泡沫铝层合梁、层合圆管的制备和力学性能研究

摘要

以铝镁合金为基体,采用有着广泛工业应用前景的熔体发泡法制备泡沫铝技术来制备Al-Mg泡沫铝基复合材料,通过添加Ca颗粒作为增粘剂,用TiH<,2>粉末作为发泡剂,通过严格控制发泡温度、搅拌速度和搅拌时间以及增粘剂、发泡剂的百分含量,保温条件等工艺参数,可制备出孔隙率基本可调和孔洞分布均匀的泡沫铝样品.此工艺操作控制简单,不需要特殊工业设备,必将具有广泛的工业应用前景,在以后的泡沫材料生产中必将起着十分重要的作用. 泡沫铝层合梁的载荷曲线远远高于泡沫铝和面板的载荷曲线之和,显示出了良好的层合效果;面板的厚度和孔的结构对泡沫铝层合梁都有一定程度的影响.泡沫铝层合梁在保持泡沫铝轻质同时,大大提高了其载荷极限,抗弯强度,泡沫铝层合梁的极限载荷值比泡沫铝的极限载荷高出4～5倍.较厚的面板和良好的孔结构对可以提高泡沫铝层合梁载荷曲线,载荷分别增加了70﹪和80﹪左右. 层合圆管的压缩变形方式与空管相比发生了改变,由不对称变形模式变为轴对称变形模式,其所承受的载荷约为泡沫铝和不锈钢管所承受的载荷之和的1.5倍;载荷一位移曲线平台段锯齿形波动与样品形成的曲屈圈数呈现--对应关系.试样高度的增加、圆管直径的减小可以增加曲屈圈的形成数目和平台区的长度,而粘结剂的添加减少了曲屈圈的形成数目但是明显增加了层合圆管的承载能力.层合圆管的压缩吸能能力均远大于不锈钢圆管和泡沫铝吸收的能量之和,并且随着应变增加,层合圆管的吸能能力增加更为快速;层合圆管吸能能力为泡沫铝、不锈钢圆管吸能能力之和的1.5-2倍.

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第一章绪论

§1.1多孔材料概述

§1.2泡沫铝的发展及应用

§1.3多孔材料的结构表征

§1.4多孔金属的制备方法

§1.4.1液相法

§1.4.2固相法

§1.4.3金属沉积法

§1.5泡沫金属的主要性能

§1.6泡沫金属的应用

§1.6.1结构材料

§1.6.2功能材料

§1.7本文研究的目的及意义

第二章泡沫铝的熔体发泡法制备

§2.1试验材料与试验设备

§2.2泡沫铝样品的制备

§2.2.1发泡前基体的制备

§2.2.2熔体的粘度

§2.2.3熔体发泡

§2.3试验参数对孔结构的影响

§2.3.1初始发泡温度的影响

§2.3.2粘度的影响

§2.3.3熔体搅拌时间的影响

§2.3.4保温时间对孔结构的影响

§2.4本章小结

第三章泡沫铝层合梁的弯曲性能研究

§3.1实验制备

§3.1.1熔体发炮法制备泡沫铝

§3.1.2泡沫铝层合板的制备

§3.2层合梁三点弯曲曲线

§3.3孔隙率对层合梁弯曲曲线的影响

§3.4面板厚度对弯曲曲线的影响

§3.5孔结构对弯曲曲线的影响

§3.6层合梁的尺寸计算

§3.7本章小结

第四章泡沫铝层合圆管压缩性能和吸能性能的研究

§4.1泡沫铝层合圆管的制备

§4.2层合圆管的压缩曲线

§4.3孔隙率对压缩曲线的影响

§4.4粘结方式对压缩曲线的影响

§4.5样品尺寸对压缩曲线的影响

§4.6层合圆管的吸能曲线

§4.7本章小结

第五章结论

参考文献

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