泡沫铝三明治预制坯变形行为及复杂结构制备

利用粉末包套轧制法制备出泡沫铝三明治预制坯,通过室温与高温拉伸实验,研究了三明治预制坯的变形行为;采用冲压成形技术进行了三明治预制坯的成形试验,评价了其成形性能;在高温条件下进行了三明治预制坯的发泡实验,利用光学金相对泡沫铝三明治的微观结构进行了观察,并对孔隙特征进行了计算。结果显示,三明治预制坯既是温度敏感型材料也是速率敏感型材料,在450℃/0.001 s-1的条件下表现出较好的变形性能,其峰值应力与延伸率分别为22.1 MPa和23.8%;与室温条件相比,三明治预制坯在450℃条件下的热冲压成形精度更高,型面弧高达27.1 mm;高温发泡后制备出泡沫铝三明治弧面结构和曲面结构,证实了该工艺路线的可行性,其面板与芯板之间形成了冶金结合,且芯板的孔隙率达78%,平均孔径为3.5 mm,孔壁的微观组织为树枝状α铝和共晶相α+Si组成。     

发泡工艺对泡沫铝夹芯板孔结构及压缩性能的影响

采用包套轧制-粉末冶金发泡法制备了具有良好冶金结合界面的泡沫铝夹芯板,利用X射线衍射仪、扫描电镜、电子万能试验机等研究了发泡工艺对泡沫铝夹芯板宏观泡孔结构、微观芯层结构和压缩性能的影响.结果表明:发泡温度、发泡时间对泡孔结构起着决定性作用,而对微观组织几乎没有影响,发泡后芯层组织表现为在元素晶界处形成了Mg2 Si相、CuAl2相,620℃/15 min下发泡后得到的泡沫铝夹芯板具有最佳的综合力学性能.     

泡沫铝三明治结构的制备

采用粉末冶金发泡法制备了Ti/Al/Ti,Al/AlSi7／Al泡沫铝芯三明治结构，研究了泡沫铝制备工艺参数的影响，讨论了混粉、压力、温度等对发泡性能的影响，并对泡沫铝制备中的排液现象进行了探讨。     

三明治复合结构泡沫铝的制备及界面组织分析

采用冷压预制块(芯)与钢面板热压,然后发泡的工艺制备出了泡沫铝三明治复合结构(AFS).通过扫描电子显微镜(SEM)和元素线扫描对界面的微观组织及生成相成分进行了分析.试验结果和分析表明,热压过程中钢面板与芯部通过机械变形和元素扩散形成了牢固结合;发泡过程中,通过Fe、Al元素在界面的相向扩散,生成了FeAl3金属间化合物及(FeAl3+Al)共晶凝固组织,板芯间形成了良好的冶金结合界面.     

包套轧制粉末冶金法制备泡沫铝三明治板

以空气雾化的A1Si12合金粉、镁粉和氢化钛粉末为原料,采用包套轧制法成功制备出了泡沫铝三明治板材.利用300 dpi扫描仪、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪等检测方法系统比较了复合轧制和包套轧制方法对制备前驱体的宏观形貌和界面结合及其泡孔结构的影响,结果表明:包套轧制可以有效阻止面板材料裂纹的扩展,获得完整的和致密度均匀的预制坯,并能实现面板芯材的有效结合,最终获得泡孔结构完整和均匀的泡沫铝三明治板.     

泡沫铝三明治预制坯变形失效及对发泡的影响

利用粉末包套轧制法制备出泡沫铝三明治预制坯,通过不同温度条件下的拉伸实验对三明治预制坯的变形性能进行了评价,采用光学金相显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)对拉伸变形过程微观组织的演化以及断裂失效后的断口形貌进行了观察,通过高温发泡实验对不同拉伸变形的三明治预制坯的高温发泡行为进行了研究。结果显示,随着变形温度的升高,三明治预制坯的峰值应力呈现了快速降低的变化趋势,而延伸率则呈现了稳步上升的变化趋势,芯板的断口形貌由脆性断裂特征转变为韧性断裂特征。三明治预制坯中破碎的氢化钛颗粒是其变形失效的裂纹源,在变形过程中,裂纹将由此产生并向基体扩展延伸,同时,这些裂纹对三明治预制坯的发泡行为产生不利的影响,将形成孔隙不均匀的微观缺陷。     

压下率对泡沫铝夹层板制备的影响

以空气雾化的AlSi 12合金粉和TiH2粉末为原料,采用粉末包套轧制法成功制备出泡沫铝夹层板.通过对包套轧制进行了理论分析,结合SAYN-CG90数码相机、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪等检测方法,系统研究了不同压下率对制备预制体的致密度和界面结合,以及泡沫铝夹层板泡孔结构的影响.结果表明:当压下率为70%的时候,可以获得表面平直、完整,粉体均匀、致密的预制坯,并且实现面板与芯层的有效结合,最终获得泡孔结构完整和均匀的泡沫铝三明治板.     

