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。     

大孔径高孔隙率泡沫铝的制备

采用熔体发泡工艺,用纯铝作原料,氢化钛为发泡剂,金属钙粉为增粘剂,制备出孔结构均匀,孔隙率大于80%,孔径大于4.2mm的闭孔泡沫铝,整个工艺过程控制平稳。探讨了发泡温度、金属钙粉和氢化钛加入量及搅拌时间对泡沫铝结构的影响。结果表明,增粘剂钙粉的加入量为1.5%～2.0%,增粘温度850～860℃,搅拌时间为2.0～2.5 min,发泡剂TiH_2的加入量为1.5%～2.0%,发泡温度为680～690℃,发泡搅拌速度和时间分别为860 rpm和2.0～2.5 min,保温时间4.5～6.0 min时为最佳工艺。     

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.     

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.     

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.     

AlSi12合金泡沫的真空发泡制备工艺

为克服现有熔体发泡制备泡沫铝工艺中发泡剂TiH_2含量高所带来的成本高、分散性差、与发泡工艺匹配难、降低材料性能等负面影响,采用新型真空发泡法制备Al Si12合金泡沫,并对其中的初始气孔及真空发泡AlSi12合金泡沫孔结构的形成及控制工艺进行研究。结果表明:AlSi12合金在620℃熔化保温1 h、添加1%Si C和2%Ca以2000 r/min的速度搅拌10 min增粘、添加微量(0.02%,质量分数)Ti H2以2000 r/min的速度搅拌6 min的条件下可获得均匀细小的初始气孔;在真空度为5 Pa下发泡10 s,真空下冷却6 min的条件下,获得了平均孔径2.4 mm,孔隙率83.7%,孔结构均匀的AlSi12合金泡沫;初始气孔以SiC、Al_2O_3、SiO_2等第二相为气泡非均质形核的核心。     

小孔径泡沫铝的制备及孔结构细化机理

在常规熔体发泡法的基础上,采用加入0.5%(质量分数)Mg、添加1%形核剂和发泡剂,经(400℃,6 h)+(475℃,1 h)氧化预处理、搅拌发泡50 s等措施,制备出平均孔径1.03 mm、孔隙率75%、结构均匀的小孔径Al-9Si泡沫.孔径细化机理分析表明,Mg的作用在于降低铝熔体的表面张力,提高气泡稳定性;形核剂的作用在于增加气泡非均匀形核的核心;发泡剂氧化预处理可以推迟和延缓发泡剂的分解,提高发泡剂的分散均匀性;搅拌发泡的作用是在发泡剂剧烈分解的中段,通过搅拌搅碎气泡,减小平均孔径.     

小孔径泡沫铝制备工艺研究

通过扫描电镜、温控仪、液压机、混料机、加热炉等设备,试验研究粉末冶金法制备小孔径泡沫铝材料的工艺。结果表明,热压工艺可大幅提高试样致密度;模具发泡法的发泡时间短,发泡温度控制准确,能耗低,发泡可控。控制发泡剂Ti H2的含量、发泡温度为680℃、发泡时间为3 min~6 min时,可制备出孔隙率在50%~70%、孔的大小、形状均匀的泡沫铝材料。     

两步法制备泡沫镁合金

研究了两步法制备泡沫镁合金的工艺,考察了发泡剂、增粘剂及Al加入量对泡沫镁合金结构的影响。结果表明,通过控制发泡剂、增粘剂及Al加入量,采用两步法工艺可以制备出结构均匀、孔隙率高的泡沫镁合金。发泡剂或增粘剂的加入量过高或过低时,泡沫镁合金中会出现无泡实体或较大气体空腔的缺陷。当合金熔体中不添加Al时,泡沫镁合金中普遍存在气孔大小不均匀的现象;加入2%～6%的Al后,合金熔体的倾倒流动性提高,泡沫镁合金的气孔大小基本均匀一致。随着发泡剂或增粘剂加入量的增加,泡沫镁合金的孔隙率先增大后减小,当发泡剂加入量为2%或增粘剂加入量为0.1%时,泡沫镁合金的孔隙率最大。随着熔体中Al加入量的增加,泡沫镁合金的孔隙率逐渐增大。     

以CaCO3为发泡剂制备泡沫ZL104过程中工艺参数的探讨

以CaCO3粉末和SiC颗粒分别作为发泡剂和稳定剂,采用液态法制备了泡沫ZL104,确定了发泡温度,并分析了制备过程中CaCO3加入量和保温时间对泡沫ZL104孔径和孔隙率的影响规律。结果发现:泡沫ZL104的发泡温度应选为700℃;CaCO3加入量的增加会导致泡沫ZL104的孔隙率呈非线性增大,加入量超过2%(质量分数)时,对孔隙率的影响不显著,故CaCO3的加入量应该控制在2%以内;保温时间在2~8min以内时不会发生气泡合并和破裂。