PCM法泡沫铝及其复合结构制备工艺优化研究

发布时间：2017-12-12 15:15

  本文关键词：PCM法泡沫铝及其复合结构制备工艺优化研究

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【摘要】：泡沫铝是一种在铝基体内存在大量孔结构的新型金属材料。因其自身内部所独具的孔洞结构,使其具备许多优良性能,例如吸能、隔热、高比强度以及减震等,而将其作为夹心层制成的复合结构件,可以克服其强度差的特点大幅提升了其机械性能,获得广阔的发展空间,是现在金属材料发展的前沿热点。针对闭孔结构的泡沫铝,其制备方式以粉末压实冶金法最为常见且最具优势。基于PCM法在前人研究的基础上,本文研究了Mg粉添加量、Mg粉颗粒度以及混粉时间对泡沫铝孔结构的影响,并通过对比工艺参数(升温速度、试样温度)对孔结构的影响,对其制备工艺进行了优化。论文还对泡沫铝复合结构的三种制备工艺进行了对比研究。试验结果表明:(1)在其他条件不变时,Mg粉添加量、Mg粉颗粒度以及混粉时间对泡沫铝孔结构有很大影响,各因素的影响大小依次为Mg粉颗粒度、混粉时间、Mg粉添加量,且其最优参数分别为:Mg粉颗粒度325目,混粉时间60min,Mg粉的添加量0.6wt%。(2)加热速率以及试样温度对泡沫铝的孔结构和发泡膨胀情况有很大影响。在本试验条件下,得出最佳预设炉温为800℃,试样温度范围为680℃-770℃,在此范围内制得的泡沫铝孔隙率范围为50%-75%、平均孔径为3.1mm-4.2mm、平均圆形度0.45-0.66。当试样达到最大膨胀值(温度750℃左右)之后,试样开始塌陷(塌陷温度为770℃左右)。(3)论文采用胶粘法、热压法、自蔓延法三种结合方式制备复合结构的泡沫铝,其中采用胶粘及热压的方法均能实现泡沫铝复合结构中的钢板与泡沫铝芯的结合,在自蔓延法制备过程中,由于原料配比及工艺问题并未实现界面结合。通过压缩对比试验及微观界面分析,可知热压法制得的泡沫铝复合结构比胶粘法制备的泡沫铝复合结构的界面结合效果好,力学性能更高。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

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本文编号：1282965