粉末冶金多孔铝棒材的组织、性能及其对卷烟降温减害的影响
发布时间：2021-04-07 20:40
卷烟燃吸时有害物质的释放量与燃烧锥温度密切相关,现有技术对卷烟降温效果并不明显,而且可能会产生其它有害物质。多孔铝具有密度小、比表面积大、热导率高、渗透性能好等多种优点,成为热交换材料的研究热点。现有的多孔铝制备工艺复杂,成本较高,不利于多孔铝棒在卷烟中的应用。本文采用粉末松装烧结和压制烧结法制备多孔纯铝棒材,工艺简单,制备的多孔铝棒对卷烟降温减害效果显著。本文主要研究了工艺参数对多孔铝棒的显微组织、力学性能及导热性能的影响,并将多孔铝棒材加入到卷烟中,制成复合卷烟,研究其降温减害效果。同时也讨论了复合卷烟的传热机制。主要研究结果如下:粉末松装烧结制备的多孔铝孔隙率较高,力学性能较低,热导率较小。粉末平均粒度、烧结温度及保温时间对多孔铝棒材的显微组织、相对密度及硬度都有影响。多孔铝棒材的相对密度和显微硬度随粉末平均粒度的增大呈先增大后略有减小再继续增大的趋势。在粉末平均粒度为48μm、烧结温度为600℃以及保温时间为2h条件下,烧结态纯铝棒的相对密度为61.7%,维氏硬度为33.89HV,热导率为22.79W/（m?K）。当烧结温度范围为525625℃时,松装烧结...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 卷烟减害研究现状
1.2.1 卷烟燃烧中的有害气体
1.2.2 卷烟减害的研究现状
1.2.3 卷烟燃烧温度的研究现状
1.3 多孔铝的制备及应用
1.3.1 多孔铝概述
1.3.2 多孔铝的特性
1.3.3 多孔铝的制备方法
1.3.4 多孔铝的应用
1.4 传热基本原理
1.5 本课题的研究意义及主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 课题来源
第二章 实验过程与方法
2.1 实验过程
2.2 实验原材料
2.3 样品制备
2.3.1 打孔铝丝的制备
2.3.2 粉末松装烧结样品制备
2.3.3 压制烧结样品制备
2.3.4 不同工艺复合卷烟的制备
2.4 显微组织分析
2.5 性能测试
2.5.1 密度测试
2.5.2 硬度测试
2.5.3 压缩性能测试
2.5.4 热导率测试
2.5.5 卷烟温度测试
2.5.6 烟气常规测试
第三章 松装烧结工艺对多孔铝棒组织与性能的影响
3.1 引言
3.2 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.2.1 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.2.2 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材相对密度与硬度的影响
3.3 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.3.1 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.3.2 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材相对密度与硬度的影响
3.4 保温时间对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.4.1 保温时间对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.4.2 保温时间对松装烧结多孔铝棒材相对密度的影响
3.5 松装烧结制备多孔铝棒材的导热性能
3.6 松装烧结制备多孔铝棒材的烧结扩散机制
3.7 本章小结
第四章 压制烧结工艺对多孔铝棒组织与性能的影响
4.1 引言
4.2 压制压力对铝棒材组织与性能的影响
4.2.1 压制压力对铝棒材显微组织的影响
4.2.2 压制压力对铝棒材相对密度与硬度的影响
4.2.3 压制压力对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.2.4 压制压力对铝棒材物理性能的影响
4.3 烧结温度对铝棒材组织与性能的影响
4.3.1 烧结温度对铝棒材显微组织的影响
4.3.2 烧结温度对铝棒材相对密度的影响
4.3.3 烧结温度对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.3.4 烧结温度对铝棒材物理性能的影响
4.4 保温时间对铝棒材组织与性能的影响
4.4.1 保温时间对铝棒材显微组织的影响
4.4.2 保温时间对铝棒材相对密度与硬度的影响
4.4.3 保温时间对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.4.4 保温时间对铝棒材物理性能的影响
4.5 本章小结
第五章 粉末冶金多孔铝棒对卷烟降温减害的影响
5.1 引言
5.2 不同工艺制备的复合卷烟在阴燃状态下的燃烧锥温度
5.3 松装烧结多孔铝棒对复合卷烟降温减害的效果
5.4 压制烧结铝棒材对复合卷烟降温减害的效果
5.5 复合卷烟的传热机制
5.6 本章小结
结论
对进一步研究的建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[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]温度与保温时间对半固态粉末轧制AA2024带材性能与显微组织的影响[J]. 顾才鑫,刘允中,贾惠芳. 粉末冶金材料科学与工程. 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]滤嘴通风对卷烟燃烧温度及主流烟气中七种有害成分的影响[J]. 连芬燕,李斌,黄朝章. 湖北农业科学. 2014(17)
[5]造粒松装烧结法制备双峰孔结构的多孔钛及力学性能研究(英文)[J]. 杨坤,王建,刘杰,汤慧萍,杨保军,李亚宁. 稀有金属材料与工程. 2013(S2)
[6]开孔泡沫金属热传输性能研究进展[J]. 李炅,张秀平,贾磊,吴俊峰,孔晓鸣. 制冷学报. 2013(04)
[7]烟丝添加剂对卷烟燃烧温度和烟气成分的影响研究[J]. 沈凯,戴路,李鹄志,詹望成,周国俊,储国海,郭杨龙. 化学世界. 2013(07)
[8]卷烟纸透气度对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响[J]. 谢定海,黄宪忠,单婧,沈妍,尧珍玉,李姗姗. 纸和造纸. 2013(01)
