粉末冶金多孔鋁棒材的組織、性能及其對卷煙降溫減害的影響
發(fā)布時間:2021-04-07 20:40
卷煙燃吸時有害物質(zhì)的釋放量與燃燒錐溫度密切相關,現(xiàn)有技術對卷煙降溫效果并不明顯,而且可能會產(chǎn)生其它有害物質(zhì)。多孔鋁具有密度小、比表面積大、熱導率高、滲透性能好等多種優(yōu)點,成為熱交換材料的研究熱點。現(xiàn)有的多孔鋁制備工藝復雜,成本較高,不利于多孔鋁棒在卷煙中的應用。本文采用粉末松裝燒結和壓制燒結法制備多孔純鋁棒材,工藝簡單,制備的多孔鋁棒對卷煙降溫減害效果顯著。本文主要研究了工藝參數(shù)對多孔鋁棒的顯微組織、力學性能及導熱性能的影響,并將多孔鋁棒材加入到卷煙中,制成復合卷煙,研究其降溫減害效果。同時也討論了復合卷煙的傳熱機制。主要研究結果如下:粉末松裝燒結制備的多孔鋁孔隙率較高,力學性能較低,熱導率較小。粉末平均粒度、燒結溫度及保溫時間對多孔鋁棒材的顯微組織、相對密度及硬度都有影響。多孔鋁棒材的相對密度和顯微硬度隨粉末平均粒度的增大呈先增大后略有減小再繼續(xù)增大的趨勢。在粉末平均粒度為48μm、燒結溫度為600℃以及保溫時間為2h條件下,燒結態(tài)純鋁棒的相對密度為61.7%,維氏硬度為33.89HV,熱導率為22.79W/(m?K)。當燒結溫度范圍為525625℃時,松裝燒結...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 卷煙減害研究現(xiàn)狀
1.2.1 卷煙燃燒中的有害氣體
1.2.2 卷煙減害的研究現(xiàn)狀
1.2.3 卷煙燃燒溫度的研究現(xiàn)狀
1.3 多孔鋁的制備及應用
1.3.1 多孔鋁概述
1.3.2 多孔鋁的特性
1.3.3 多孔鋁的制備方法
1.3.4 多孔鋁的應用
1.4 傳熱基本原理
1.5 本課題的研究意義及主要內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容
1.5.3 課題來源
第二章 實驗過程與方法
2.1 實驗過程
2.2 實驗原材料
2.3 樣品制備
2.3.1 打孔鋁絲的制備
2.3.2 粉末松裝燒結樣品制備
2.3.3 壓制燒結樣品制備
2.3.4 不同工藝復合卷煙的制備
2.4 顯微組織分析
2.5 性能測試
2.5.1 密度測試
2.5.2 硬度測試
2.5.3 壓縮性能測試
2.5.4 熱導率測試
2.5.5 卷煙溫度測試
2.5.6 煙氣常規(guī)測試
第三章 松裝燒結工藝對多孔鋁棒組織與性能的影響
3.1 引言
3.2 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.2.1 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.2.2 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度與硬度的影響
3.3 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.3.1 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.3.2 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度與硬度的影響
3.4 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.4.1 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.4.2 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度的影響
3.5 松裝燒結制備多孔鋁棒材的導熱性能
3.6 松裝燒結制備多孔鋁棒材的燒結擴散機制
3.7 本章小結
第四章 壓制燒結工藝對多孔鋁棒組織與性能的影響
4.1 引言
4.2 壓制壓力對鋁棒材組織與性能的影響
4.2.1 壓制壓力對鋁棒材顯微組織的影響
4.2.2 壓制壓力對鋁棒材相對密度與硬度的影響
4.2.3 壓制壓力對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.2.4 壓制壓力對鋁棒材物理性能的影響
4.3 燒結溫度對鋁棒材組織與性能的影響
4.3.1 燒結溫度對鋁棒材顯微組織的影響
4.3.2 燒結溫度對鋁棒材相對密度的影響
4.3.3 燒結溫度對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.3.4 燒結溫度對鋁棒材物理性能的影響
4.4 保溫時間對鋁棒材組織與性能的影響
4.4.1 保溫時間對鋁棒材顯微組織的影響
4.4.2 保溫時間對鋁棒材相對密度與硬度的影響
4.4.3 保溫時間對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.4.4 保溫時間對鋁棒材物理性能的影響
4.5 本章小結
第五章 粉末冶金多孔鋁棒對卷煙降溫減害的影響
5.1 引言
5.2 不同工藝制備的復合卷煙在陰燃狀態(tài)下的燃燒錐溫度
5.3 松裝燒結多孔鋁棒對復合卷煙降溫減害的效果
5.4 壓制燒結鋁棒材對復合卷煙降溫減害的效果
