小孔径泡沫铝材料制备及力学性能研究

发布时间：2017-12-17 15:05

  本文关键词：小孔径泡沫铝材料制备及力学性能研究

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【摘要】：泡沫铝材料是上世纪四十年代一种新兴的应用材料,因其特殊的孔洞结构使其具备常规材料所不具备的特殊性能。泡沫铝具有优异的吸声、隔声、电磁屏蔽、吸能、减震等性能,可以广泛地应用于建筑、汽车、列车、船舶、航空航天、防护装甲等。本文采用粉末冶金法制备小孔径泡沫铝材料,其工艺步骤为混粉-冷压-热压-发泡。通过研究制备过程,得出制备小孔径泡沫铝材料的工艺参数,从而实现泡沫铝材料制备的可控性。制备过程中多个工艺参数影响泡沫铝材料的质量。热压工艺中对温度和压力进行研究。冷压加热压与仅有冷压工艺得到试样的致密度得到大幅度提高,冷压后加热压的发泡试样致密度可以达到98%以上。研究结果表明,采用混粉-冷压-热压-发泡的工艺可制备出空隙率在50%~75%的闭孔泡沫铝材料。该工艺方法简单、污染小、耗能低,可制备性能优异的闭孔泡沫铝材料。制备泡沫铝材料的工艺条件如下:混粉时间10h,冷压压力为200MPa,热压压力为300MPa,热压温度为400℃,发泡温度为680℃,通过控制发泡剂的含量和发泡时间可得到不同孔隙率的泡沫铝材料。对制备的不同孔隙率泡沫铝材料进行力学性能研究。由现有报道可知泡沫铝材料常温下静态和动态条件下的力学性能研究相对较多,高温条件下的力学性能研究少有报道。本文对其在高温下的力学性能进行研究。对孔隙率为55%、65%、70%泡沫铝材料的准静态压缩实验可知,随着孔隙率的升高其屈服强度、弹性模量、压实应力均下降;压实应变增大;最大吸能效率增大。对不同孔隙率泡沫铝材料进行动态冲击条件下力学性能的研究。分析研究实验数据可知,随孔隙率增加平台应力升高。相同孔隙率材料动态压缩与准静态压缩相比,其平台应力增大。对孔隙率为65%的泡沫铝材料在实验温度为25~400℃条件下进行准静态压缩实验。分析实验结果可知随着实验温度的升高其弹性模量和平台应力均下降。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

【参考文献】

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2 凤仪,郑海务,朱震刚,陶宁;闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能[J];中国有色金属学报;2004年01期

3 魏莉,唐骥,姚广春,张晓明,罗洪杰;粉末冶金法制备泡沫铝材料发泡过程中孔形态的演变[J];铸造;2004年06期

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1 刘希泉;熔体发泡法制备泡沫铝工艺研究[D];中南大学;2007年

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本文编号：1300532