粉末冶金泡沫铝制备相关参数研究

在粉末冶金发泡法制备泡沫铝的基础上,研究发泡剂、发泡温度等参数对泡沫铝制备的影响。结果表明,Ti H2的分解峰值温度与铝的熔点十分接近,为640℃,其分解的气体体积是相同质量Ca CO3的30倍,是一种制备高孔隙泡沫铝较好的发泡剂;通过比较研究,发现铝发泡的合适温度为700~750℃,发泡时间宜选择在900 s左右;铝粉表面氧化膜对泡沫铝产生影响,氧化膜质量分数在9.8%左右时,孔隙率达到最大值77%,在氧化膜质量分数为8.2%左右时,孔径最不均匀。     

泡沫铝夹芯板的粉末冶金制备工艺

采用包套轧制法成功制备出了泡沫铝夹芯板,该工艺使泡沫铝夹芯板的面板与芯层达到了冶金结合.重点研究了发泡参数对泡孔生长的影响及泡孔的演变行为.结果表明:发泡温度、冷却速度与最终的发泡效果密切相关.发泡过程中,夹芯板芯层泡孔经历了气泡的形核、长大和合并等过程.     

金属材料累积叠轧焊界面的结合特性

 金属材料的界面结合特性是累积叠轧焊技术的关键，在多功能强力热轧机上利用ARB工艺分别对Q235钢和L2纯铝进行了累积叠轧焊自身界面结合特性的试验研究。重点研究了累积叠轧焊材料的界面结合特性，界面结合强度，界面断裂特性，材料组织状态对界面结合的影响。研究结果表明：材料的界面结合性能不仅与首次压下量、变形温度有关，而且，在再结晶温度以下，累积叠轧次数与首次临界变形量共同决定了材料的显微结构，从而决定了材料的界面结合特性，当累积次数超过2次时，材料的界面结合接近基体强度。     

CaCO3发泡剂制备泡沫铝工艺研究

用CaCO3作发泡剂，用熔体发泡法制备泡沫铝，即Al—Si12在熔融状态下，加入活性剂Mg粉，再与SiC颗粒混合均匀，然后加入发泡剂(CaCO3)搅拌，进行保温发泡，最后冷却。结果表明，对于Al—Si12的合金，用CaCO3作为发泡剂，制备出孔隙结构均匀，平均孔隙率最大、结构均匀的泡沫铝的最优条件是：CaCO3含量1．2％～1．8％，加热温度680～700℃之间，保温时间4～8min之间。     

泡沫Al-6Si合金的制备工艺研究

采用熔体发泡法制备泡沫铝硅合金。研究发泡剂添加量、粘度、加热温度、搅拌速度等对孔隙率及孔结构的影响 ,并通过对发泡介质TiH2 的预处理 ,研究TiH2 形成表层氧化物对延缓其在熔体中的分解及发泡过程的作用。考察制备泡沫铝材料实验的再现性 ,从而确定最佳工艺参数。研究表明 ,以TiH2 为发泡介质 ,采用熔体发泡制备孔隙结构均匀 ,孔隙率为 60 %～ 80 %的泡沫铝硅合金的最佳工艺条件是 :加热温度为 610～ 63 0℃ ,TiH2 含量为 1.2 %～ 1.4%,金属钙加入量为 1.5 %,增粘搅拌时间为 4～ 5min ,搅拌速度约为 80 0r·min- 1 ;发泡介质分散搅拌时间为 3 0～ 40s,搅拌速度约为 2 0 0 0r·min- 1 。     

PCM法制备泡沫铝的研究现状及应用前景

论述了PCM法 (powder compacting melting) 制备泡沫铝的国内外研究现状,重点对该工艺参数对发泡过程的影响、发泡机理及泡沫铝复合结构进行了讨论,展望了PCM法制备泡沫铝的应用前景.     

