粉体发泡法泡沫铝制备工艺及性能的研究

摘要

本文研究一种新的泡沫铝制备方法--粉体发泡法.其工艺原理为:混合铝粉与一种发泡剂粉末(TiH2),在一定温度下轴向压缩得到具有气密结构的预制品,加热预制品使发泡剂分解释放出气体迫使预制品膨胀得到泡沫铝.混合、压制和发泡是粉体发泡法的三个重要环节.本论文详细研究了各个工艺过程,确定了其在试验条件下的最佳工艺参数值.混合速度250r/min,混合时间大于6h可以保证得到混合均匀的粉末混合物.压力130～150MPa,压制混合400℃～450℃时可以得到具有气密结构的预制品.同时调整发泡工艺中的参数发泡剂用量(1%左右)、发泡温度(600℃～7200℃)、发泡时间(3～15min)可以得到不同孔结构的泡沫铝.泡沫铝的吸能能力和其压缩性能紧密相连.在其压缩应力应变曲线上有很长的一段平台区,显示出较大的吸能能力.其吸能能力受孔隙率的影响,随孔隙率呈非单调变化,在某一孔隙率下具有最大的吸能能力.吸能效率随应变的增加先增大后减小,在应变0.1～0.3之间存在一个峰值.研究了闭孔泡沫铝的导热性能,结果表明泡沫铝的导热性能低于实体铝,其导热性能不仅与孔隙率有很大的关系,而且其它孔结构及其宏观结构的影响也是不容忽视的.