无需增黏熔体发泡法制备泡沫铝及其压缩性能

以CaCO3为发泡剂,加入基体质量1.0%~3.0%的镁,在不使用增黏剂的情况下采用熔体发泡法制备出了孔结构均匀、孔隙率在62.4%~84.0%的泡沫铝,研究了镁的添加对铝熔体发泡效果的影响,最后考察了泡沫铝的压缩性能。结果表明:在铝熔体中添加适量的镁有利于形成孔结构均匀的泡沫铝,CaCO3与熔体发生产气反应后,产生的金属氧化物颗粒对铝熔体有增黏作用,可以提高熔体黏度,并可以存在于胞壁中,有利于小孔径胞孔的形成;但泡沫铝胞壁中存在的大量微孔会导致泡沫铝压缩性能降低。     

用铝粉作增粘剂制备泡沫铝

采用熔体发泡法制备了孔结构均匀、孔隙率高的泡沫铝材料,系统研究了铝粉(增粘剂)含量、增粘搅拌时间、保温时间和发泡剂的含量对孔隙率和孔结构的影响。对铝粉在铝熔体中的增粘机理以及在发泡过程中对气泡的稳定作用进行了讨论。结果表明:加入质量分数5％铝粉,搅拌时间7 min,发泡剂TiH2质量分数1．5％,保温5 min的条件下,可以得到孔结构均匀、孔隙率约75％的泡沫铝硅合金材料。     

微弧氧化闭孔泡沫铝的准静态力学性能

采用微弧氧化法对闭孔泡沫铝进行了不同时间的微弧氧化处理,得到了具有不同厚度陶瓷膜的闭孔泡沫铝,研究了微弧氧化对泡沫铝压缩、弯曲性能的影响。结果表明:不同时间的微弧氧化处理对泡沫铝的准静态压缩性能没有明显的影响,但对其弯曲性能有显著的改善;陶瓷膜厚约为7.4μm时,泡沫铝的抗弯强度最大,为3.554MPa。     

变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及其吸声性能

采用凝胶发泡法制备了变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷,通过试验得到了胶凝剂和发泡剂的最佳加入量,研究了在该最佳加入量下制备试样的厚度及其背后空腔尺寸对吸声性能的影响。结果表明:当发泡剂和胶凝剂的质量分数均为1.00%时,制备的泡沫陶瓷的孔隙率为75.2%,平均孔径为150μm,抗弯强度和抗压强度分别为8.13 MPa和5.41 MPa;当试样厚度为15mm、背后空腔厚度为20mm时,Al_2O_3泡沫陶瓷的峰值吸声系数可达0.8,其在100~500 Hz低频范围的吸声系数为0.12~0.65。     

稀土对泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的影响

研究了稀土对泡沫铝及泡沫铝合金泡沫化和压缩性能的影响，讨论了稀土加入量和泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的关系。结果表明：稀土对铝合金泡沫化无异常影响；在泡沫铝和泡沫铝合金中添加适量稀土元素，可以提高泡沫铝和泡沫铝合金的耐腐蚀性能；相同腐蚀介质中，孔隙率高的泡沫铝合金腐蚀更严重；稀土对泡沫铝及其合金的力学性能影响不大。     

闭孔泡沫铝的表面积与耐腐蚀性能

通过建立闭孔泡沫铝表面积模型,并进行相应的腐蚀试验,研究了泡沫铝孔结构参数与表面积和耐腐蚀性能的关系.结果表明:平均孔径一定时,材料孔隙率越大,实际表面积越大;孔隙率一定时,平均孔径越小,实际表面积越大;闭孔泡沫铝的耐腐蚀性远低于实体金属,在孔径相近情况下,随孔隙率的增大,耐腐蚀性能下降;孔隙率增加,使材料耐腐蚀性能下降的根本原因是表面积的增大.     

闭孔泡沫纯铝的导热性能

采用隔热测试仪研究了闭孔泡沫纯铝的孔隙率和孔径对其导热性能(导热系数)的影响.结果表明:闭孔泡沫纯铝的导热性能受传导、对流、辐射三者的综合影响;孔隙率为83.2%～91.0%的闭孔泡沫纯铝的导热系数随孔隙率的增大而减小,而孔径对导热系数的影响没有一定规律;在孔隙率为83.2%～91.0%、孔径为2.5～5.3 mm时,闭孔泡沫纯铝的导热系数在常温下为0.297～0.752 W/(m·K).     

