采用MTS810材料力學(xué)實驗機(jī)，根據(jù)其操作參數(shù)，選取載荷為10mm/min，計算機(jī)數(shù)據(jù)采集速率為5個/秒，架具的跨度為26mm。線路板三點彎曲的受力分析如圖1－2所示。圖1－1廢棄線路板彎曲實驗樣品圖1－2線路板三點彎曲受力圖

1．2實驗結(jié)果分析電腦主板集中應(yīng)力與撓度的變化關(guān)系如圖1－3所示，當(dāng)應(yīng)力增大到641N時，線路板斷裂的最大撓度為1．70mm。線路板的整個壓載過程可分為材料斷裂之前和材料破壞之后兩個過程。材料破壞之前，線路板經(jīng)歷了彈性彎曲、屈服態(tài)、塑性極限態(tài)和斷裂四個階段。線路板受壓力載荷作用首先進(jìn)入彈性彎曲階段，此時如撤去外力，變形可消失恢復(fù)原狀。當(dāng)板上距離中面最遠(yuǎn)的面達(dá)到最大應(yīng)力時，進(jìn)入屈服態(tài)。這個階段的主要特征是彎矩繼續(xù)增加，進(jìn)入屈服狀態(tài)點的應(yīng)力不再增大;而附近點的應(yīng)力增大并達(dá)到屈服點，當(dāng)界面上各點應(yīng)力增大均達(dá)到屈服點時，線路板彎曲進(jìn)入塑性極限態(tài)。線路板從與中面最遠(yuǎn)面開始斷裂，逐漸發(fā)展為整個線路板的斷裂。在這個過程，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為裂紋增長引起的新生表面能及線路板彎曲儲存的彈性能。線路板斷裂之后，線路板不可能保持?jǐn)嗔褧r刻的狀態(tài)，線路板彎曲儲存的彈性能將釋放出來，線路板的集中應(yīng)力—撓度為非線性變化關(guān)系。板層間的裂紋沿離中面最遠(yuǎn)的面開始，并逐漸向縱向擴(kuò)展，存在塑性變形區(qū)，屬于韌性斷裂。對線路板斷裂之前和斷裂之后應(yīng)力—撓度變化關(guān)系進(jìn)行擬合，其擬合曲線如圖1－4，1－5所示。分析可知，線路板斷裂之前可近似認(rèn)為是線性變化，其擬合曲線為：y=331．23x－134．54，其中相關(guān)系數(shù)R2=0．9764。斷裂之后變化復(fù)雜，可用多項式進(jìn)行擬合。其擬合曲線為:y=－329．69x3－2774．9x2－7794．1x－7462．6，相關(guān)系數(shù)R2=0．9384。

2廢棄線路板的抗剪實驗研究

2．1實驗材料與儀器實驗材料選用電腦主板。主板上的元器件已拆除，并經(jīng)過砂紙打磨表面，已保證和模具壓頭盡可能完全的接觸。實驗儀器采用CSS－55500電子萬能實驗機(jī)。載荷為3mm/min，剪切模具壓頭的直徑為25mm。板卡水平放置在剪切模具內(nèi)，與剪切模具的壓頭平行接觸。萬能實驗機(jī)對壓頭均勻加壓，數(shù)據(jù)由傳感器記錄到電子萬能實驗機(jī)中，當(dāng)材料發(fā)生斷裂之后，卸載壓頭。剪切模具的受力示意圖如圖2－1所示。以高斯函數(shù)對線路板剪切破壞應(yīng)力———位移進(jìn)行曲線擬合，其數(shù)學(xué)模型為:Chi2/Dof=0．4537，相關(guān)系數(shù)R2=0．96435。從上述分析可知線路板在剪碎得過程中表現(xiàn)了較強(qiáng)的韌性。

