二次泡沫化制備近凈成型泡沫鋁合金.pdf

1、鋁基體內分布的大量無序孔洞使得泡沫鋁具有輕質、沖擊能量吸收、阻尼減振等多種優(yōu)異的性能，已成功應用于載人航天、高速列車等高技術領域。此外，多種潛在應用對泡沫鋁平板和異形件的近凈成形技術提出迫切需求。
　　 和其他制備近凈成型泡沫鋁合金的方法相比，二次泡沫化工藝制備近凈成型泡沫鋁合金有著制備效率高、設備要求低的優(yōu)點，值得繼續(xù)發(fā)展。目前對二次發(fā)泡工藝中影響產品孔結構、孔隙率的因素及其作用機理的很多方面仍不清楚，特別是氫化鈦氫含量在不同

2、階段的消耗及相應影響尚未清楚。
　　 針對二次泡沫化工藝，本文首先通過加熱氧化處理調節(jié)氫化鈦的分解特性，并對加熱氧化處理的氫化鈦進行了XRD分析、SEM分析和熱分析。研究表明:加熱氧化處理對氫化鈦顆粒表面形貌影響很小，沒有觀察到相組成的變化，但處理后氫化鈦氧含量顯著增加，不同溫度處理相同時間，氧含量變化不大;加熱氧化處理降低了氫化鈦的氫含量，可顯著抑制氫化鈦分解。采用非等溫法得到了各處理條件下處理后的氫化鈦熱分解動力學方程。利用

3、熱分解動力學方程對不同處理條件處理的氫化鈦用于二次發(fā)泡工藝的可行性進行分析，推導出發(fā)泡劑二次熱分解轉化率公式，計算表明各處理條件的氫化鈦均可用于二次發(fā)泡工藝;可通過提高二次泡沫化預設溫度及縮短預制件制備階段發(fā)泡劑分解時間來提高二次氫氣產率。
　　 對各處理條件氫化鈦的二次熱分解產氣量及其產氣速率進行了分析，并通過一次泡沫化實驗，選用400℃×3h處理的氫化鈦作為二次泡沫化工藝的發(fā)泡劑;確定發(fā)泡劑攪拌分散時間選擇為240s附近區(qū)間

4、，冷卻方式為底噴+側噴。
　　 本文主要研究了溫度、預制件基體及預制件初始孔隙率對二次泡沫化過程的影響。研究表明:預制體的升溫相變DSC曲線為鋁合金相變曲線和氫化鈦分解曲線的疊加;獲得充型良好的樣品所需的二次發(fā)泡時間與二次泡沫化預設溫度負相關;二次發(fā)泡溫度影響預制件二次泡沫化充型性能，過高、過低都會使預制件充型性能下降;較低的二次發(fā)泡溫度有利于獲得孔結構均勻的產品;合適的預熱溫度可以改善二次泡沫化產品的孔結構;預制件初始孔隙率越

5、小，其二次發(fā)泡特性越好。鋁合金比純鋁更適宜于二次泡沫化工藝。
　　 采用微孔演化實時成像裝置觀察二次泡沫化過程中的氣泡的演變，認為大孔缺陷主要有三種形成機制:單個氣泡異常長大機制、相鄰泡沫合并機制及PB區(qū)破壞機制;建立了預制件自由生長數學模型，由該模型可知二次泡沫化過程中預制件膨脹率和預制件初始孔隙率、發(fā)泡劑加入量、發(fā)泡劑分解動力學、二次泡沫化預設溫度、二次泡沫化時間及預制件尺寸等因素有關。基于本文研究內容，對二次泡沫化工藝進行