泡沫金屬材料制備技術(shù)-免費(fèi)閱讀
【正文】 但隨著經(jīng)濟(jì)和制備技術(shù)的發(fā)展，許多重要的應(yīng)用場(chǎng)合（如航空航天）已經(jīng)在應(yīng)用泡沫鋁來(lái)進(jìn)行隔音、降噪和電磁屏蔽。以 A356鋁合金為原料，采用金屬 Ca作為增粘劑， TiH2為發(fā)泡劑，通過(guò)調(diào)整鋁液的溫度、加鈣量、增粘攪拌時(shí)間和速度、發(fā)泡劑加入量、發(fā)泡劑攪拌溫度、發(fā)泡劑攪拌時(shí)間和速度以及發(fā)泡時(shí)間等，確定了實(shí)驗(yàn)室條件下的工藝參數(shù)。一般需對(duì)顆粒進(jìn)行預(yù)熱以避免金屬液的過(guò)早凝固，特別是當(dāng)滲流壓力較低或者顆粒堆積密度過(guò)大時(shí)。熔模鑄造法是將泡沫塑料填充入鑄型內(nèi) ,將其浸入到液態(tài)耐火材料中 ,使耐火材料充滿泡沫塑料孔隙。 Formgrip工藝 Formgrip工藝結(jié)合了熔體發(fā)泡法和粉末發(fā)泡法，其工藝原理圖見圖 5[11]。發(fā)泡劑一般為金屬氫化物。但目前該方法還存在： 1）孔結(jié)構(gòu)控制困難； 2）不能連續(xù)生產(chǎn)； 2）泡沫金屬平均孔徑過(guò)大（ 1~10mm）及包含過(guò)多的脆性相，對(duì)材料抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響等問(wèn)題。通過(guò)調(diào)整攪拌速率或者 噴嘴的震動(dòng)頻率以及其它參數(shù)可以獲得不同氣孔尺寸的泡沫材料。 3 首先在熔融的金屬中加入增稠劑，加入增稠劑的體積百分?jǐn)?shù)一般為 10～ 20％，顆粒的平均尺寸為 5～ 20μm。 金屬泡沫材料也可在流體流量控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。閉孔金屬泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)很低，僅為純金屬的 1/5～ 1/150，可用作絕熱材料，其強(qiáng)度及耐熱性能（泡沫金屬，尤其是 泡沫鋁的耐熱溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其熔點(diǎn)）優(yōu)于相應(yīng)的傳統(tǒng)材料。 2 另外，在生物材料方面，鈦等多孔材料由于與人體組織有良好的相容性且對(duì)人體無(wú)害而廣泛應(yīng)用，如骨科、牙科等。多孔材料的應(yīng)用領(lǐng)域主要取決于以下幾方面因素 [3]： (1) 組織形貌：孔隙類型（通孔或閉孔）、孔隙率、孔隙尺寸范圍以及內(nèi)表面面積； (2) 冶金因素：金屬或合金的顯微組織； (3) 工藝因素：多孔材料的加工性能以及它們與傳統(tǒng)材料構(gòu)成的復(fù)合材料的加工性能； (4) 經(jīng)濟(jì)因素：生產(chǎn)成本以及大量生產(chǎn)的可行性如何。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了采用金屬發(fā)泡法和滲流鑄造法來(lái)生產(chǎn)各種尺寸規(guī)模的泡沫鋁部件，從高速列車到航天飛機(jī)的一系列領(lǐng)域都可以找到泡沫鋁 的身影 [1]。它具備的優(yōu)異物理性能，如比重小、剛度大、比表面大、減震性能好、消聲效果好、電磁屏蔽性能高等，使其在一些高技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用 [13]。到了 20世紀(jì) 80年代末 90年代初，泡沫鋁材料的研究取得重大突破，日本九州工業(yè)研究所于 1991年開發(fā)出泡沫鋁工業(yè)化生產(chǎn)的工業(yè)路線。 金屬泡沫材料具有一定的強(qiáng)度、延伸率和加工性能， 可用于結(jié)構(gòu)材料。 在航空領(lǐng)域，多孔網(wǎng)狀金屬一般用作輕質(zhì)、傳熱的支撐結(jié)構(gòu)，可用于機(jī)翼金屬外殼的支撐體、導(dǎo)彈的防外殼高溫坍塌支撐體、雷達(dá)鏡的反射材料等 [2]。利用通孔多孔金屬的孔隙對(duì)流體介質(zhì)中固體粒子的阻留和捕集作用，將氣體或液體進(jìn)行過(guò)濾與分離，從而達(dá)到介質(zhì)的凈化或分離作用。吸聲材料需要同時(shí)具有優(yōu)良的吸聲效率、透聲損失、透氣性、耐火性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 [2]。 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]：液相法、粉末固相法、離子法（金屬離子溶液）以及氣相法（金屬蒸氣或氣態(tài)金屬間化合物），其中氣體吹入法、熔體發(fā)泡法、粉末冶金法以及滲流鑄造法是最常用的制備方法。由于增稠劑的作用，產(chǎn)生的氣泡在上升的過(guò)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(guò)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]。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。 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，
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