發(fā)布時間：2017-03-24 07:19

  本文關(guān)鍵詞：開孔泡沫鋁的強化及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：開孔泡沫鋁由于具有比重小、比強度高、可壓縮性好、能量吸收能力強、吸聲性能、阻尼性能、電磁屏蔽性能等諸多優(yōu)異的性能,使得其作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料可廣泛應(yīng)用于汽車、機械、航空航天、石油化工、交通運輸、軍事工業(yè)等多個行業(yè)領(lǐng)域。因此,作為一種新材料,開孔泡沫鋁具有廣闊的應(yīng)用前景和很高的使用價值。但是,隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,人們對開孔泡沫鋁提出了更高的性能要求,也希望將泡沫鋁應(yīng)用于更為嚴苛的環(huán)境下,因此提高開孔泡沫鋁的性能及使用范圍是我們進行泡沫鋁研究的新任務(wù)和新方向。本文通過滲流鑄造法制備出球形孔開孔泡沫鋁,然后分別通過合金化和表面處理技術(shù)對開孔泡沫鋁進行強化并分別在室溫、腐蝕及高溫環(huán)境下對泡沫鋁的性能進行研究,此外還開孔泡沫鋁的吸聲性能進行了研究。研究結(jié)果顯示:1.應(yīng)用球形氯化鈣作為預(yù)制體燒制材料,通過滲流鑄造法可制備出孔隙分布均勻、連通性好、結(jié)構(gòu)可控的球形孔開孔泡沫鋁。通過微弧氧化和化學(xué)鍍技術(shù),可在泡沫鋁表面制備出分布均勻的微弧氧化陶瓷層和化學(xué)鍍鎳磷合金涂層;2.開孔泡沫純鋁具有良好的壓縮性能和能量吸收能力及能量吸收效率,對其壓縮強度和能量吸收性能產(chǎn)生主要影響的因素是泡沫鋁的孔隙率,而孔徑產(chǎn)生的影響不大;3.開孔泡沫鋁硅較泡沫純鋁的壓縮強度和能量吸收能力及能量吸收效率均有提高,且共晶成分的泡沫鋁硅性能提高最多,亞共晶泡沫鋁硅、含微量硅的泡沫鋁和過共晶泡沫鋁硅的性能依次降低,過共晶泡沫鋁硅表現(xiàn)出明顯的脆性化行為,通過變質(zhì)處理可有效改善過共晶泡沫鋁硅的壓縮性能;4.微弧氧化和化學(xué)鍍處理均能夠明顯提高泡沫鋁的壓縮強度和能量吸收能力及能量吸收效率,有效地強化了泡沫鋁的壓縮性能。經(jīng)微弧氧化和化學(xué)鍍處理的泡沫鋁壓縮斷裂方式為涂層和界面的脫粘;5.腐蝕及高溫環(huán)境下開孔泡沫鋁的壓縮性能和能量吸收性能均發(fā)生衰減,微弧氧化和化學(xué)鍍處理能夠明顯減緩泡沫鋁在腐蝕及環(huán)境下壓縮性能的衰減,有效地強化泡沫鋁在腐蝕及高溫環(huán)境下的壓縮性能;6.球形孔開孔泡沫鋁具有良好的吸聲性能,隨著孔徑的減小、孔隙率的增大,泡沫鋁的吸聲系數(shù)提高,吸聲能力增強。微弧氧化處理和背腔的設(shè)置能夠在一定程度上改善泡沫鋁的吸聲性能。
【關(guān)鍵詞】：球形孔開孔泡沫鋁 微弧氧化 化學(xué)鍍 泡沫鋁硅 吸聲性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TB383.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-30
• 1.1 選題的目的及意義14-15
• 1.2 泡沫金屬的特征參數(shù)15-17
• 1.2.1 相對密度和孔隙率15
• 1.2.2 孔的形狀和類型15-16
• 1.2.3 孔的尺寸16
• 1.2.4 比表面積16-17
• 1.3 泡沫金屬的特性17-18
• 1.3.1 比重小、比強度大17
• 1.3.2 壓縮特性17-18
• 1.3.3 能量吸收特性18
• 1.3.4 吸聲特性18
• 1.4 泡沫金屬的應(yīng)用18-21
• 1.4.1 緩沖吸能材料19
• 1.4.2 吸聲降噪材料19-20
• 1.4.3 結(jié)構(gòu)材料20-21
• 1.5 泡沫金屬的制備方法21-24
• 1.5.1 熔體發(fā)泡法21-22
• 1.5.2 粉末冶金法22-23
• 1.5.3 滲流鑄造法23-24
• 1.5.4 熔模鑄造法24
• 1.6 國內(nèi)外對泡沫金屬研究的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀24-28
• 1.6.1 國外對泡沫金屬研究的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀25-26
