泡沫金屬材料制備技術(shù)(參考版)
2024-11-07 11:20本頁面
【正文】 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 , 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)用并將越來越廣泛。 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)展的一個主要原因。 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。 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℃ 。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)。 3 清華大學(xué)機(jī)械工程系的研究工作 采用熔體發(fā)泡法進(jìn)行了較大塊體的泡沫鋁的實(shí)驗(yàn)研究。 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，不可能完全潤濕顆粒，金屬液在顆粒間滲流時由于流動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。采用本方法可以制備鋁、鎂、鋅、鉛、錫等金屬泡沫材料。 7 圖 6 滲流鑄造法原理圖 [31] 顆?？梢詾轵问?、粘土、可溶解鹽類、發(fā)泡玻璃球或氧化鋁空心球。將可去除的無機(jī)甚至有機(jī)顆粒或低密度顆粒堆積在鑄模中，預(yù)熱后澆鑄液態(tài)金屬，在真空產(chǎn)生的壓差作用下或采用壓力使金屬液滲流進(jìn)入填料顆粒的間隙，凝固后形成金屬 /顆粒復(fù)合體，然后通過選用合適的溶劑、酸或者采用熱處理方法將顆粒去除，生產(chǎn) 三維網(wǎng)絡(luò)狀孔洞互相連通的泡沫金屬材料。 滲流鑄造法可以制備通孔金屬材料，這類工作在我國開展較多 [1216]，國外也有研究工作者開展這方面的工作 [17,]。目前，已有美國和日本公司采用此方法生產(chǎn)商品化的泡沫金屬。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。 圖 5 制備近凈型泡沫鋁部件的 Formgrip 工藝 熔模鑄造法的工藝原理圖見圖 6[3]。 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。 利用 Formgrip方法制備的泡沫鋁孔徑在 1~10mm，孔隙率為 50~95%。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。缺點(diǎn)是目前只能生產(chǎn)小尺寸的泡沫鋁材，還不能生產(chǎn)小孔徑、低密度高孔隙度的泡沫鋁材。 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。但如果工藝過程控
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