铝锗合金对泡沫铝发泡剂的润湿性研究

摘要

泡沫铝是一种结构功能材料,它具有60％-85％的高孔隙率和低体密度。泡沫铝的性能(如:机械阻尼,吸能和电磁屏蔽等)与孔结构,孔隙率和孔径的均匀性有密切关系。研究发现用氢化锆比用氢化钛作发泡剂制备的泡沫铝孔径的均匀性明显更优。铝对发泡剂(TiH2,ZrH2)的润湿性是影响孔径均匀性的一个重要因素。到目前为止,关于这方面的报道较少。
　　 考虑到氢化物发泡剂高温分解,采用铝锗合金代替纯铝测量接触角,可以降低实验的温度,减少发泡剂的分解。在873 K,用真空感应电炉制备铝锗合金。不经分离萃取,在波长512 nm,用苯芴酮分光光度法测定铝锗合金中锗的含量。在真空条件下,773-81-8K温度范围内,采用改进的座滴法测量铝锗合金对发泡剂的接触角,考察了温度、合金中锗含量和接触时间对接触角的影响；使用高分辨率的摄像机记录和AUTO-CAD计算接触角。采用XRD和SEM对润湿界面进行分析；同时计算不同温度和锗含量的条件下,铝锗合金对发泡剂的热力学和动力学参数。
　　 实验结果表明铝锗合金对氢化钛和氢化锆的接触角都大于90°。相同条件下Al-Ge/TiH2的接触角比Al-Ge/ZrH2的大3-5°,并且二者的接触角都随温度的上升而增大,随合金中锗含量下降而增大。根据XRD和SEM分析结果,在Al-Ge/TiH2和Al-Ge/ZrH2界面处分别有Al-Ti和Al-Zr金属间化合物生成。界面反应、扩散和液滴在固定相表面的移动都会影响铝锗合金对发泡剂的润湿性。
　　 综上所述,同样条件下,Al-Ge/ZrH2的接触角比Al-Ge/TiH2的要小。这可能是用氢化锆比用氢化钛作发泡剂制备的泡沫铝孔径的均匀性明显更好的因为。