[9]多孔铝材料的研究进展及其应用[J]. 刘中梅,严彪. 上海有色金属. 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)
硕士论文
[1]多孔钛的制备及力学性能研究[D]. 刘杰.东北大学 2012
[2]铝基复合材料的制备工艺及性能研究[D]. 冯科.河南科技大学 2012
[3]粉末烧结多孔铝及其压缩变形行为的研究[D]. 何军.广东工业大学 2006
[4]熔体发泡法制备泡沫铝的工艺研究[D]. 程慧静.辽宁科技大学 2006
[5]粉末烧结多孔铝的工艺与性能研究[D]. 曹黎华.广东工业大学 2005
本文编号：3124158
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 卷烟减害研究现状
1.2.1 卷烟燃烧中的有害气体
1.2.2 卷烟减害的研究现状
1.2.3 卷烟燃烧温度的研究现状
1.3 多孔铝的制备及应用
1.3.1 多孔铝概述
1.3.2 多孔铝的特性
1.3.3 多孔铝的制备方法
1.3.4 多孔铝的应用
1.4 传热基本原理
1.5 本课题的研究意义及主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 课题来源
第二章 实验过程与方法
2.1 实验过程
2.2 实验原材料
2.3 样品制备
2.3.1 打孔铝丝的制备
2.3.2 粉末松装烧结样品制备
2.3.3 压制烧结样品制备
2.3.4 不同工艺复合卷烟的制备
2.4 显微组织分析
2.5 性能测试
2.5.1 密度测试
2.5.2 硬度测试
2.5.3 压缩性能测试
2.5.4 热导率测试
2.5.5 卷烟温度测试
2.5.6 烟气常规测试
第三章 松装烧结工艺对多孔铝棒组织与性能的影响
3.1 引言
3.2 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.2.1 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.2.2 粉末平均粒度对松装烧结多孔铝棒材相对密度与硬度的影响
3.3 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.3.1 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.3.2 烧结温度对松装烧结多孔铝棒材相对密度与硬度的影响
3.4 保温时间对松装烧结多孔铝棒材组织与性能的影响
3.4.1 保温时间对松装烧结多孔铝棒材显微组织的影响
3.4.2 保温时间对松装烧结多孔铝棒材相对密度的影响
3.5 松装烧结制备多孔铝棒材的导热性能
3.6 松装烧结制备多孔铝棒材的烧结扩散机制
3.7 本章小结
第四章 压制烧结工艺对多孔铝棒组织与性能的影响
4.1 引言
4.2 压制压力对铝棒材组织与性能的影响
4.2.1 压制压力对铝棒材显微组织的影响
4.2.2 压制压力对铝棒材相对密度与硬度的影响
4.2.3 压制压力对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.2.4 压制压力对铝棒材物理性能的影响
4.3 烧结温度对铝棒材组织与性能的影响
4.3.1 烧结温度对铝棒材显微组织的影响
4.3.2 烧结温度对铝棒材相对密度的影响
4.3.3 烧结温度对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.3.4 烧结温度对铝棒材物理性能的影响
4.4 保温时间对铝棒材组织与性能的影响
4.4.1 保温时间对铝棒材显微组织的影响
4.4.2 保温时间对铝棒材相对密度与硬度的影响
4.4.3 保温时间对铝棒材单向压缩力学性能的影响
4.4.4 保温时间对铝棒材物理性能的影响
4.5 本章小结
第五章 粉末冶金多孔铝棒对卷烟降温减害的影响
5.1 引言
5.2 不同工艺制备的复合卷烟在阴燃状态下的燃烧锥温度
5.3 松装烧结多孔铝棒对复合卷烟降温减害的效果
5.4 压制烧结铝棒材对复合卷烟降温减害的效果
5.5 复合卷烟的传热机制
5.6 本章小结
结论
对进一步研究的建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[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]温度与保温时间对半固态粉末轧制AA2024带材性能与显微组织的影响[J]. 顾才鑫,刘允中,贾惠芳. 粉末冶金材料科学与工程. 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]滤嘴通风对卷烟燃烧温度及主流烟气中七种有害成分的影响[J]. 连芬燕,李斌,黄朝章. 湖北农业科学. 2014(17)
[5]造粒松装烧结法制备双峰孔结构的多孔钛及力学性能研究(英文)[J]. 杨坤,王建,刘杰,汤慧萍,杨保军,李亚宁. 稀有金属材料与工程. 2013(S2)
[6]开孔泡沫金属热传输性能研究进展[J]. 李炅,张秀平,贾磊,吴俊峰,孔晓鸣. 制冷学报. 2013(04)
[7]烟丝添加剂对卷烟燃烧温度和烟气成分的影响研究[J]. 沈凯,戴路,李鹄志,詹望成,周国俊,储国海,郭杨龙. 化学世界. 2013(07)
[8]卷烟纸透气度对卷烟燃烧温度及烟气指标的影响[J]. 谢定海,黄宪忠,单婧,沈妍,尧珍玉,李姗姗. 纸和造纸. 2013(01)
[9]多孔铝材料的研究进展及其应用[J]. 刘中梅,严彪. 上海有色金属. 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)
硕士论文
[1]多孔钛的制备及力学性能研究[D]. 刘杰.东北大学 2012
[2]铝基复合材料的制备工艺及性能研究[D]. 冯科.河南科技大学 2012
[3]粉末烧结多孔铝及其压缩变形行为的研究[D]. 何军.广东工业大学 2006
[4]熔体发泡法制备泡沫铝的工艺研究[D]. 程慧静.辽宁科技大学 2006
[5]粉末烧结多孔铝的工艺与性能研究[D]. 曹黎华.广东工业大学 2005
本文编号：3124158
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3124158.html
