本文采用熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁,以氧化處理后的TiH₂作為發(fā)泡劑,通過(guò)改變?cè)稣硠?Ca)含量、增粘溫度、發(fā)泡劑含量和發(fā)泡溫度,從而制備出小孔徑且氣孔分布均勻的泡沫鋁。經(jīng)過(guò)400℃、5 h+500℃、1 h氧化處理后TiH₂粉末表面生成了氧化物Ti₃O,其開(kāi)始分解溫度提高了80℃,最大吸熱峰對(duì)應(yīng)的溫度提高了60℃,有利于在高溫下達(dá)到更好的發(fā)泡效果。隨著增粘劑含量、增粘溫度、發(fā)泡劑含量和發(fā)泡溫度的增加,孔隙率呈現(xiàn)先增大、后減小的變化趨勢(shì),而平均孔徑呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì),當(dāng)增粘劑含量為2.5 wt.%、增粘溫度為800℃、發(fā)泡劑含量為1.5 wt.%和發(fā)泡溫度為615℃時(shí)達(dá)到最佳發(fā)泡效果。泡沫鋁的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線可分為三階段:彈性階段,應(yīng)力隨應(yīng)變線性增加;屈服階段,隨應(yīng)變的增加,應(yīng)力稍有波動(dòng)且明顯滯后于應(yīng)變,出現(xiàn)一個(gè)較寬的屈服平臺(tái)區(qū);致密化階段,應(yīng)力隨應(yīng)變的增加迅速增加。屈服強(qiáng)度和平臺(tái)應(yīng)力隨著孔隙率和平均孔徑的增大而減小。泡沫鋁單位體積吸收能大小與孔隙率和平均孔徑密切相關(guān),并且低孔隙率和小孔徑的泡沫鋁在壓縮時(shí)能吸收更多的能量。利...

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 多孔泡沫金屬概述
    1.2 泡沫鋁的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 泡沫鋁的制備方法
        1.3.1 熔體發(fā)泡法
        1.3.2 注氣發(fā)泡法
        1.3.3 粉末冶金法
        1.3.4 滲流鑄造法
        1.3.5 熔模鑄造法
        1.3.6 固-氣共晶定向凝固法
    1.4 泡沫鋁的性能及應(yīng)用
        1.4.1 泡沫鋁的性能
        1.4.2 泡沫鋁的應(yīng)用
    1.5 鋁液中氣泡運(yùn)動(dòng)行為的研究
    1.6 論文研究意義及內(nèi)容
第2章 熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的工藝方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 發(fā)泡劑TiH2的氧化處理
    2.3 泡沫鋁的制備工藝及方案設(shè)計(jì)
    2.4 泡沫鋁的基本參量表征和檢測(cè)方法
        2.4.1 孔隙率的測(cè)量
        2.4.2 孔徑的測(cè)量
第3章 主要工藝參數(shù)對(duì)發(fā)泡效果的影響
    3.1 TiH2熱分解性對(duì)發(fā)泡效果的影響
    3.2 工藝參數(shù)對(duì)泡沫鋁發(fā)泡效果的影響
        3.2.1 增粘劑含量對(duì)發(fā)泡效果的影響
        3.2.2 增粘溫度對(duì)發(fā)泡效果的影響
        3.2.3 發(fā)泡劑含量對(duì)發(fā)泡效果的影響
        3.2.4 發(fā)泡溫度對(duì)發(fā)泡效果的影響
    3.3 熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的缺陷分析
        3.3.1 無(wú)泡層
        3.3.2 局部大孔
    3.4 泡沫鋁的壓縮性能
        3.4.1 孔隙率對(duì)泡沫鋁壓縮性能的影響
        3.4.2 孔徑對(duì)泡沫鋁壓縮性能的影響
        3.4.3 孔隙率對(duì)泡沫鋁吸能性的影響
        3.4.4 孔徑對(duì)泡沫鋁吸能性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氣泡在鋁熔體中運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)值模擬
    4.1 Fluent模擬軟件介紹
        4.1.1 Fluent軟件的組成
        4.1.2 Fluent求解步驟
    4.2 數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 流體力學(xué)方程
        4.2.2 界面控制方程
    4.3 模型驗(yàn)證
    4.4 單個(gè)氣泡在鋁液中的升浮行為
    4.5 雙氣泡在鋁液中的運(yùn)動(dòng)行為
        4.5.1 上下同軸雙氣泡
        4.5.2 水平并列雙氣泡
    4.6 氣泡群在鋁液中的運(yùn)動(dòng)行為
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3996358