熔体发泡法制备闭孔泡沫铝的热学性能（英文）

闭孔泡沫铝因为导热系数低而在隔热、保温等方面具有传统绝热材料所不可比拟的优势。利用三维建模软件建立了球形泡孔的泡沫铝三维模型,推导了泡沫铝孔隙率、平均孔径和孔壁厚度之间的关系;通过C语言建立了具有不同孔结构和孔洞随机分布的不均匀泡沫铝模型,并用ANSYS软件考察分析了温度场的分布。结果表明:导热系数随着孔隙率的降低呈现增大趋势;孔隙率相同时,由于孔隙分布不一而导热系数不同,说明孔隙分布对泡沫铝导热性能存在影响;孔洞沿着垂直热流方向延伸或分布对热流的阻碍作用加大,甚至由于孔洞在垂直于热流方向的连通,出现"高热阻墙"而导致导热性能急剧下降,这说明仅仅依据孔隙率不能唯一确定泡沫铝的导热性能。     

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。     

超轻多孔金属的耐腐蚀性能

研究闭孔泡沫铝的孔结构、基体对耐蚀性能的影响,探讨提高耐腐蚀性能的途径。结果表明：其耐蚀性远低于实体金属,在孔径相近情况下,随孔隙率的增大,表面积增大,使耐腐蚀性能下降;Al-Mg-Re基防锈泡沫铝具有优异的耐腐蚀性能;添加适量稀土元素可以提高耐腐蚀性能。提高泡沫铝耐腐蚀性能的途径为：降低小孔径泡沫铝的孔隙率;采用防锈泡沫铝和添加适量稀土元素;对泡沫铝进行喷漆处理或阳极氧化、化学转化处理等。     

泡沫铝透气性能的研究

研究了泡沫铝的气体透过性能。试验结果表明其透气系数远大于一般吵型透气系数,并且受孔径和孔隙率的影响,增加孔径和孔隙率有利于增加透气系数。     

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.     

SiC颗粒自增黏熔体发泡法制备泡沫铝铸锭的组织及其特征分析

通过SiC颗粒自增黏熔体发泡法工艺制备得到泡沫铝基材料的铸锭;对制得的泡沫铝铸锭进行各个层面上不同部位的平均孔径和平均孔隙率的测定,得到了铸锭内部的孔隙率和孔径在铸锭径向和轴向上的变化规律;并且讨论和研究了熔体未发泡区域的形成原因,得到了熔体直接发泡法制备泡沫材料时气孔的形成过程模型。     

开孔泡沫金属热传导性能的理论研究与数值模拟

基于Ashby的规则正立方体单胞模型,研究了轻质泡沫金属材料的拓扑构型(孔隙率和孔径大小)对其热传导性能的影响。利用最小热阻法推导了开孔泡沫金属气固两相的等效热传导系数的表达式,并首次采用简化的积分方法,得到了等效热传导系数的近似解析解。应用ABAQUS有限元分析软件模拟了开孔泡沫金属横断面的热流密度分布和稳态热传导Fourier定律,分析了不同孔隙率和孔径大小开孔泡沫材料的热传导性能。结果表明,多孔泡沫金属的热传导系数随着孔隙率的增大而线性减小,且当孔隙率保持恒定时,热传导系数与孔径的大小无关。理论分析和数值模拟结果吻合较好。研究结果对多孔金属的工程应用具有重要的参考价值。     

石英质高温闭孔泡沫陶瓷的制备

采用发泡法，以石英为主料，钾长石作熔剂，并添加适量的CaSO4作发泡剂，PVA为粘结剂，干压成型后于1600℃下制备高温闭孔泡沫陶瓷。综合运用SEM、XRD等测试手段对泡沫陶瓷的孔径分布、显微结构、物相组成等进行了表征。结果表明，泡沫陶瓷的气孔率高达63．29％（闭孔气孔率为58．07％，开孔气孔率为5．22％）；体积密度为0．716g／cm^3：抗压强度为4．56MPa：导热系数为0．137W／（m·K）；主晶相为方石英；且孔径和气孔率随着烧成温度升高以及保温时间延长而增大，气孔率越高，泡沫陶瓷的抗压强度越小，导热系数也越小；在相同气孔率的情况下，气孔孔径越小，泡沫陶瓷的导热系数越小。     

泡沫铝力学性能及变形行为研究现状与进展

概要叙述了泡沫铝性能研究现状和进展情况,着重介绍了泡沫铝的单向压缩、拉伸性能、变形特征、应力-应变曲线、变形机制以及孔隙率、孔径大小、基体材料等因素对性能的影响.并在此基础上对该领域所存在的问题和发展趋势进行了讨论和展望.     