泡沫铝在汽车上的开发应用

泡沫铝具有轻量化优势及多功能兼容性,适应汽车轻量化、低能耗和安全舒适的发展方向,有望满足汽车工业节能减排的现实需求,具有重要的应用意义。本文测试了泡沫铝板及其复合三明治板的力学性能,试验包括准静态弯曲和压缩试验;通过验证不同规格试样在两种受力模式下的变形特点,分析了泡沫铝的失效机制。研究结果表明:随着厚度的增加,泡沫铝材料整体抵抗载荷的稳定性和均匀性提高、吸能性增大,表现为材料断裂挠度显著增大。相同规格的泡沫铝三明治复合板力学性能明显优于泡沫铝试样,与泡沫铝试样相比,三明治复合板的抗弯强度和弯曲模量增加7倍,断裂挠度基本相等;其压缩强度增加1倍,屈服强度值达18.37 MPa,屈服应变由3.6%增大为8.9%,材料抵抗压缩变形的稳定性和强度显著提高。泡沫铝制备的三明治复合板的显著性能优势和轻量化特性,使其在汽车行业具有重要的应用价值。     

累积叠轧焊制备Al／AZ31多层复合材料及其强度

采用累积叠轧焊法制备了Al/AZ31多层复合材料,并通过扫描电镜、X射线能谱仪和显微硬度计对所制备的Al/AZ31多层复合材料进行了横截面形貌观察、能谱分析以及显微硬度测试.结果表明,经过三道次的累积叠轧焊之后可制备Al/AZ31多层复合材料.能谱分析表明,在Al层和AZ31层的界面处产生了扩散层.随着轧制道次的增加扩散层的厚度逐渐增加.显微硬度测试表明,随着轧制道次的增加,Al/AZ31多层复合材料的层组元的强度也随之增加,但Al层的强度较AZ31增加得快,并且形成的界面扩散层具有一定的硬度梯度.     

稀土泡沫铝制备影响因素研究

通过正交试验L_(16)(4~5)得出最佳的稀土泡沫铝合金制备工艺参数：发泡剂的含量0．15％、发泡温度680℃、搅拌时间3min、保温时间10mim；研究稀土添加剂量对泡沫铝材料机械性能的影响,用熔体发泡工艺制备出了低成本、结构可控的高强度稀土泡沫铝合金。     

利用反应烧结法制备多孔碳化物陶瓷

利用反应烧结的方法,通过甲烷碳化还原三种过渡金属氧化物(Cr₂O₃、TiO₂和WO₃)压坯,制备了其相应的多孔形态的碳化物(Cr₃C₂、TiC和WC)陶瓷.通过扫描电子显微镜观察检测,对反应烧结产物的表面和截面形貌进行了分析,并对这三种过渡金属碳化物的孔隙结构进行了初步的表征.通过物相分析研究了反应烧结的动力学过程,发现利用含体积分数10%甲烷的混合气体碳化还原制备多孔TiC和WC陶瓷的起始温度分别为1200℃和1000℃,低于这两个温度时发生其他相变,有其他中间产物生成.利用反应烧结的方法制备多孔Cr₃C₂陶瓷时,反应烧结温度越高,碳化铬陶瓷的骨架和孔隙平均尺寸越大.      

泡沫铝粉末冶金制备工艺研究

泡沫铝是铝基金属材料在发泡剂释放出的大量气泡作用下形成多孔隙结构的新型复合材料。由于其高孔隙率、低密度的独特结构特点,使泡沫铝拥有传统材料难以比拟的功能特性,比如:良好的减振、隔音、抗冲击、吸能及电磁屏蔽等,因而被作为结构、功能一体化材料,广泛地应用于建筑、交通、国防、航运、航天等众多领域,同时,有关泡沫铝制备工艺的相关研究也成为冶金领域研究的重要课题之一。为此,本文基于粉末冶金法,在对泡沫铝粉末冶金制备工艺进行分析的基础上,在泡沫铝发泡试验中采用工艺参数控制方法,研究了发泡剂、发泡温度、发泡时间及添加剂等因素对泡沫铝发泡行为及其制品性能的影响。     

基于PCM法泡沫铝制备工艺的控制及发展

介绍了粉末冶金压制法制备泡沫铝的国内外研究现状,讨论了一些因素对PCM法制备泡沫铝发泡行为及其孔结构的影响。并对PCM法制备大尺寸泡沫铝的工艺做了介绍。最后对PCM法制备泡沫铝合金今后的发展方向和现存问题做了分析。     

碳化硼-泡沫铝双层复合材料的制备及其防弹性能

采用热压烧结制备的碳化硼陶瓷和发泡法制备的泡沫铝,经环氧树脂黏结后制备得到碳化硼-泡沫铝双层复合材料.通过对材料靶板进行实弹靶试试验,着重研究和分析了该双层复合材料的防弹性能.靶试试验中,使用口径分别为7.62mm和12.7 mm的穿甲燃烧弹,冲击速度约820 m·s-1,射击距离为10m.试验结果表明:碳化硼-泡沫铝双层复合材料对7.62mm口径穿甲燃烧弹具有较好的防护能力,其防护系数范围为5.06-5.12.