通孔泡沫鋁制備及性能研究.pdf

1、泡沫鋁具有許多傳統(tǒng)多孔塑料和致密金屬材料不可比擬的優(yōu)勢,近年來受到了國際上較高重視。本論文利用真空低壓滲流工藝制備了多孔泡沫鋁及鋁-硅膠復(fù)合體,并對其耐腐蝕性能和力學(xué)性能進(jìn)行了初步研究。
　　 以工業(yè)鹽(NaCl)為填料粒子,利用真空低壓滲流法成功制備了泡沫Al-0.146wt.％Ti(wt.％,質(zhì)量百分比,下同)合金。發(fā)現(xiàn)在本實(shí)驗(yàn)條件下制備泡沫Al-0.146wt.％Ti合金的最佳條件為:NaCl填料粒子預(yù)熱溫度為300℃,合

2、金液體澆鑄溫度為760℃,填料粒子尺寸在1～3 mm間。不過最終所得通孔泡沫Al合金的孔徑明顯小于填料粒子尺寸,這表明在滲流時,NaCl顆粒發(fā)生了破裂。當(dāng)預(yù)熱溫度過高時,填料粒子在預(yù)熱中會破碎。當(dāng)粒子尺寸過大時,填料粒子會在合金液體澆鑄時發(fā)生嚴(yán)重爆裂,從而影響泡沫合金質(zhì)量。另外,抽氣孔位置以及樣品尺寸對所得泡沫Al合金孔徑分布均勻性有明顯影響。為了改善泡沫Al孔徑的均勻性,對電沉積技術(shù)制備泡沫Al進(jìn)行了初步嘗試,但未獲得成功。
　

3、　 為了拓展泡沫Al的應(yīng)用,以球形硅膠顆粒為填料粒子,利用真空低壓滲流法制備了Al-0.146Ti-硅膠復(fù)合體,以便該復(fù)合體在干燥箱等領(lǐng)域的應(yīng)用。獲得了制備該復(fù)合體的最佳條件為:填料粒子為2～3 mm時,預(yù)熱溫度為350℃,澆鑄溫度為780℃；隨著填料粒子直徑的增大,預(yù)熱溫度和澆鑄溫度均顯著降低。這表明Al液在硅膠顆粒中的滲流能力隨粒子直徑的增加而增加。對同一尺寸的填料粒子,盡管預(yù)熱溫度和澆鑄溫度可進(jìn)一步提高,但隨著溫度升高,填料粒子

4、厚度需增加,否則容易滲流過度。
　　 泡沫Al-0.146Ti合金的模擬海水全浸腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:泡沫低鈦鋁合金的耐腐蝕性隨著孔率的增加而降低。這是因?yàn)殡S著孔隙率增加,泡沫合金與腐蝕液的接觸面積增大,腐蝕速率增加。Al-0.146wt.％Ti-硅膠復(fù)合體的壓縮性能測試結(jié)果表明:隨著硅膠直徑增大,屈服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度降低；并且該復(fù)合體的屈服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度與應(yīng)變速率間存在指數(shù)關(guān)系,其應(yīng)變速率敏感系數(shù)分別為0.17和0.16。表現(xiàn)出明顯