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泡沫铝材料的制备研究

赵艳君  
【摘要】:泡沫金属是近年来发展起来的一种结构-功能一体化的新型材料,早在20世纪40年代后期开始被人们发现并研制,但直到近10年才得到长足的进展。对于熔体发泡法制备泡沫金属来说,直接吹气法是一种简便、快速且低消耗的方法,具有广阔的发展前景。 本论文研究了直接吹气法制备泡沫铝时铝熔体的泡沫化行为,采用综合孔隙率来描述铝熔体的外生气源发泡能力,选用Al_2O_3作增粘剂;着重讨论了初始发泡温度、Al_2O_3的重量百分含量、增粘搅伴的时间及气体流量这四个因素对发泡行为的影响,得出了优化的工艺参数。研究结果表明,对于实验中采用的纯铝来说,初始发泡温度是影响铝液发泡能力的最大因素。当初始发泡温度区间为665℃—685℃,用2%的氧化铝作增粘剂,搅伴10分钟时,铝液的发泡效果最好,平均孔隙率可达到62.9%。大量实验表明,采用直接吹气法制备泡沫铝时,熔炼、增粘(包括搅伴)、发泡及冷却这四个工序对制备孔径和孔隙率可控、孔结构均匀的泡沫铝至关重要。在凝固过程中,水冷比空冷更有利于“留住”铝液中的气泡,较大的冷却速度有利于提高泡沫铝的孔隙率。此外,论文中还描绘了模具侧壁的温度变化曲线,通过该曲线探讨了不同冷却速度对铝液“捕捉”气泡能力的影响,在 此基础上提出了泡沫铝水平连铸装置的构想。


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