5.5 復合卷煙的傳熱機制
5.6 本章小結
結論
對進一步研究的建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Compressive characteristics of closed-cell aluminum foams with different percentages of Er element[J]. Wei-min Zhao,Zan Zhang,Yong-ning Wang,Xing-chuan Xia,Hui Feng,Jing Wang. China Foundry. 2016(01)
[2]溫度與保溫時間對半固態(tài)粉末軋制AA2024帶材性能與顯微組織的影響[J]. 顧才鑫,劉允中,賈惠芳. 粉末冶金材料科學與工程. 2015(03)
[3]Damage and penetration behavior of aluminum foam at various impacts[J]. CHO Hosun,CHO Jaeung. Journal of Central South University. 2014(09)
[4]濾嘴通風對卷煙燃燒溫度及主流煙氣中七種有害成分的影響[J]. 連芬燕,李斌,黃朝章. 湖北農(nóng)業(yè)科學. 2014(17)
[5]造粒松裝燒結法制備雙峰孔結構的多孔鈦及力學性能研究(英文)[J]. 楊坤,王建,劉杰,湯慧萍,楊保軍,李亞寧. 稀有金屬材料與工程. 2013(S2)
[6]開孔泡沫金屬熱傳輸性能研究進展[J]. 李炅,張秀平,賈磊,吳俊峰,孔曉鳴. 制冷學報. 2013(04)
[7]煙絲添加劑對卷煙燃燒溫度和煙氣成分的影響研究[J]. 沈凱,戴路,李鵠志,詹望成,周國俊,儲國海,郭楊龍. 化學世界. 2013(07)
[8]卷煙紙透氣度對卷煙燃燒溫度及煙氣指標的影響[J]. 謝定海,黃憲忠,單婧,沈妍,堯珍玉,李姍姍. 紙和造紙. 2013(01)
[9]多孔鋁材料的研究進展及其應用[J]. 劉中梅,嚴彪. 上海有色金屬. 2012(04)
[10]Study of the Reconstruction of Fractal Structure of Closed-cell Aluminum Foam and its Thermal Conductivity[J]. Dehong Xia, Shanshan Guo, and Ling Ren Department of Thermal Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China. Journal of Thermal Science. 2012(01)
碩士論文
[1]多孔鈦的制備及力學性能研究[D]. 劉杰.東北大學 2012
[2]鋁基復合材料的制備工藝及性能研究[D]. 馮科.河南科技大學 2012
[3]粉末燒結多孔鋁及其壓縮變形行為的研究[D]. 何軍.廣東工業(yè)大學 2006
[4]熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的工藝研究[D]. 程慧靜.遼寧科技大學 2006
[5]粉末燒結多孔鋁的工藝與性能研究[D]. 曹黎華.廣東工業(yè)大學 2005
本文編號:3124158
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 卷煙減害研究現(xiàn)狀
1.2.1 卷煙燃燒中的有害氣體
1.2.2 卷煙減害的研究現(xiàn)狀
1.2.3 卷煙燃燒溫度的研究現(xiàn)狀
1.3 多孔鋁的制備及應用
1.3.1 多孔鋁概述
1.3.2 多孔鋁的特性
1.3.3 多孔鋁的制備方法
1.3.4 多孔鋁的應用
1.4 傳熱基本原理
1.5 本課題的研究意義及主要內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 主要研究內(nèi)容
1.5.3 課題來源
第二章 實驗過程與方法
2.1 實驗過程
2.2 實驗原材料
2.3 樣品制備
2.3.1 打孔鋁絲的制備
2.3.2 粉末松裝燒結樣品制備
2.3.3 壓制燒結樣品制備
2.3.4 不同工藝復合卷煙的制備
2.4 顯微組織分析
2.5 性能測試
2.5.1 密度測試
2.5.2 硬度測試
2.5.3 壓縮性能測試
2.5.4 熱導率測試
2.5.5 卷煙溫度測試
2.5.6 煙氣常規(guī)測試
第三章 松裝燒結工藝對多孔鋁棒組織與性能的影響
3.1 引言
3.2 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.2.1 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.2.2 粉末平均粒度對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度與硬度的影響
3.3 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.3.1 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.3.2 燒結溫度對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度與硬度的影響