• 1.6.2 國內(nèi)對泡沫金屬研究的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀26
• 1.6.3 國內(nèi)外對球形孔泡沫金屬的研究現(xiàn)狀26-27
• 1.6.4 國內(nèi)外對泡沫金屬基體材料的研究現(xiàn)狀27
• 1.6.5 國內(nèi)外對泡沫金屬表面涂層技術(shù)的研究現(xiàn)狀27-28
• 1.7 本文研究的內(nèi)容28-30
• 第2章 球形孔開孔泡沫鋁的制備及表面處理30-50
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實驗所用材料及設(shè)備31-33
• 2.2.1 實驗所用材料31-32
• 2.2.2 實驗所用設(shè)備32-33
• 2.3 球形孔開孔泡沫鋁的制備33-35
• 2.3.1 預(yù)制體的燒制33-34
• 2.3.2 壓鑄過程34-35
• 2.3.3 去除預(yù)制體顆粒35
• 2.4 泡沫鋁的結(jié)構(gòu)特征35-37
• 2.4.1 泡沫鋁的孔隙率35-36
• 2.4.2 泡沫鋁孔的形狀和類型36
• 2.4.3 泡沫鋁的孔徑36-37
• 2.5 泡沫鋁試樣的微弧氧化處理37-39
• 2.5.1 微弧氧化設(shè)備37-38
• 2.5.2 實驗材料38
• 2.5.3 微弧氧化模式38-39
• 2.5.4 微弧氧化過程39
• 2.6 泡沫鋁試樣的化學(xué)鍍處理39-42
• 2.6.1 化學(xué)鍍的機理39-40
• 2.6.2 化學(xué)鍍工藝流程40-42
• 2.7 表面涂層性征的檢測42-49
• 2.7.1 涂層的表面形貌和厚度42-44
• 2.7.2 涂層的化學(xué)成分和物相組成44-49
• 2.8 本章小結(jié)49-50
• 第3章 普通室溫環(huán)境下開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮性能50-72
• 3.1 引言50-51
• 3.2 開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮性能51-70
• 3.2.1 實驗材料及設(shè)備51
• 3.2.2 準靜態(tài)壓縮實驗過程51
• 3.2.3 開孔泡沫純鋁壓縮性能51-56
• 3.2.4 孔隙率對開孔泡沫鋁壓縮性能的影響56-58
• 3.2.5 孔徑對開孔泡沫鋁壓縮性能的影響58-59
• 3.2.6 基體材料成分對開孔泡沫鋁壓縮性能的影響59-64
• 3.2.7 表面處理對開孔泡沫鋁壓縮性能的影響64-70
• 3.3 本章小結(jié)70-72
• 第4章 腐蝕及高溫環(huán)境下開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮性能72-88
• 4.1 引言72
• 4.2 腐蝕環(huán)境下開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮性能72-81
• 4.2.1 全浸泡腐蝕實驗72-73
• 4.2.2 腐蝕電位的電化學(xué)分析73-74
• 4.2.3 腐蝕前后試樣的形貌對比74-78
• 4.2.4 腐蝕對泡沫鋁壓縮性能的影響78-81
• 4.3 高溫環(huán)境下開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮性能81-87
• 4.3.1 實驗材料及設(shè)備81
• 4.3.2 高溫壓縮實驗過程81-82
• 4.3.3 不同溫度下開孔泡沫鋁壓縮性能的變化82-85
• 4.3.4 高溫下開孔泡沫鋁的斷裂機理85-87
• 4.4 本章小結(jié)87-88
• 第5章 開孔泡沫鋁的吸聲性能研究88-98
• 5.1 引言88-89
• 5.2 實驗設(shè)備及過程89-91
• 5.3 結(jié)果和討論91-97
• 5.3.1 孔隙率對開孔泡沫鋁吸聲性能的影響92-93
• 5.3.2 孔徑對開孔泡沫鋁吸聲性能的影響93-94
• 5.3.3 厚度對開孔泡沫鋁吸聲性能的影響94-95
• 5.3.4 微弧氧化對開孔泡沫鋁吸聲性能的影響95-96
• 5.3.5 背腔對開孔泡沫鋁吸聲性能的影響96-97
• 5.4 本章小結(jié)97-98
• 第6章 結(jié)論98-100
• 參考文獻100-106
• 致謝106-107

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