泡沫金屬材料制備技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 機(jī)械加工量大大的減少，使制造周期縮短。 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。 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,]。 本法的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)顆粒尺寸分布來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。 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。 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。 8 圖 7 A356 泡沫鋁塊體及不同孔隙率的泡沫鋁板材 研究發(fā)現(xiàn)，加鈣攪拌溫度和發(fā)泡劑攪拌溫度是控制泡沫鋁孔隙率的主要因素，如果需要制備孔隙率較低（ 70~75%）的泡沫鋁，加鈣攪拌溫度和發(fā)泡溫度均應(yīng)低于 625℃ ，同時(shí)泡沫體不需要加強(qiáng)冷卻；如果需要制備孔隙率較高（ 80%）的泡沫鋁，加鈣攪拌溫度應(yīng)高于 680℃ ，發(fā)泡溫度應(yīng)高于 630℃ 。采用本方法可以制備鋁、鎂、鋅、鉛、錫等金屬泡沫材料。目前，已有美國(guó)和日本公司采用此方法生產(chǎn)商品化的泡沫金屬。 利用 Formgrip方法制備的泡沫鋁孔徑在 1~10mm，孔隙率為 50~95%。但如果工藝過程控制不好，會(huì)產(chǎn)生大量的缺陷。 粉末發(fā)泡法 粉末發(fā)泡法的工藝流程圖如圖 4所示 [3]。 熔體發(fā)泡法 熔體發(fā)泡法的基本原理 [3,810]是將能夠產(chǎn)生氣體的發(fā)泡劑加入到液態(tài)金屬中，發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生氣體并使液態(tài)金屬發(fā)泡，冷卻后即可得到泡沫金屬，制備工藝圖見圖 2。隨后，通過一個(gè)可以震 動(dòng)的噴嘴通入空氣、氮?dú)狻鍤饣蛘咚鼈兊幕旌蠚怏w，并不停攪拌。 金屬泡沫材料還具有優(yōu)異的電磁波吸收性能，可用于電磁屏蔽、電磁兼容器件。如基于金屬泡沫材料的催化劑可用于碳?xì)浠锏纳疃妊趸⒁掖嫉倪x擇性氧化、石油化工中的己烷重組等反應(yīng)工程。目前已在電動(dòng)馬達(dá)、小發(fā)動(dòng)機(jī)等要求傳遞力矩較小的軸上使用 [7]。德國(guó)汽車制造商 Karmann在跑車上采用三明治式復(fù)合泡沫鋁板取代鍛造鋼板制造汽車的橫壁板和后板，重量下降 25%而剛度提高 700%。其中東南大學(xué)材料系開展研究的時(shí)間最早，尤其在粉末冶金法制備泡沫鋁工藝方面的成就較突出。 1956年，美國(guó)科學(xué)家 Elliot 完善了泡沫鋁制備理論，并提出以可熱分解氣體的發(fā)泡劑來代替汞，從而給泡沫金屬材料的工藝發(fā)展指明了方向，同年他采用熔體發(fā)泡法成功制造出泡沫鋁。其開發(fā)研究始于20世紀(jì) 40年代，最早的泡沫鋁制備工藝是 Sosnick于 1948年提出的在鋁熔體中以氣化汞為氣體來源制備泡沫鋁合金的做法，該工藝還申請(qǐng)了美國(guó)專利 [2]。我國(guó)學(xué)者研制了一些具有獨(dú)創(chuàng)性的生產(chǎn)工藝，并進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究。目前，輕質(zhì)、高剛度同時(shí)具有吸能和隔音性能的鋁泡沫材料已經(jīng)在汽車上得
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