3.4 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材組織與性能的影響
3.4.1 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材顯微組織的影響
3.4.2 保溫時間對松裝燒結多孔鋁棒材相對密度的影響
3.5 松裝燒結制備多孔鋁棒材的導熱性能
3.6 松裝燒結制備多孔鋁棒材的燒結擴散機制
3.7 本章小結
第四章 壓制燒結工藝對多孔鋁棒組織與性能的影響
4.1 引言
4.2 壓制壓力對鋁棒材組織與性能的影響
4.2.1 壓制壓力對鋁棒材顯微組織的影響
4.2.2 壓制壓力對鋁棒材相對密度與硬度的影響
4.2.3 壓制壓力對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.2.4 壓制壓力對鋁棒材物理性能的影響
4.3 燒結溫度對鋁棒材組織與性能的影響
4.3.1 燒結溫度對鋁棒材顯微組織的影響
4.3.2 燒結溫度對鋁棒材相對密度的影響
4.3.3 燒結溫度對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.3.4 燒結溫度對鋁棒材物理性能的影響
4.4 保溫時間對鋁棒材組織與性能的影響
4.4.1 保溫時間對鋁棒材顯微組織的影響
4.4.2 保溫時間對鋁棒材相對密度與硬度的影響
4.4.3 保溫時間對鋁棒材單向壓縮力學性能的影響
4.4.4 保溫時間對鋁棒材物理性能的影響
4.5 本章小結
第五章 粉末冶金多孔鋁棒對卷煙降溫減害的影響
5.1 引言
5.2 不同工藝制備的復合卷煙在陰燃狀態(tài)下的燃燒錐溫度
5.3 松裝燒結多孔鋁棒對復合卷煙降溫減害的效果
5.4 壓制燒結鋁棒材對復合卷煙降溫減害的效果
5.5 復合卷煙的傳熱機制
5.6 本章小結
結論
對進一步研究的建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Compressive characteristics of closed-cell aluminum foams with different percentages of Er element[J]. Wei-min Zhao,Zan Zhang,Yong-ning Wang,Xing-chuan Xia,Hui Feng,Jing Wang. China Foundry. 2016(01)
[2]溫度與保溫時間對半固態(tài)粉末軋制AA2024帶材性能與顯微組織的影響[J]. 顧才鑫,劉允中,賈惠芳. 粉末冶金材料科學與工程. 2015(03)
[3]Damage and penetration behavior of aluminum foam at various impacts[J]. CHO Hosun,CHO Jaeung. Journal of Central South University. 2014(09)
[4]濾嘴通風對卷煙燃燒溫度及主流煙氣中七種有害成分的影響[J]. 連芬燕,李斌,黃朝章. 湖北農(nóng)業(yè)科學. 2014(17)
[5]造粒松裝燒結法制備雙峰孔結構的多孔鈦及力學性能研究(英文)[J]. 楊坤,王建,劉杰,湯慧萍,楊保軍,李亞寧. 稀有金屬材料與工程. 2013(S2)
[6]開孔泡沫金屬熱傳輸性能研究進展[J]. 李炅,張秀平,賈磊,吳俊峰,孔曉鳴. 制冷學報. 2013(04)
[7]煙絲添加劑對卷煙燃燒溫度和煙氣成分的影響研究[J]. 沈凱,戴路,李鵠志,詹望成,周國俊,儲國海,郭楊龍. 化學世界. 2013(07)
[8]卷煙紙透氣度對卷煙燃燒溫度及煙氣指標的影響[J]. 謝定海,黃憲忠,單婧,沈妍,堯珍玉,李姍姍. 紙和造紙. 2013(01)
[9]多孔鋁材料的研究進展及其應用[J]. 劉中梅,嚴彪. 上海有色金屬. 2012(04)
[10]Study of the Reconstruction of Fractal Structure of Closed-cell Aluminum Foam and its Thermal Conductivity[J]. Dehong Xia, Shanshan Guo, and Ling Ren Department of Thermal Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China. Journal of Thermal Science. 2012(01)
碩士論文
[1]多孔鈦的制備及力學性能研究[D]. 劉杰.東北大學 2012
[2]鋁基復合材料的制備工藝及性能研究[D]. 馮科.河南科技大學 2012
[3]粉末燒結多孔鋁及其壓縮變形行為的研究[D]. 何軍.廣東工業(yè)大學 2006
[4]熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的工藝研究[D]. 程慧靜.遼寧科技大學 2006
[5]粉末燒結多孔鋁的工藝與性能研究[D]. 曹黎華.廣東工業(yè)大學 2005
本文編號:3124158
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