純鋁泡沫的真空發(fā)泡制備與力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 05:17
本文關(guān)鍵詞：純鋁泡沫的真空發(fā)泡制備與力學(xué)性能研究
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【摘要】：鋁泡沫具有低密度、減振吸能、吸聲等特性,在航空航天、機(jī)械、建筑等領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用。為解決常規(guī)發(fā)泡法制備鋁泡沫中發(fā)泡劑成本高、成材率低、凈成型工藝不完善等問題,本文提出了真空發(fā)泡技術(shù)制備純鋁泡沫材料的新方法：將含有少量TiH2的增粘鋁熔體,注入發(fā)泡模具,在真空作用下充型發(fā)泡,得到純鋁泡。此制備工藝有低成本、孔結(jié)構(gòu)均勻可控、凈成型等優(yōu)點(diǎn)。本文通過對(duì)真空發(fā)泡法制備泡沫鋁工藝、壓縮性能、初始?xì)饪准俺湫蜋C(jī)理的研究,得到如下結(jié)論：(1)通過加入少量發(fā)泡劑(TiH2)引入氣體,獲得彌散分布的初始?xì)饪?制取均勻彌散初始?xì)饪椎墓に噮?shù)為：熔體中加入2wt%SiC,0.4wt%Mg,以15min,2000r/min攪拌增粘；然后加入0.3wt%TiH2,以2min,2000r/min進(jìn)行分解攪拌,獲得初始?xì)饪住?2)將含初始?xì)饪椎娜垠w在真空條件下發(fā)泡充型,得到了優(yōu)化的真空發(fā)泡工藝參數(shù)：熔體在670℃的預(yù)熱模具中,在真空度為15Pa,經(jīng)30s發(fā)泡充型；然后在真空條件下冷卻5min獲得泡沫鋁。制備出了孔隙率為75%-85%,孔徑為0.5-5mm的純鋁泡沫。(3)孔隙率從75%增大到85%,泡沫鋁的致密化應(yīng)變從53%增加到60%,能量吸收從10.37MJ/m3降低到3.05MJ/m3。致密化應(yīng)變與孔隙率成正相關(guān),能量吸收性能與孔隙率成反相關(guān)。(4)2wt%SiC增粘制得的純鋁泡沫壓縮性能較好,能量吸收最高達(dá)到8.3MJ/m3。影響壓縮性能的微觀因素包括：晶粒粗大、添加顆粒分布不均勻。(5)充型過程中,泡沫熔體的雷諾數(shù)Re=2700,處于流體的過渡狀態(tài)。(6)真空發(fā)泡過程中,氣泡內(nèi)氣壓滿足Pbubble=P0+ρgh+2σ/R。充型過程由：初始狀態(tài)、增長(zhǎng)階段和充型階段三階段組成。
【關(guān)鍵詞】：純Al泡沫 初始?xì)饪?/strong> 真空發(fā)泡 壓縮性能 制備機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-28
- 1.1 泡沫鋁研究進(jìn)展11-12
- 1.2 泡沫鋁的制備技術(shù)12-19
- 1.2.1 熔體發(fā)泡法12-15
- 1.2.2 粉末冶金發(fā)泡法15-16
- 1.2.3 燒結(jié)溶解法16
- 1.2.4 鑄造法16-18
- 1.2.5 泡沫鋁夾芯板18-19
- 1.3 泡沫鋁的性能及應(yīng)用19-24
- 1.3.1 泡沫鋁的結(jié)構(gòu)特征19-20
- 1.3.2 泡沫鋁的性能20-22
- 1.3.3 泡沫鋁的應(yīng)用22-24
- 1.4 真空發(fā)泡原理24-26
- 1.4.1 真空發(fā)泡法的原理24-26
- 1.4.2 真空發(fā)泡法制備泡沫鋁26
- 1.5 論文研究的意義和內(nèi)容26-28
- 1.5.1 研究意義26-27
- 1.5.2 研究?jī)?nèi)容27-28
- 第二章 實(shí)驗(yàn)28-38
- 2.1 實(shí)驗(yàn)方案28
- 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟28-30
- 2.2.1 鋁的熔化28-29
- 2.2.2 熔體增粘、初始?xì)饪椎囊?/span>29
- 2.2.3 熔體澆鑄29-30
- 2.2.4 真空發(fā)泡充型30
- 2.2.5 冷卻30
- 2.3 材料及設(shè)備30-31
