球形孔开孔泡沫铝的制备及性能研究

发布时间：2017-10-29 17:23

  本文关键词：球形孔开孔泡沫铝的制备及性能研究

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【摘要】：球形孔开孔泡沫铝金属既能用作结构材料，也能作为功能材料，广受学术界关注，成为科研机构研究热点。在以往的渗流铸造制备方法中，多采用氯化钠颗粒制作预制体，这种方法制备出的泡沫铝，，孔隙率低，孔洞形状无规则，且孔隙内部联通较差。本实验选用渗流铸造法，创新性地采用球形氯化钙烧制预制体，以工业纯铝为基体金属，优化工艺参数，制备出质量较高的(近)球形孔开孔泡沫铝。并在此基础上，研究泡沫铝的吸声性能、耐蚀性能和压缩性能，以及微弧氧化处理后其吸声性能、耐蚀性能的变化规律。 研究结果显示： 1.采用渗流铸造制备(近)球形孔开孔泡沫铝，氯化钙预制体的质量直接影响到最终泡沫铝的质量；烧结温度、升温速率、氯化钙颗粒尺寸又直接影响着氯化钙预制体的质量。采用慢速升温的方法能够制得质量较好的氯化钙预制体，具体工艺参数：烧结温度为620℃，升温速度为2℃/min，升温时间5h，保温时间5h，烧结时间共计10h。 2.(近)球形孔开孔泡沫铝在800Hz以下的低频段吸声性能较弱；当入射声波在1000-6000Hz的频率范围内吸声性能较好，适宜用作吸声材料。 3.(近)球形孔开孔泡沫铝吸声性能受到孔隙率、孔径尺寸及厚度的影响：一定范围内，孔径减小，吸声性能变强；增加泡沫铝的厚度及孔隙率，有利于提高其吸声性能。 4.微弧氧化工艺可以提高球形孔开孔泡沫铝的最大吸声系数，但是影响不显著。 5.微弧氧化工艺可以提高球形孔泡沫铝的耐蚀性能，经过不同时间处理的(近)球形孔泡沫铝其耐腐蚀性能是不一样的，存在一个最佳的处理时间，氧化时间在这个最佳时间附近时，膜层的耐蚀性能较好。 6.(近)球形孔开孔泡沫铝的压缩应力应变曲线有三个阶段：线弹性阶段、压缩平台阶段和密实化阶段。在平台阶段，加载到泡沫铝上的压缩载荷只要维持在比较低的应力条件，泡沫铝就会产生大的塑性形变，适宜作为缓冲吸能材料；孔径尺寸对密度相近的(近)球形孔开孔泡沫铝的压缩性能影响较小。
【关键词】：(近)球形孔开孔泡沫铝 预制块 微弧氧化 吸声性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG292;TB383.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 选题背景12
• 1.2 国内外泡沫金属发展的现状12-15
• 1.2.1 国外泡沫金属的研究13-15
• 1.2.2 国内泡沫金属的研究15
• 1.3 泡沫金属的制备方法15-19
• 1.3.1 固态烧结法15-16
• 1.3.2 熔体凝固法16-19
• 1.3.3 沉积法19
• 1.4 泡沫金属的性能19-21
• 1.4.1 吸声性能19-20
• 1.4.2 压缩性能20
• 1.4.3 电磁屏蔽性能20
• 1.4.4 热性能20-21
• 1.4.5 阻尼性能21
• 1.5 泡沫金属的应用21-23
• 1.5.1 过滤和分离材料21-22
• 1.5.2 吸声和降噪材料22
• 1.5.3 能量吸收材料22
• 1.5.4 电极材料22
• 1.5.5 热交换和冷却材料22-23
• 1.6 泡沫金属的表征23-24
• 1.6.1 孔的类型23
• 1.6.2 孔径23
• 1.6.3 孔隙率和相对密度23-24
• 1.6.4 比表面积24
• 1.7 微弧氧化技术24-25
• 1.8 本文研究内容25-26
• 第二章 球形孔开孔泡沫铝的制备及微弧氧化处理26-44
• 2.1 引言26
• 2.2 实验材料及设备26-27
• 2.2.1 实验材料26-27
• 2.2.2 实验设备27
• 2.3 球形孔开孔泡沫铝的制备27-34
• 2.3.1 球形孔开孔泡沫铝的渗流铸造工艺27-28
• 2.3.2 氯化钙预制体的烧结工艺28-32
• 2.3.3 球形孔开孔泡沫铝的压铸工艺32-34
• 2.4 开孔泡沫铝的结构特征34-35
• 2.4.1 球形孔开孔泡沫铝的孔隙率34
• 2.4.2 球形孔开孔泡沫铝孔径尺寸34-35
• 2.4.3 球形孔开孔泡沫铝的类型及分布35
• 2.5 球形孔开孔泡沫铝的微弧氧化工艺35-42
• 2.5.1 实验设备35-36
• 2.5.2 电解液36-37
• 2.5.3 微弧氧化膜层的制备37
• 2.5.4 微弧氧化膜层的表征37-42
• 2.6 本章小结42-44
• 第三章 球形孔开孔泡沫铝的吸声性能44-54
• 3.1 引言44
• 3.2 吸声测试系统44-45
• 3.3 球形孔开孔泡沫铝吸声性能研究45-51
• 3.3.1 孔径尺寸对球形孔开孔泡沫铝吸声性能的影响47-48
• 3.3.2 厚度对球形孔开孔泡沫铝吸声性能的影响48-49
• 3.3.3 孔隙率对球形孔开孔泡沫铝吸声性能的影响49-51
• 3.4 微弧氧化处理对球形孔开孔泡沫铝吸声性能的影响51-52
• 3.5 球形孔开孔泡沫铝的吸声机理52-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 微弧氧化膜层对球形孔开孔泡沫铝耐蚀性能的影响54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 球形孔开孔泡沫铝耐蚀性分析方法54-60
• 4.2.1 重量法54-55
• 4.2.2 全浸泡腐蚀实验55-56
• 4.2.3 腐蚀后的微观形貌56-58
• 4.2.4 膜层腐蚀产物分析58-59
• 4.2.5 微弧氧化膜层的腐蚀机理59-60
• 4.3 球形孔开孔泡沫铝的电化学分析60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 球形孔开孔泡沫铝的压缩性能62-70
• 5.1 引言62
• 5.2 实验方法62-63
• 5.2.1 泡沫铝试样62
• 5.2.2 实验设备62-63
• 5.3 实验结果与分析63-67
• 5.3.1 球形孔开孔泡沫铝的屈服平台阶段63-64
• 5.3.2 球形孔开孔泡沫铝的密实阶段及密实化起始点64-65
• 5.3.3 球形孔开孔泡沫铝的断裂形态及能量吸收65-67
• 5.4 孔径对球形孔开孔泡沫铝压缩性能的影响67-68
• 5.5 本章小结68-70
• 第六章 结论70-72
• 参考文献72-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 程万军,何忠保,李道韫,栾祥;渗流铸造泡沫铝合金成型的温度与压力分析[J];汽车工艺与材料;2001年03期

2 于英华,梁冰;泡沫铝齿轮阻尼环减振降噪特性分析[J];沈阳工业大学学报;2004年03期

3 刘铭;程和法;黄笑梅;杨俊;肖志玲;;用可溶石膏型预制块制备低密度开孔泡沫铝[J];特种铸造及有色合金;2010年05期

本文编号：1113962