气室体积和吹气口数量对泡沫铝孔径的影响

研究吹气法制备泡沫铝工艺中静态吹气装置的气室体积和吹气口数量对泡沫铝孔径的影响.归纳关于气室体积对产生气泡大小的影响,以及在中小流量下气泡大小的计算公式.结合吹气法制备泡沫铝工艺,使用可以调节气室体积的供气系统,发现减小吹气装置的气室体积可以有效减小泡沫铝孔径.根据试验数据提出适合吹气发泡工艺的修正系数,使其能够计算吹气法泡沫铝的孔径.研究发现对于相同气室体积的吹气装置,增加吹气孔数时泡沫铝的孔径减小.据此提出"有效气室体积"的概念,认为吹气头的表观气室体积除以有效吹气孔数才是发挥作用的有效气室体积.利用"有效气室体积"和孔径计算修正系数能够较好地预测泡沫铝的孔径.     

球形孔泡沫铝及其合金的拉伸性能

采用熔体发泡法制备了球形孔泡沫铝及其合金,对它们进行了拉伸试验,研究了孔隙率对拉伸性能的影响。结果表明:球形孔泡沫铝及其合金的拉伸应力-应变曲线相似,均呈现线弹性变形、平台、塑性上升、破坏四个阶段;它们的抗拉强度远低于它们的抗压强度;随孔隙率的增大它们的抗拉强度逐渐减小。     

过氧化苯甲酰对偶氮二甲酰胺在硅橡胶中发泡行为的影响

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂、尿素为发泡助剂、过氧化苯甲酰(BPO)为硫化剂,通过化学发泡方法制备了硅橡胶泡沫材料;使用发泡流变仪研究了发泡剂AC在硅橡胶中的发泡性能,使用SEM、电子万能材料试验机分析了泡沫材料的泡孔结构和拉伸性能。结果表明:在一定温度下,发泡速率与硫化速率可较好地匹配,得到不同泡孔结构的硅橡胶泡沫材料;增加发泡剂AC用量,可提高胶料的发泡率,当其用量为8份时(100份硅橡胶),泡沫材料具有较好的拉伸性能。     

泡沫铝结构的吸能特性影响参数试验分析

闭孔泡沫铝是一种轻质吸能金属材料,在低密度下具有良好的比刚度和比强度、宽而平坦的屈服平台区、良好的抗冲击性和能量吸收特性。在进行了大量试验的基础上,研究了泡沫铝裸材及其填充薄壁管的吸能特性,验证了闭孔泡沫铝结构的各向同性,研究了泡沫铝的孔隙率、孔径等对其力学性能的影响。给出了泡沫铝及其填充结构吸能能力的评价指标,指出了泡沫铝与薄壁管在轴向压缩吸能中的相互作用效应,并得出填充结构能够提高承载能力43%、提高吸能能力87%的结论。     

泡状铝合金发泡工艺的探讨

在综合分析泡状铝合金各种制备工艺的基础上，选用廉价的漂珠作发泡剂和增稠剂，对五种不同的发泡工艺进行了对比实验研究。结果表明：在液固两相区采用喷吹漂珠机械搅拌和重熔多级发泡的方法，适当控制处理温度、搅拌速度和时间，可以制备出空隙率达６０％左右、孔隙均匀的泡状铝合金材料。     

烧结-脱溶工艺制备多孔铜的压缩行为

利用烧结-脱溶法制备出了多孔铜材料,并通过形貌观察和压缩试验对其孔结构和力学性能进行了表征.结果表明:以工业纯铜粉末和尿素颗粒为原材料,经过压实、烧结和脱溶处理,可获得具有开孔结构、孔隙率60%～80%、孔径100～400 μm的多孔铜.该材料压缩应力与其密度直接相关,与孔径没有明显的关系.随密度增加(即孔隙率下降),压缩屈服强度和流变应力上升;随孔径变化,压缩应力-应变曲线变化不明显.     

复合结构泡沫铝隔声性能的研究

采用自制的试验装置对泡沫铝与实体铝复合结构的隔声性能作了研究。结果表明：泡沫铝与实体铝的复合结构在声频范围内均具有较好的隔声作用且对频率敏感，在500-1000Hz内隔声效果最佳，综合降噪率为40％；隔声效果受两者复合方式的影响不大，但随泡沫铝孔结构的不同而异；孔径为1．0mm、孔隙率为60％的泡沫铝试样，隔声效果最优，可在实体铝隔声的基础上再降噪16％-23％。     

