海绵铝的形成及其孔结构

采用孔径可以调节的开孔聚氨酯海绵作为模板，将熔模铸造法与掺渗铸造法相结合，制备了具有三维网状骨架的高孔隙率（ε=92%-98%）海绵铝；分析了海绵铝骨架所遵循的拓扑规律，并描述了其孔结构，结果表明，对聚氨酯海绵骨架进行加粗处理，可以在ε=92%-98%范围内调节海绵铝的孔隙率，并提高其压缩屈服强度，海绵铝独立孔穴的面数f,棱数e和顶点数v遵循Euler定律f-e＋v=2；孔穴的平均棱数n与平均面数f符合关系n^-=6（1-2tf）.     

渗流法制备高孔隙率多孔铝

采用负压渗流铸造法,通过控制铝熔体浇铸量,制备了高孔隙率(70%～90%)、高通孔度(25%～50%)的多孔铝;研究了渗流驱动压力、铝熔体浇铸温度及模具预热温度对渗流过程的影响;测试了多孔铝的渗透系数,并分析了孔结构对渗透系数的影响.结果表明:通过正交实验选择渗流参数,可以降低多孔铝在渗流方向上的孔隙率梯度;多孔铝的渗透系数与其孔结构密切相关:对于相同孔径的多孔铝,渗透系数随孔隙率增大而提高;在孔隙率相同的条件下,随着孔径增大,表面积减小,摩擦阻力减小,渗透系数相应增大.     

泡沫铝层合梁的三点弯曲变形

研究了泡沫铝层合梁三点弯曲的载荷(P)-位移(δ)曲线、变形过程及面板破坏、夹芯剪切破坏、凹陷破坏等破坏模式。用极限载荷公式得到的计算值与实验值符合良好。实验所得的加载和卸载刚度(P/δ)与计算结果吻合较好。泡沫铝层合梁具有较低的密度((0.42～0.92)×10~3kg/m~3)和很高的弯曲比刚度(E~(1/2)/ρ)。利用极限载荷公式建立了破坏模式图。     

超轻多孔金属孔结构的X射线断层扫描分析

利用X射线断层扫描技术获得了超轻多孔铝试样的任意截面重构图像,通过对该图像的分析实现了对多孔铝试样孔结构的描述,并得到了重构横截面的面孔隙率.结果表明:超轻多孔铝试样孔结构描述新方法与传统剖开试样分析方法相比,可以获得相同的孔结构分析结果,并具有非接触、非破坏和提高效率的特点.     

废泡沫铝回收及循环利用

为了将废泡沫铝重熔回收,采用熔剂覆盖法进行重熔.结果表明,加入合适的熔剂,在一定温度下充分搅拌,废泡沫铝的回收率达到75%左右;回收所得的再生铝泡沫化性能和原铝类似,泡沫化制备时二者的黏度变化趋势一致,泡沫再生铝的压缩σ-ε曲线平滑,也分为线弹性阶段、屈服平台阶段和紧实阶段.     

多孔铝对流换热系数的反演分析

建立了多孔铝的一维瞬态对流换热模型,采用反演分析方法求得了多孔铝的体积对流换热系数.给出了多孔铝对流换热的无量纲准则关联式,并在较宽的孔结构范围内(孔隙率为60.0%～95.0%、孔径为2.5～6.0 mm)研究了孔结构对多孔铝换热系数的影响.结果表明:多孔铝的换热系数随着风速的增加而提高.在风速相同的条件下,换热系数随着孔径和孔隙率的减小而提高.在风机功率相同的条件下,换热系数随着孔隙率的增大而提高,在孔隙率约为85%时达到峰值.     

Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊泡沫铝的界面结构及力学性能

以Zn--Al--Cu基合金为钎料, 对74.7%---91.6%不同孔隙率的泡沫铝采用无钎剂钎焊方法进行连接实验. 采用OM和SEM观察钎缝组织及界面结构, EDS测定界面元素分布, XRD分析界面物相, 通过热力学分析验证钎料中Cu和Zn与母材中Al元素的相互作用和除膜机理, 对钎焊接头试样进行拉伸和剪切性能实验, 分析孔隙率与接头试样强度之间的关系.结果表明, 该无钎剂钎焊方法在泡沫铝端 面之间形成密实结构的连续钎料层,未改变母材结构特征; 钎缝组织由Al(Zn) 固溶体、Zn(Al) 固溶体、Cu₄Zn及MgMnO₃组成; 连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成, Zn,Al和Cu在界面上相互扩散而形成一定扩散梯度, 熔合良好, 钎焊接头抗拉强度与母材相当, 剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低.     

小孔径通孔多孔铝合金的防风降噪性能

以降低语音系统气流噪声为目标,制备小孔径(d0.1～0.5 mm)多孔铝合金,采用自制设备研究多孔铝合金的厚度、孔径及气流速度等因素对气流噪声的影响.结果表明:相对于孔的气流噪声,多孔铝合金的气流噪声在低频段下降18 dB,降幅随频率增加而减小;材料厚度越大、孔径越小、气流速度越大,多孔铝合金的防风降噪性能越好.     

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。     

泡沫铝合金异型件形成过程中的冶金结合

采用多块均匀分布过剩TiH2的球形孔泡沫铝合金作为坯料置于异型件模具中,用二次泡沫化方法制备出具有均匀孔结构的高孔隙率泡沫铝合金合金异型件,用光学显微镜和层析X射线成像仪(X-CT)观察异型件的冶金结合界面结构,并对异型件冶金结合界面的拉伸性能进行了实验研究,结果表明,采用二次发泡方法在发泡温度700-900℃、发泡时间250-800s条件下,可以实现泡沫铝合金的有效冶金结合;形成的异型件结合界面连接机制分为界面机械连接与界面扩散连接;泡沫铝合金异型件冶金结合面的抗拉强度随着孔隙率的升高而降低,泡沫铝合金异型件的孔隙率为74.9%时,结合界面处抗拉强度与泡沫铝合金的本体强度相当.