本文關(guān)鍵詞：泡沫鎂材料的制備與性能研究

  更多相關(guān)文章： 泡沫鎂 熔體發(fā)泡法 孔隙率 壓縮性能 阻尼性能

【摘要】：本文探索了熔體發(fā)泡法制備泡沫鎂的基本工藝,分別分析了增粘劑和發(fā)泡劑的加入順序、增粘劑的體積分?jǐn)?shù)、發(fā)泡劑的含量和保溫時(shí)間對(duì)所制備泡沫鎂試樣孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)的影響,最終得出結(jié)論:先加入增粘劑再加入發(fā)泡劑的制備工藝所制備泡沫鎂孔隙率更高,孔隙大小和分布更均勻;隨著增粘劑體積分?jǐn)?shù)的增加,制得泡沫鎂試樣的孔隙率先增大后減小,本試驗(yàn)中增粘劑體積分?jǐn)?shù)為15%時(shí)泡沫鎂試樣的孔隙率最高;隨著發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,制得泡沫鎂試樣的孔隙率先增加后降低,本試驗(yàn)中發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)泡沫鎂試樣的孔隙率最高;隨著保溫時(shí)間的增加,制得泡沫鎂試樣的孔隙率逐漸增大,但是保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使孔洞之間相互連通,有明顯的缺陷出現(xiàn),本試驗(yàn)中保溫時(shí)間為15min時(shí)泡沫鎂試樣的孔隙率最高。在確定最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)探究了CaCO3相較于MgCO3作為發(fā)泡劑制備泡沫鎂的優(yōu)勢(shì),發(fā)現(xiàn)以CaCO3為發(fā)泡劑制備泡沫鎂時(shí)由于其與鎂基體反應(yīng)溫度較高且分解速度較慢,這樣在制備過(guò)程中各個(gè)步驟更容易控制,重現(xiàn)性較好,因此它是比MgCO3更優(yōu)的一種發(fā)泡劑。對(duì)不同孔隙率的泡沫鎂進(jìn)行壓縮、導(dǎo)熱、阻尼和沖擊性能測(cè)試后發(fā)現(xiàn),閉孔泡沫鎂的壓縮曲線呈現(xiàn)出典型的三個(gè)變形階段,即開(kāi)始?jí)嚎s應(yīng)力很小時(shí)泡沫鎂發(fā)生彈性變形,應(yīng)力應(yīng)變呈線性關(guān)系;當(dāng)壓縮應(yīng)力繼續(xù)增大,達(dá)到泡沫鎂屈服強(qiáng)度σsc后開(kāi)始發(fā)生變形,曲線進(jìn)入屈服平臺(tái)區(qū),應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)波動(dòng),延伸率逐漸增加;最后當(dāng)孔洞被壓實(shí)后應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)入致密化階段,壓縮應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而快速增加;隨著泡沫鎂孔徑尺寸的增大,壓縮應(yīng)力—應(yīng)變曲線的屈服平臺(tái)階段波動(dòng)越來(lái)越明顯,小孔徑的泡沫鎂試樣屈服平臺(tái)趨于平緩,性能更好;隨著孔隙率的增大,泡沫鎂材料的熱擴(kuò)散系數(shù)逐漸降低,可以作為保溫材料使用且能起到減重效果;泡沫鎂材料的阻尼性能相比于基體材料稍有提高;將泡沫鎂做成夾層結(jié)構(gòu)后做沖擊性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)泡沫鎂材料發(fā)生很小的形變就可以產(chǎn)生較好的沖擊緩沖效果,說(shuō)明其在減震抗沖擊材料方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：泡沫鎂 熔體發(fā)泡法 孔隙率 壓縮性能 阻尼性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ132.2;TB383.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 泡沫鎂的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 泡沫鎂的制備工藝11-15
• 1.3.1 熔體發(fā)泡法11-12
• 1.3.2 熔模鑄造法12-13
• 1.3.3 滲流鑄造法13-14
• 1.3.4 粉末冶金法14
• 1.3.5 真空發(fā)泡法14-15
• 1.4 泡沫鎂的性能研究進(jìn)展15-19
• 1.4.1 吸能性能15-16
• 1.4.2 阻尼性能16-17
• 1.4.3 吸聲性能17-18
• 1.4.4 熱物理性能18-19
• 1.4.5 其他性能19
• 1.5 泡沫鎂的應(yīng)用19-20
• 1.6 選題依據(jù)20
• 1.7 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法22-26
• 2.1 試驗(yàn)原料與設(shè)備22-23
• 2.1.1 試驗(yàn)原料22
• 2.1.2 熔體發(fā)泡法試驗(yàn)設(shè)備22-23
• 2.2 熔體發(fā)泡法工藝流程23
• 2.3 基本工藝參數(shù)確定23-24
• 2.4 組織觀察與性能測(cè)試24-26
• 2.4.1 泡沫鎂的組織觀察24
• 2.4.2 泡沫鎂的性能測(cè)試24-26
• 第3章 熔體發(fā)泡法制備泡沫鎂26-63
• 3.1 引言26
• 3.2 前期準(zhǔn)備工作26-29
• 3.2.1 發(fā)泡劑的準(zhǔn)備工作26-29
• 3.2.2 石墨坩堝的準(zhǔn)備29
• 3.3 增粘劑與發(fā)泡劑加入次序的影響29-40
• 3.3.1 制備工藝29-31
• 3.3.2 制備試樣的宏觀分析31-33
• 3.3.3 孔隙率計(jì)算及分析33-35
• 3.3.4 金相組織分析35-39
• 3.3.5 工藝總結(jié)與改善39-40
• 3.4 增粘劑體積分?jǐn)?shù)對(duì)泡沫鎂孔隙率和孔結(jié)構(gòu)的影響40-50
• 3.4.1 宏觀形貌分析41-42
• 3.4.2 增粘劑體積分?jǐn)?shù)對(duì)孔隙率的影響42-46
• 3.4.3 增粘劑體積分?jǐn)?shù)對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響46-50
• 3.5 發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)孔隙率與孔結(jié)構(gòu)的影響50-54
• 3.5.1 發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改變50-51
• 3.5.2 發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)孔隙率的影響51-52
• 3.5.3 發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響52-54
• 3.6 保溫發(fā)泡時(shí)間對(duì)孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)的影響54-58
• 3.6.1 宏觀形貌分析54-56
• 3.6.2 保溫時(shí)間對(duì)孔隙率的影響56
• 3.6.3 保溫時(shí)間對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的影響56-58
• 3.7 SiC/AZ91復(fù)合材料的制備58-60
• 3.7.1 制備工藝58-59
• 3.7.2 顯微組織觀察59-60
• 3.8 CaCO_3與MgCO_3發(fā)泡劑對(duì)比60-62
• 3.9 本章小結(jié)62-63
• 第4章 泡沫鎂的組織和性能研究63-78
• 4.1 引言63
• 4.2 SEM組織觀察及能譜分析63-67
• 4.2.1 SEM組織觀察63-65
• 4.2.2 能譜分析65-67
• 4.3 壓縮性能研究67-72
• 4.3.1 泡沫鎂與基體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比67-69
• 4.3.2 孔隙率大小對(duì)泡沫鎂壓縮性能的影響69-71
• 4.3.3 孔徑尺寸對(duì)泡沫鎂材料壓縮性能的影響71-72
• 4.4 導(dǎo)熱性能研究72-73
• 4.5 阻尼性能研究73-75
• 4.6 沖擊性能研究75-76
• 4.7 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83

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