泡沫铝的制备方法及应用进展

概述了泡沫铝的各种制备方法研究进展。根据制备过程中铝的状态可以将制备方法分为三类：固相法、液相法、电沉积法。液态铝能够通过直接注入气体、加入发泡剂或生成过饱和固一气共晶体的方法制得泡沫铝,间接方法包括熔模铸造法和渗流铸造法。如果往铝粉末压块中加入发泡剂,通过加热使发泡剂分解同样能得到泡沫铝。类似的方法还包括粉浆烧结法、散粉烧结法等。最后描述了泡沫铝的结构和优良性能,并对泡沫铝在各领域的应用进行了概括和展望。     

以TiH_2为发泡剂制备泡沫铝的研究现状

探讨了发泡剂发泡法、粉末冶金发泡法、累积叠轧焊法中以TiH2为发泡剂制备泡沫铝的研究进展.在发泡剂发泡法中,对TiH2发泡剂高温下分解过快问题采取了热处理、化学改性、包覆等方法以减缓其释气速率,使泡沫铝生产易于控制;在粉末冶金发泡法、累积叠轧焊法制备泡沫铝夹心板的过程中,后者更有利于TiH2发泡剂的均匀分布.     

采用新型发泡剂制备泡沫铝

研究了一种在泡沫铝制备过程中可替代TiH2及ZrH2类发泡剂的新型发泡粉末的热分解行为,探讨该新型发泡剂加入量及发泡温度等因素对泡沫铝孔隙率的影响。研究表明:该新型发泡材料具有分解温度范围宽及分解过程缓慢的特点。当采用该发泡剂时,泡沫铝制备过程无需额外加入金属Ca类增粘剂;随发泡温度的升高,泡沫铝的孔隙率先升高后下降;随发泡剂量的增多,发泡体中的无泡层逐渐减少,当发泡剂的加入量在1.40%以上时,发泡体中的无泡层消失;在发泡温度740℃、发泡剂加入量1.40%~2.20%、搅拌时间3min、保温发泡时间5min的条件下,可以制备出孔径2~5mm,孔隙率60%~80%,孔隙基本均匀且无实心体的泡沫铝。     

碳酸镁发泡剂制备泡沫铝的研究

选用ZL102合金为主体原料,钙为增粘剂,碳酸镁为发泡剂,对用熔体直接发泡法制备泡沫铝进行了研究.结果表明,采用碳酸镁作为发泡剂,钙作为增粘剂,可以制备出低密度、高孔隙率的泡沫铝;随着碳酸镁或钙加入量的增加,泡沫铝的密度逐渐减小;但当碳酸镁或钙加入量超过1%时,泡沫铝的密度有所增加;泡沫铝平均孔隙率的变化规律与密度的变化规律相反.     

以CaMg(CO_3)_2为发泡剂制备泡沫铝的工艺探讨

以Ca Mg(CO3)2为发泡剂,Ca粉为增粘剂,ZLD 102铝硅合金为基体制备泡沫铝,探讨其工艺可行性。结果表明,以Ca Mg(CO3)2为发泡剂制备泡沫铝是可行的,其最佳发泡温度为710℃,搅拌时间为2 min,保温时间为4⁸min。所制备泡沫铝的孔隙率可达86.42%,密度为0.36 g/cm3。     

以ZrH_2为发泡剂的泡沫铝制备和表征

使用氢化锆为发泡剂,通过熔体发泡法制备泡沫铝并研究其影响因素。制备工艺为：添加0.6%-1.4%的发泡剂,1.5%-3.0%Ca（质量分数）作为增粘剂,发泡温度933-1013K,搅拌时间为0.5-2.5min和保温时间为1.5-4.0min。利用XRD和SEM对泡沫铝样品进行表征,测试其力学性能。结果表明,在合适的工艺参数下能制备出孔径均匀的泡沫铝,采用氢化锆为发泡剂可以制备出平均孔径为1mm左右的泡沫铝。金属间化合物和Al2O3的存在影响熔体的粘度。泡沫铝的力学性能经历线弹性区、平台区和致密化区并表现出较高的能量吸收效率。     

小孔径泡沫铝的制备及压缩性能研究

在常规熔体发泡法基础上,采用添加0.5%Mg(质量分数,下同)以降低表面张力;发泡剂400 ℃,6 h+500℃,1 h氧化预处理以协调发泡剂分散均匀性与发泡过程关系;发泡搅拌60s以破碎初始气泡等措施,成功制备出了平均孔径1.3 mm、孔隙率70.5%、结构均匀的小孔径泡沫铝.泡沫铝及Al-9Si泡沫的压缩性能分析表明,随平均孔径减小,泡沫铝的屈服强度、致密化应变和能量吸收能力均明显提高,泡沫铝压缩性能随孔径减小而提高,与泡沫铝的孔结构因素及孔结构均匀性有关.     