导热材料对某相变储热器性能的影响

以复合相变材料中的导热增强材料为研究对象,制作了4种储热器样件用于研究导热材料对储热器性能的影响。样件包含泡沫铜和泡沫碳两种不同导热材料、导热材料与金属壳体焊接和压力接触两种不同导热形式、高孔隙率和低孔隙率两种不同的泡沫铜规格,通过试验得出各对比要素对储热器性能的影响。试验表明,采用泡沫碳作为导热材料储热器样件导热性和温控性能好于泡沫铜,导热材料与金属壳体间采用了焊接工艺的储热器样件温控性能明显好于压力接触,泡沫铜导热材料的孔隙率对储热器性能的影响不大。     

闭孔泡沫铝有效热导率模型及传热模拟研究

有效热导率是表征闭孔泡沫铝热性能的重要参数,准确预测闭孔泡沫铝的有效热导率具有重要意义。本研究基于已有的闭孔泡沫铝有效热导率模型,提出了一个改进模型,并采用数值模拟方法针对闭孔泡沫铝的非稳态传热过程进行了分析,基于温度场分布获得了有效热导率。结果表明与Lu模型相比,改进模型的预测精度更高;与文献中3个理论模型相比,改进模型具有更好的适用性及预测精度;当采用数值模拟方法计算有效热导率时,沿传热方向的胞孔数对有效热导率的预测精度影响较大;在保证泡沫铝胞孔数足够的条件下,数值模拟结果的精度最高;从成本及精度两方面考虑,改进模型有更好的适用性。     

开孔泡沫铝导电性的研究

本文采用加压渗流方法制备开孔结构的泡沫铝,并通过调整工艺参数改变泡沫铝的孔径和相对密度.采用“直流四端电极”法测量了不同参数泡沫铝的电阻,研究开孔泡沫铝的导电性随其相对密度和孔径的变化规律.实验结果表明：随着相对密度的提高,开孔泡沫铝的电导率增大,且电导率随相对密度的改变呈指数关系变化;当相对密度参数基本相同时,随着泡沫铝孔径的减小,由于在制备过程中产生的结构缺陷增多,其电导性下降.     

开孔泡沫铝的低温热导率测量及其低温蓄冷应用研究

新型材料的应用对低温装置的发展起具有重大意义。为提高低温蓄冷装置的温度均衡性,一种孔隙率为63%的开孔泡沫铝材料最近在一种低温蓄冷装置中进行了实验研究。实验测试了样品从50 K到170 K的热导率,测试结果显示开孔泡沫铝在测试温度区间内热导率随温度降低而升高,其平均值为22W·(m·K)~(-1)。实验测试了开孔泡沫铝热导率对采用泡沫铝低温蓄冷装置的性能的影响。蓄冷装置中采用的相变材料为氮。实验中主要测试值为蓄冷装置在降温过程和融化过程中的温度值。实验结果显示,此装置上、下部分的最大温差小于0.5 K,远小于不采用开孔泡沫铝时的温差。随着低温蓄冷装置热导率的提高,蓄冷装置上、下部温差以及单个温度测定的温度波动均减小。     

Sound absorption property of open-pore aluminum foams

The sound absorption property of aluminum foam was studied by testing its sound absorption coefficients using standing wave tube method. The open-pore aluminum foams were prepared by infiltration process, with pore size of 0.5 mm to 3.2 mm and porosity of 54.2% to 77%. The frequency of indicted sound wave was ranging from 125 Hz to 10 kHz. The results show that the average values of sound absorption coefficients are all over 0.4 and the aluminum foam has better sound absorption property, its coefficients is influenced by frequency and pore structure, and reaches the maximum at about 1 kHz, with increasing porosity and decreasing cell diameter the sound absorption coefficient values increase.     

粉末粒度对高硅铝合金显微组织及性能的影响

通过对快速凝固高硅铝合金粉末(Al-30%Si)进行真空包套热挤压,制备出高硅铝合金电子封装材料,研究了粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响.利用金相显微镜、扫描电镜、万能电子拉伸机、差热分析仪、TR-2热物性测试仪等设备系统测试和分析了该材料的显微组织、力学和物理性能.结果表明:原始粉末颗粒尺寸大小能显著影响材料热挤压后的显微组织和性能.原始粉末颗粒越细小,其硅相越细小、抗拉强度和致密度越高、气密性越好、热导率和热膨胀系数越低.     

石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝的压缩行为研究

本文采用可溶石膏型预制块,通过加压渗流的方法制备了泡沫纯铝、泡沫ZL101合金和泡沫ZL102合金,并通过准静态压缩实验研究了3种不同基体材料的泡沫铝的压缩行为及吸能性能.结果表明:通过石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝合金的孔隙率可以达到85％～93.5％;泡沫铝基体材料的力学性能对泡沫铝压缩力学性能有重要影响;泡沫ZL1...     

热解产物传输特性对消失模铝铸件针孔的影响

研究了料组成、涂层厚度、透气性、温度等对聚苯乙烯热解产物通过消失模涂层的传输特性的影响。结果表明,硅藻土加入量增加后,传输曲线的峰值下降,时间缩短。而云母粉则与之相反。涂层厚度增加、透气性下降,则传输曲线峰值增加,时间延长。探讨了模样热解产物通过涂层的传输行为对消失模铸造铝件针孔的影响。研究发现,热解产物传输曲线峰值高、传输时间长,有利于减少铝件的针孔。     

泡沫ZL104合金中的密度梯度对压缩性能的影响

采用渗流铸造法制备开孔泡沫ZL104合金和泡沫工业纯铝，对制备的两种泡沫铸块中不同部位的密度进行了检测，发现其中存在着自上而下的密度梯度，先凝固与后凝固部位之间的密度差异较显著。另外，对不同密度的泡沫ZL104合金及泡沫纯铝进行了压缩试验，结果表明：密度对压缩力学性能和吸能性具有显著影响；泡沫ZL104合金的密度低于泡沫纯铝，但其压缩力学性能和吸能性均比后者高。