基于气体捕捉法的泡沫钛制备方法研究

发布时间：2021-04-13 00:47

　　随着结构轻量化、结构功能一体化要求的发展趋势,对泡沫金属的研究逐渐成为热点,其中的泡沫钛因具有相对质量轻、力学性能优异、耐腐蚀性好等特点,使其具有广阔的应用前景。但目前多数泡沫钛制备方法制备出的泡沫钛并不是很理想,且发泡工艺与孔隙大小形貌难以控制,远不能满足工业应用要求。本文利用粉末冶金技术,通过气体捕捉法开展泡沫钛的制备,对其发泡工艺过程进行了研究。在830-1010℃范围内,泡沫钛孔隙率随着发泡温度的升高先增大后减小,当温度为950℃时,孔隙率达到最大的32%；泡沫钛孔隙率随着发泡时间的延长逐渐增大,但当发泡时间大于10h后,孔隙率几乎不再增加。对工艺参数进行优化,获取了最大孔隙率的最优参数是950℃条件下发泡10h。利用金相显微镜OM、扫描电镜SEM对泡沫钛微观特征进行了观察分析,研究了等温蠕变发泡过程孔隙率和微观孔洞的变化规律,结果表明,泡沫钛内孔洞多为球形并且弥散分布,最大孔孔径达到170μm。造成孔洞及孔壁形态不同的原因是不同发泡温度下孔壁蠕变变形的辅助机制不同,950℃及以下为晶界滑动,高于950℃为晶内滑移。通过对基于气体捕捉法制备的泡沫钛发泡过程进行分析,研究了泡沫钛... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１镜在Ｆ－２２战斗机中的用量??但随着结构轻量化、结构功能一体化要求的发展趋势，多孔泡沫金属的研究??

采用烧结颗粒制取多孔泡沫金属，其孔隙率主要取决于工艺方法和长径比，??而金属纤维满足长径比大的特点，易获得高孔隙率的多孔泡沫金属，即纤维烧结??法。此方法主要分为制丝、制拉、压制和烧结四个步骤，其制备过程如图１－３所??示口＂。??１?ｍｍｍｍ?虞：?興??蒙?ｉ＾ｍｍｍ?ｑ＿＿?■?ｊ?巧巧［??瓣剌?諫鶴?碟影乾沒獲＊??图１－３纤维燒结法工艺过程制备泡沫錄??Ｃｈｍｍｉｎｇ?Ｚｏｕ等人锭纤维为原料，采用纤维烧结法制备出孔隙率在３日％－８４％??范围的开孔泡沫镜，孔隙由泡沫锭的螺旋结构产生，孔的尺寸范围在１５０－６００?Ｕ??ｍ＂３３；?Ｇ．?Ｌｏｔｚｅ，?０．?Ａｎｄｅｒｓｅｎ等用烙体抽取技术直接从烙体制取短纤维，克服了??机械方法制备纤维受材料种类限制的不足。总之，采用纤维烧结法可制备出髙孔??ｔ??隙率的多孔泡沫镜，最高可达９０％Ｌ：Ｊｌ上，且孔隙率在很大范围内可控制。缺点??是泡沫铁的尺寸受限制，并且成本相对较高ｆｗ。??１．３．３粉浆巧泡法??关于粉末浆料制备泡沫金属目前研究较少，其获得的材料结构强度殺低，它??是レッ发泡剂的分解蒸发来完成的。Ｂａｎｂａｒ＾ｔ等将金属粉浆（内含发泡剂）倒入模??１??具中

机械性能主要是通过泡沫金属的杨氏模量，拉伸、压缩实验数据反映出来的，??特别是其压缩实验曲线，泡沫金属因其独特的结构特征，在压缩试验中呈现出不??一样的应力－应变曲线，如图１－４所示Ｗ。??示意困??。?Ｊ??应变ｃ?Ｌ密实化应变??图１－４压缩试验下泡沫金属的应力－应变曲线示意图??由图１－４可知，初始加载基本上属于弹性加载，但是初始加载曲线并非直线??段，且其斜率要小于真实模量，这是因为某些孔洞在非常低的载荷下就会产生屈??月良。利用动态检测可很好地测得真实杨氏模量Ｅ，或者先将泡沫体加载到塑性??范围，然后卸载，由卸载斟率来确定Ｅ。杨氏模量Ｅ、剪切模量Ｇ和泊松比Ｖ与密??度的关系分别为：??Ｅ?？?ａＥｓ?｛０?（１－５）??（分?ｎ?（１－６）??Ｖ?Ｓ５５?０．３??１０??


本文编号：3134295