随机孔径对非均质多孔泡沫材料渗透性影响的数值模拟

根据多孔泡沫材料的微观结构,建立了非均质多孔泡沫材料随机模型,引入孔隙均匀度参数表征孔径的随机分布,采用Ansys有限元软件对非均质多孔泡沫材料内空气的流动过程进行数值模拟,提出了非均质多孔泡沫材料渗透率的函数式,研究了随机孔径对非均质泡沫材料渗透性的影响。结果表明:所建立模型的模拟结果与参考文献的试验结果吻合较好;孔隙率和孔隙均匀度同时影响非均质多孔泡沫材料的渗透率,孔隙率越大渗透率越大,孔隙均匀度越大渗透率越小。     

球形孔泡沫纯铝的静态力学性能

在获得球形孔泡沫纯铝压缩应力-应变曲线基础上,研究了泡沫纯铝的压缩屈服强度、吸能能力.结果表明:球形孔泡沫纯铝与球形孔泡沫铝合金的压缩应力-应变曲线相似,分为三个部分:线弹性阶段、平台阶段和密实阶段;球形孔泡沫纯铝相对于球形孔泡沫铝合金是一种吸能能力更强、韧性更好的新材料;采用Gibson-Ashby模型来分析球形孔泡沫纯铝的压缩屈服强度,吻合良好.     

中空玻璃微珠改性PP泡沫复合材料的发泡效果和力学性能

先用硅烷偶联剂(KH550)对中空玻璃微珠(HGB)进行表面预处理,然后采用型内二次发泡工艺制备了中空玻璃微珠(HGB)改性聚丙烯(PP)泡沫复合材料,研究了HGB质量分数对泡沫复合材料发泡效果、界面结合性能及力学性能的影响。结果表明:HGB的加入能显著改善发泡效果,当HGB质量分数为15%时,能够获得泡孔分布均匀、泡孔直径细小的闭孔结构,泡沫复合材料的力学性能最佳,冲击韧度、抗弯强度和压缩强度分别为25.6kJ·m-2,11.2 MPa和17.6MPa;KH550表面预处理增强了HGB与PP基体之间的界面结合性能,且对泡壁强度起到了显著增强效果。     

粉煤灰漂珠/聚氨酯复合泡沫铝材料压缩性能与本构关系研究

采用压力渗透法制备出了铝基复合泡沫材料,填充材料是以粉煤灰漂珠为主要组分、硬质聚氨酯泡沫为粘结剂的复合泡沫材料.通过准静态实验和分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)动态压缩的方法研究了复合泡沫铝的压缩力学响应,然后建立了动态本构关系.研究表明,复合泡沫铝的压缩应力-应变曲线与其它泡沫材料的应力-应变曲线类似,文中的两种铝基复合泡沫具有应变率效应,复合泡沫铝较密度相近未填充前的泡沫铝基具有更高的压缩强度与能量吸收能力.但由于漂珠尺寸的不同,导致两种复合泡沫铝的动态压缩结果不尽相同,且小颗粒复合泡沫铝在动态冲击下吸能效果最好.在本研究实验的应变率和密度范围内,本文建立的本构模型曲线与实验曲线吻合较好.     

粉煤灰漂珠/聚氨酯复合泡沫铝材料压缩性能与本构关系研究

采用压力渗透法制备出了铝基复合泡沫材料,填充材料是以粉煤灰漂珠为主要组分、硬质聚氨酯泡沫为粘结剂的复合泡沫材料.通过准静态实验和分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)动态压缩的方法研究了复合泡沫铝的压缩力学响应,然后建立了动态本构关系.研究表明,复合泡沫铝的压缩应力-应变曲线与其它泡沫材料的应力-应变曲线类似,文中的两种铝基复合泡沫具有应变率效应,复合泡沫铝较密度相近未填充前的泡沫铝基具有更高的压缩强度与能量吸收能力.但由于漂珠尺寸的不同,导致两种复合泡沫铝的动态压缩结果不尽相同,且小颗粒复合泡沫铝在动态冲击下吸能效果最好.在本研究实验的应变率和密度范围内,本文建立的本构模型曲线与实验曲线吻合较好.     

塑料泡沫自动覆膜机的开发

针对目前塑料泡沫制品易燃的现象,利用某些化学成分的阻燃特性,设计开发了塑料泡沫自动覆膜机。在发泡后的塑料泡沫颗粒中加入多种化学产品,并进行搅拌,发泡后的塑料泡沫颗粒表面均匀涂上一层特殊的化学覆膜液,然后再成型,使塑料泡沫保温制品达到阻燃的效果。该机具有自动进料、自动计量、自动出料、故障报警等功能,自动化程度高。