泡沫金屬材料制備技術(shù)(文件)
【正文】 ℃ 。 由于制備成本以及工藝穩(wěn)定性等方面的原因，泡沫鋁的應(yīng)用一度受到了很大的限制，這也是在我國(guó)雖然有眾多研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行泡沫鋁的研究工作，但在產(chǎn)業(yè)化方面很少有突出進(jìn)展的一個(gè)主要原因。 參考文獻(xiàn) [1] 程桂萍 , 陳鋒 , 何德坪等 . 用滲流法制備多孔金屬的孔結(jié)構(gòu)及其控制 . 東南大學(xué)學(xué)報(bào) , 1997, 27(2):9598 [2] 劉培生 , 李鐵藩 , 傅超等 . 多孔金屬材料的應(yīng)用 . 功能材料 , 2020, 32(1):1215 [3]John Banhart. Manufacture, Characterisation and Application of Cellular Metals and Metal Foams. Progress in Materials Science, 2020, 46:559632 [4] URL: [5] 2 Baumeister J., Banhart J., Weber M. Aluminium foams for transport industry[ Materials amp。泡沫 鋁的應(yīng)用并將越來(lái)越廣泛。 4 展 望與建議 著重介紹了金屬泡沫材料的主要生產(chǎn)方法，并簡(jiǎn)單介紹了金屬泡沫材料的主要用途以及本課題組在泡沫鋁產(chǎn)業(yè)化方面開展的工作。每塊泡沫的重量為 70~300kg，泡沫體積為 1100600Xmm，孔隙率為 75~90%可調(diào)。 本法的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)顆粒尺寸分布來(lái)控制泡沫材料的孔洞尺寸及其分布，具有通孔率高、比表面積大、 制造成本低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是由于液態(tài)金屬具有很高的表面張力，不可能完全潤(rùn)濕顆粒，金屬液在顆粒間滲流時(shí)由于流動(dòng)阻力損失及溫度降低導(dǎo)致的粘度增大，不能完全填充顆粒之間的孔隙。 7 圖 6 滲流鑄造法原理圖 [31] 顆粒可以為蛭石、粘土、可溶解鹽類、發(fā)泡玻璃球或氧化鋁空心球。 滲流鑄造法可以制備通孔金屬材料，這類工作在我國(guó)開展較多 [1216]，國(guó)外也有研究工作者開展這方面的工作 [17,]。在耐火材料硬化后 ,升溫加熱使泡沫塑料氣化分解，形成一個(gè)具有原泡沫塑料形狀的三維骨架 ,將液態(tài)金屬澆注到鑄型內(nèi) ,凝固后把耐火材料去除 ,就可得到具有三維網(wǎng)狀通孔的與原泡沫塑料形狀一致的金屬泡沫。 Formgrip工藝結(jié)合了熔體發(fā)泡法和粉末發(fā)泡法的優(yōu)點(diǎn)，能夠制備大尺寸的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的泡沫鋁構(gòu)件。將含有發(fā)泡劑的發(fā)泡先驅(qū)體放入模具中進(jìn)行烘焙，通過發(fā)泡劑的原位分解產(chǎn)生氣體。 粉末發(fā)泡法的優(yōu)點(diǎn)：用此方法可以制備形狀復(fù)雜的零件， 機(jī)械加工量大大的減少，使制造周期縮短。本方法不僅適用于鋁及其合金，也適用于錫、鋅、黃銅、鉛、金、鋼等金屬和合金。最后將擠壓后的可發(fā)泡半成品加熱到母體金屬熔點(diǎn)溫度以上，使發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體分解，從而在金屬內(nèi)部產(chǎn)生氣泡。該法的優(yōu)點(diǎn)是可以適用于黑色泡沫金屬的生產(chǎn)；缺點(diǎn)是制備泡沫金屬的工藝過程控制比較困難，容易形成不均勻的泡沫組織，大泡沫集中在中心部分，越靠近邊緣泡沫尺寸越小，且密度越 高 [9]。常用的增稠劑為金屬 Ca和 MnO2，加入量一般為 ~3%；也可以向金屬液中吹入氧氣、空氣或者其它氣體及其混合氣體，原位合成金屬氧化物作為增稠劑；也可以加入粉末狀氧化鋁、碳化硅、鋁渣、泡沫鋁屑或者其它金屬粘度增強(qiáng)劑 [3]。此法的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)生產(chǎn)大塊的泡沫金屬材料，而且與其它制備方法相比成本最低；缺點(diǎn)是增稠劑顆粒的潤(rùn)濕問題和顆粒分布不均勻、發(fā)泡過程難以控制、氣泡分布不均勻且局部氣泡尺寸過大以及加工性能差、脆性較大等 [3,。由于增稠劑的作用，產(chǎn)生的氣泡在上升的過程中不能聚集長(zhǎng)大，上升到泡沫－液體界面時(shí)被收集起來(lái)，通過傳送帶予以冷卻，冷卻下來(lái)后可以進(jìn)行切割，可以獲得需要的金屬泡沫材料。常用的增稠劑包括碳化硅、氧化鋁以及氧化鎂顆粒。 2. 金屬泡沫材料的制備方法 鋁合金泡沫金屬的制備方法有很多，根據(jù)金屬或合金被處理時(shí)物理狀態(tài)的不同，獲得金屬泡沫材料的制造方法可以劃分為四類 [3]：液
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