2．2實驗結(jié)果分析圖2－2為電腦主板的應(yīng)力—位移曲線，當(dāng)位移為2．96mm時，最大應(yīng)力為16．14kN，線路板被破壞。與彎曲實驗結(jié)果相比，剪切破壞的應(yīng)力遠(yuǎn)大于彎曲破壞的應(yīng)力。因而剪切方式比彎曲方式對線路板的破壞更為有效。為了考察板卡剪切破壞的規(guī)律，對線路板破壞之前應(yīng)力———位移的變化關(guān)系進(jìn)行曲線擬合，得到線路板的擬合曲線為圖2－3所示。

3廢棄線路板的抗壓實驗研究

對廢棄線路板的基板沿長度方向和寬度方向施壓壓力，達(dá)到破壞所需的力是不同的，在施加壓力的過程中，基板更容易沿著基板中間的引腳處斷裂。如圖3－1，3－2所示。從上述線路板的彎曲、剪切、壓力實驗可知，電腦主板有較強(qiáng)的韌性，靜態(tài)實驗可以破壞基板及元器件，但無法實現(xiàn)金屬和非金屬的有效分離。

4廢棄線路板的單擺沖擊實驗研究

對基板、ISA插槽及PCI插槽進(jìn)行了單擺沖擊實驗。試驗的示意圖如圖4－1所示。實驗的結(jié)果可反應(yīng)材料的抗沖剪能力。結(jié)果如表4－1所示。ISA插槽和PCI在沖擊之后，金屬由于是嵌入到非金屬中，金屬和非金屬發(fā)生解離?；逯薪饘巽~箔和非金屬是粘和壓制而成，接合非常致密，在實際破壞中不易解離。由上述分析可知，沖擊載荷對線路板的破碎效果要好于靜載荷。因為沖擊作用是僅在短時間間隔內(nèi)作用的力，從碰撞開始應(yīng)力即突然升高，到脫離接觸的瞬間又突然降低到幾乎為零。沖擊作用在很短的一瞬間使物料承受很大的應(yīng)力，應(yīng)力在介質(zhì)內(nèi)以超聲波傳播，形成沖擊波。物料受到入射和反射的應(yīng)力波的反復(fù)作用，材料的應(yīng)變速率很大，裂紋得以加速擴(kuò)展，材料易于發(fā)生脆性破壞。沖擊作用粉碎物料比單純加壓更為有效。

5小結(jié)

為了研究廢棄線路板破碎過程的特性，對線路板進(jìn)行了抗彎、抗剪、抗壓和抗沖擊的力學(xué)試驗，考察了不同施力方式對材料破壞的影響。對于線路板抗彎實驗，集中應(yīng)力與撓度的變化關(guān)系符合線性變化;對于線路板抗剪實驗，集中應(yīng)力與撓度的變化關(guān)系符合高斯模型。單擺沖擊試驗表明，沖擊載荷易于實現(xiàn)插槽中金屬和非金屬的破碎解離;基板中金屬和非金屬的結(jié)合界面在沖擊作用下，有被破壞的趨勢;因為沖擊作用在很短的時間內(nèi)使物料承受很大的應(yīng)力，物料內(nèi)的裂縫能夠加速擴(kuò)展，材料易于發(fā)生脆性破壞。沖擊作用破碎物料比靜態(tài)破壞更為有效，因而選擇沖擊式破碎機(jī)對于線路板的破碎解離更加有效。

參考文獻(xiàn)

［1］吳彩斌．廢棄線路板可資源化基礎(chǔ)實驗研究科研報告．2008年10月．

［2］趙躍民，溫雪峰，何亞群，等．廢棄線路板中金屬富集體的物理回收工藝［P］．中國專利，CN1563440A，2005－01－12．

［3］段廣洪，向東．一種經(jīng)濟(jì)、綠色的廢棄線路板再資源化技術(shù)［J］．中國粉塵技術(shù)，2005，vol．(1):10－12．

［4］溫雪峰．廢棄線路板的資源化研究．中國礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2001:12－22．

作者：敖永波 單位：紫金道合環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司