氢化锆熔体发泡法制备小孔径泡沫铝

以ZrH_2为发泡剂,采用熔体发泡法制备铝基小孔径泡沫铝,分析其制备过程及影响孔结构的因素;优化实验室制备泡沫铝的工艺条件;借助图形分析方法表征泡沫铝的孔径分布,并与TiH_2制备的泡沫铝进行了对比;采用改进座滴装置研究铝合金与氢化物的润湿行为.结果表明:ZrH_2较适合制备小孔径泡沫铝;优化工艺条件为:Al 650 g,增粘剂Ca 的加入量2.5%,发泡剂ZrH_2的加入量1.0%,发泡温度680 ℃,搅拌时间1.5 min,保温时间2.5 min;制备的泡沫铝孔径均匀,平均孔径小于1.5 mm;ZrH_2在铝合金中的润湿特点是导致泡沫铝孔径较小的主要原因.     

闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能

采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫铝,通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间等手段,制得孔隙率可调、孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品,并测试了不同孔隙率、孔径泡沫铝样品的电磁屏蔽性能.结果表明:在100～1000MHz内,泡沫铝的电磁屏蔽性能在60～90dB之间,且随着孔隙率、孔径的增加,泡沫铝的电磁屏蔽性能下降.     

玻璃纤维增强泡沫铝性能的研究

以纯铝为基体材料、TiH2为发泡剂和镀铜玻璃纤维为外加剂,制备了不同孔隙率的泡沫铝。研究了玻璃纤维掺量及长径比对泡沫铝孔隙率、表观密度、抗压强度及导热系数的影响规律。结果表明:当发泡剂用量不变时,随玻璃纤维掺量及长径比的增加,泡沫铝的孔隙率增大,表观密度、导热系数和抗压强度均有相应降低;但纤维长径比的影响较纤维掺量小。     

基于发泡剂预处理的两步法泡沫铝制备工艺研究

研究了基于发泡剂预处理的两步法泡沫铝制备工艺,即获得可发泡的预制品,发泡剂在熔体中分散和重新升温发泡,发泡剂分解释气.通过在发泡剂表面涂敷铝溶胶,推迟分解释气时间(4 min左右),实现了将发泡剂在熔体中的分散和分解发泡分开的目的.研究了各阶段工艺参数对发泡效果的影响规律,分析确定了试验条件下的最佳工艺参数值.结果表明,经缓释处理的发泡剂用量为2%、混合搅拌时间为3 min时,可得到质量较好的泡沫铝预制品.     

稀土Er增强泡沫铝基复合材料的制备工艺研究

采用熔体发泡法制取泡沫铝基复合材料,系统分析了稀土Er含量、搅拌时间、保温时间和发泡剂含量对孔结构的影响。对稀土Er在铝熔体中的存在形式以及在增强过程中的强化机制进行了讨论。结果表明：加入质量分数0.40%稀土,搅拌时间7 min,发泡剂的质量分数为2%,保温5 min的条件下,可以制取孔结构均匀、孔隙率高的高强度泡沫铝基复合材料。     

半固态法泡沫铝材料制备工艺研究

采用半固态法制备泡沫铝,并对制备工艺进行了初步探索。研究了熔体浇注温度、发泡剂TiH_2添加量对Al-Si合金熔体发泡孔隙率和平均孔径的影响。研究表明,利用Al-Si合金在半固态区的自增粘作用,可以得到孔隙率为20%~50%、孔径为2~4 mm的泡沫铝;浇注温度在650~670℃时,随浇注温度的升高,Al-Si合金泡沫铝试样孔隙率增加,更高的浇注温度使孔隙率减少;发泡剂TiH_2添加量在1%~3%时,随发泡剂添加量的增加,孔隙率和孔径均增加,发泡剂过多反而使孔隙率和孔径减小。浇注温度为670℃、TiH_2添加量3%时,Al-Si熔体发泡效果最优,孔隙率可达48%。     

