泡沫铝在中空型材内的发泡特性及充填复合

摘要

泡沫铝是一种新型的功能结构材料,其制备工艺有很多,其中PCM法由于能够实现泡沫铝异形件的近净成型和制备泡沫铝复合结构而受到广泛的关注。本文利用PCM法制备泡沫铝充填管及三明治复合材料,为实际应用提供依据。 1) 利用PCM法研究了直径为φ10.6mm的预制体在φ23.8mm、φ21.2mm两种内径的钢管内,炉温分别为800℃、760℃、740℃时的发泡充填情况,结果表明：预制体在管内发泡良好,能够充满内径23.8mm、21.2mm的钢管,断面最大充填率达到了80％、74％；炉温越高,升温速率就快,泡沫铝试样填充满钢管的时间短；管内泡沫铝的孔径、孔隙率和膨胀高度随炉温的升高,先增大然后减小,而平均相当圆直径随炉温变大。填充管内泡沫铝孔的演化包括孔的形核、长大、合并和湮灭等过程,对应的孔形状的变化是小孔径球形、大孔径球形、多边形化。 在管径23.8mm的钢管内,在炉温760℃,试样温度720-740℃范围内,发泡效果好；而在管径21.2mm钢管内,预设炉温760、740℃,试样温度在720-740℃,发泡效果较好。 2) 研究了直径为φ10.6mm的两根预制体在管径φ30mm,分别在炉温为760℃和800℃的发泡充填情况,结果表明：两根预制体能够实现发泡并很好结合,实现了横向尺寸的大尺寸化。单根与两根泡沫铝填充管的发泡规律相似,但两根预制体在管内发泡的同时还存在泡沫铝间的结合过程,提出了充填管内泡沫铝的结合机制。达到相同孔隙率时,两根预制体比单根的发泡时间更长,铝熔体内的气孔可以维持到更高的温度。预设炉温760℃,试样温度在725-740℃发泡较好。 3) 用PCM法制备泡沫铝三明治复合材料,并对界面结合效果进行分析。结果表明：采用粉末与钢板的冷热压工艺制备出了三明治预制板；发泡后,铁/铝泡沫铝界面通过Fe和Al元素的扩散,生成FeAl3的金属间化合物及其与Al混合的少量凝固组织,板芯间形成良好的冶金结合界面。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2 PCM法泡沫铝的制备

1.2.1 PCM法泡沫铝工艺参数的控制

1.2.2 PCM法制备泡沫铝的发泡机理

1.2.3 PCM法泡沫铝的性能

1.2.4 PCM法泡沫铝复合结构的研究

1.2.5 PCM法泡沫铝的应用前景

1.3论文提出的依据

1.4论文的研究内容

第二章试验原理及方法

2.1工艺原理

2.2试验过程

2.3试验设备

2.4测试及分析方法

2.4.1泡沫铝孔隙率的测量

2.4.2泡沫铝孔结构的图像分析

2.4.3泡沫铝充填管的充填分析

第三章单根泡沫铝在中空型材内的发泡特性及充填复合

3.1试验方案设计

3.2试验结果及分析

3.2.1钢管1内发泡

3.2.2钢管2内发泡

3.3影响因素及机理分析

3.4小结

第四章大尺寸泡沫铝填充管

4.1钢管3内发泡过程

4.2孔结构变化情况

4.3影响因素分析

4.4小结

第五章PCM法泡沫铝三明治复合结构的制备

5.1试验方案的设计

5.1.1试验材料

5.1.2试验方案的比较

5.2热压法预制板的试验过程

5.2.1试样制备

5.2.2发泡过程

5.3试验结果与分析

5.3.1三明治预制板的发泡过程

5.3.2泡沫铝三明治的界面结合

5.4小结

结论

建议

参考文献

硕士研究生在读期间论文发表情况

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