- 2.4 工藝參數(shù)的初步確定31-35
- 2.4.1 模具溫度的初步確定31
- 2.4.2 增粘劑種類及含量的初步確定31-32
- 2.4.3 Mg添加量的初步確定32
- 2.4.4 增粘過程攪拌參數(shù)的初步確定32-33
- 2.4.5 初始?xì)饪桩a(chǎn)生參數(shù)的初步確定33-34
- 2.4.6 真空發(fā)泡技術(shù)參數(shù)的初步確定34-35
- 2.5 表征35-36
- 2.5.1 孔結(jié)構(gòu)35-36
- 2.5.2 壓縮性能36
- 2.6 機(jī)理研究36-37
- 2.7 本章小結(jié)37-38
- 第三章 材料制備38-56
- 3.1 初始?xì)饪椎挠绊懸蛩胤治?/span>38-47
- 3.1.1 SiC含量對(duì)初始?xì)饪椎挠绊?/span>40-41
- 3.1.2 Mg含量對(duì)初始?xì)饪椎挠绊?/span>41-43
- 3.1.3 增粘過程攪拌速度及時(shí)間對(duì)初始?xì)饪椎挠绊?/span>43-44
- 3.1.4 TiH_2含量對(duì)初始?xì)饪椎挠绊?/span>44-45
- 3.1.5 TiH_2分解攪拌參數(shù)對(duì)初始?xì)饪椎挠绊?/span>45-47
- 3.2 真空發(fā)泡對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響47-55
- 3.2.1 模具預(yù)熱溫度對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響48-50
- 3.2.2 真空度對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響50-52
- 3.2.3 真空發(fā)泡時(shí)間對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響52-54
- 3.2.4 真空條件下冷卻時(shí)間對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響54-55
- 3.3 本章小結(jié)55-56
- 第四章 壓縮性能56-64
- 4.1 純鋁泡沫的壓縮性能56-58
- 4.2 孔結(jié)構(gòu)對(duì)壓縮性能的影響58-60
- 4.3 SiC含量對(duì)壓縮性能的影響60-61
- 4.4 微觀組織對(duì)壓縮性能的影響61-63
- 4.5 本章小結(jié)63-64
- 第五章 真空發(fā)泡機(jī)理64-71
- 5.1 初始?xì)饪桩a(chǎn)生模型64-65
- 5.1.1 初始?xì)饪仔魏?/span>64
- 5.1.2 氣泡非均勻形核的條件64
- 5.1.3 初始?xì)饪拙鶆蛐詶l件64-65
- 5.2 熔體泡沫穩(wěn)定模型65-66
- 5.2.1 黏度65-66
- 5.2.2 表面張力66
- 5.3 真空發(fā)泡充型模型66-70
- 5.3.1 泡沫熔體的流動(dòng)性67-68
- 5.3.2 真空氣泡的形成68
- 5.3.3 純鋁泡沫的膨脹充型68-70
- 5.4 本章小結(jié)70-71
- 第六章 結(jié)論與展望71-73
- 6.1 結(jié)論71-72
- 6.2 展望72-73
- 致謝73-74
- 參考文獻(xiàn)74-80
- 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利80
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條
1 郭志強(qiáng);姚廣春;尉海軍;李紅斌;;粉體顆粒粒度對(duì)粉末冶金法制備泡沫鋁材料的影響[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年08期
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，本文編號(hào)：783069
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