发泡参数对粉末冶金制备泡沫铝显微组织和压缩性能的影响（英文）

使用廉价CaCO_3作为发泡剂,采用粉末压块熔炼工艺制备单胞间具有通道的半开孔泡沫铝。将铝和CaCO_3粉末混合物冷压缩成在空气气氛和一定温度下发泡的致密圆柱形前驱体。研究前驱体压缩压力、发泡剂含量、发泡温度和发泡时间对所得泡沫铝显微组织、线膨胀率、相对密度和压缩性能的影响。结果表明,所得泡沫铝的显微组织分布均匀,晶粒尺寸小于100μm,具有半开孔结构,相对密度为55.4%~84.4%%。随着压缩压力(127~318)的增大,当发泡剂含量为15%(质量分数)时,泡沫铝的线膨胀率、压缩强度和紧实应变增大。当发泡温度从800°C升高到1000°C时,除压缩强度和相对密度外,泡沫铝的其他参数都增大。研究结果表明,最佳发泡温度和发泡时间分别为900°C和10~25 min。     

粉煤灰漂珠颗粒增强泡沫铝基复合材料的制备与研究

利用熔体发泡法制得粉煤灰漂珠颗粒增强泡沫铝基复合材料.正交试验结果表明各影响因素对粉煤灰漂珠颗粒增强泡沫铝基复合材料孔隙率影响程度由大到小依次为:发泡时间、发泡温度和发泡剂含量.粉煤灰漂珠颗粒增强泡沫铝基复合材料的最佳制备工艺参数为:发泡时间12 min,发泡温度800℃,发泡剂含量3％.准静态压缩试验表明,粉煤灰漂珠颗粒增强泡沫铝基复合材料的应力-应变曲线可分为弹性应变区、屈服平台区和致密压实区3个区域.     

粉末冶金泡沫铝制备工艺及相关参数研究

本文在采用粉末冶金发泡法制备泡沫铝的基础上,研究相关参数对制备泡沫铝的影响。通过分析可知,Ti H2的分解峰值温度为640℃,与铝的熔点十分接近,是一种制备泡沫铝更好的发泡剂;纯铝发泡合适温度为700℃到750℃之间,发泡时间宜选择在900s左右;铝粉表面氧化膜对泡沫铝产生影响,氧化膜含量在9.8%左右时,孔隙率达到最大。     

粉煤灰增粘制备泡沫铝的研究

熔体发泡法是在熔融金属中加发泡剂,搅拌均匀后加热使发泡剂分解产生气体,气体膨胀使金属液体发泡,冷却后即得泡沫固体。在研究中,采用添加氧化物颗粒即粉煤灰来增加熔体粘度。在XRD下观察,粉煤灰中还有大量石英和莫来石,是一种很好的硬质陶瓷颗粒。为了提高粉煤灰与铝的润湿性,采用铝硅合金并加入少量的钙来降低铝液表面张力,使粉煤灰加入更加容易。进行压缩检测发现,孔径接近的泡沫铝的能量吸收效果与密度成正比。     

铝熔体泡沫化过程中孔结构的控制

在大量试验研究的基础上，探索了铝熔体泡沫过程中控制泡沫铝孔径、孔隙率等结构参数的工艺方法，研究了发泡剂加入量，搅拌及保温时间等对孔结构的影响。     

复合碳酸盐作发泡剂制备泡沫铝的工艺研究

采用熔体发泡法制取泡沫铝,利用DSC和DTG两种方法,分析了CaMg(CO3)2的热分解特性,同时系统地研究了发泡剂含量、温度及搅拌时间对泡沫铝孔结构的影响.结果表明,发泡剂加入质量分数为2%～3%,搅拌时间1 min～2 min,发泡温度为660℃～710℃的条件下,可以制取孔结构均匀、孔隙率高的泡沫铝合金.     

泡沫铝两步法制备工艺用新型发泡剂的热分解行为

研究一种适于两步法制备泡沫铝工艺用新型发泡剂的热分解行为,分析其分解过程中的动力学与热力学特征,以及发泡气体与熔体之间可能存在的反应。研究表明:该新型发泡剂具有分解温度范围宽、分解过程缓慢的特点;其在熔体中的发泡过程主要受化学反应控制;新型发泡剂所释放的氧化性气体与熔体发生反应,在气泡表面所形成的连续氧化膜,对稳定气泡形貌、减缓气泡的合并和长大有重要作用;该新型发泡剂在两步发泡法制备泡沫铝过程中表现出前期损耗率低、后期发泡效率高的优异性能。