陶瓷颗粒增强泡沫铝材料的研究

选用粉煤灰作为增强相,经X射线衍射分析,粉煤灰中主要成分为石英和莫来石,是一种坚硬的陶瓷颗粒。这种陶瓷颗粒起到了增粘作用,并且还有利于提高气泡的稳定性。将粉煤灰加入到熔融铝液中,经适当搅拌后,再加入发泡剂,经冷却,即可得到颗粒增强泡沫铝。利用粉煤灰颗粒增黏的泡沫铝与利用钙增黏的泡沫铝进行压缩强度性能检测。结果表明:粉煤灰不但有增黏作用,还由于石英与铝液发生原位反应生成的氧化物,以及粉煤灰中原有的莫来石起到颗粒增强作用。     

泡孔结构对开孔泡沫铝压缩力学性能的影响

采用渗流工艺制备出不同孔径的均匀孔结构和混合孔结构的开孔泡沫铝，研究了孔结构(孔径大小及其比例分布)对开孔泡沫铝压缩力学性能的影响。结果表明：对于均匀孔径的开孔泡沫铝而言，在相对密度不变的条件下，孔径大小对其压缩性能几乎没有影响；而当泡沫铝的孔结构是由不同尺寸的孔相混合时，则大孔与小孔的相对体积比对其力学性能，特别是弹性模量具有较大影响，大、小孔径按适当比例混合可使开孔泡沫铝相对密度降低而刚度显著升高。     

泡沫铝吸声性能的研究

本文通过测试泡沫铝的吸声系数来研究泡沫铝的吸声性能。结果表明，泡沫铝具有较好的吸收性能，其吸声系数对于频率很敏感，大约在1000Hz时吸声系数出现一个峰值。吸声系数随孔结构的变化有一定的规律性。     

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能,结果表明,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度,薄板性能基本呈各向同性,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高,复合材料板材强度逐渐下降,延伸率增大。在２００℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能,其抗拉强度达３７０ＭＰａ,屈服强度达２４３ＭＰａ,延伸率达１１．３％。     

占位法制备球形孔泡沫铝的结构与性能研究

以氯化钙、硬脂酸、硫代硫酸钠、尿素作为造孔剂,利用占位法进行孔径为1～2 mm,孔隙率为60%、70%、80%球形孔泡沫铝的制备。对其孔结构(孔面积、孔圆形度)、压缩性能和吸能效果进行对比分析。结果表明：氯化钙-泡沫铝因其具备较好的孔结构,所表现出的压缩性能和吸能效果也更优异。     

泡沫铝的气流噪声降噪性能

研究了通孔泡沫铝孔结构及成形方法对气流冲击所产生噪声的降噪性能的影响.结果表明,泡沫铝在0.125～16 kHz范围内均具有较好的降噪作用,平均降噪效果可达10～35 dB,最高可达48 dB.其降噪效果受孔结构影响,孔径为0.1 mm,孔隙率为60%泡沫铝试样的降噪效果最佳.     

SiC颗粒增强铝基复合材料物理及力学性能研究进展

SiC颗粒增强铝基复合材料既保持了金属特有的良好延展性、传热等特点,又具有陶瓷的耐高温性、耐磨损的要求。综述了SiC颗粒增强铝基复合材料的物理及力学性能,SiC颗粒增强铝基复合材料强化的物理模型主要有两种,即剪切滞后模型与Eshelby理论。     

发泡工艺参数对6061泡沫铝孔结构和压缩性能的影响

以6061铝合金为原料、Ti H₂为发泡剂,通过熔体发泡法制备闭孔泡沫铝。采用正交试验探究Ca添加量、Ti H₂添加量与添加温度,以及发泡保温时间对泡孔结构的影响。采用XRD检测泡壁物相组成,SEM观察微观组织形态,并对6061泡沫铝的压缩性能进行研究。结果表明：泡沫铝孔壁由α-Al基体、Al₄Ca和Al₂₀Ca Ti₂组成。确定6061泡沫铝最佳制备工艺为：Ca添加量2%,Ti H₂添加量0.4%,Ti H₂添加温度650℃,发泡保温时间5 min,该工艺下屈服应力为2.38 MPa,吸能量为1.62 MJ/m³。     

SiC颗粒对粉末冶金泡沫铝的力学性能影响

本文在SiC颗粒增强粉末冶金泡沫铝压缩试验的基础上,研究SiC颗粒对其力学性能、吸能能力和吸能效率的影响。结果表明:SiC颗粒增强粉末冶金泡沫铝压缩应力应变曲线,呈现线弹性变形、屈服平台阶段、致密化阶段;其屈服强度随SiC颗粒的体积百分含量增大而增大。     

SiCP增强泡沫铝基复合材料的制备工艺研究

将SiC颗粒增强铝基复合材料的制备技术与泡沫铝熔体发泡技术相结合,探索了制备SiC颗粒增强泡沫铝基复合材料的工艺方法。讨论了SiC颗粒与铝基体之间存在的润湿性,界面反应以及SiC颗粒在熔体中沉降等问题,通过选择合适的合金成分,对SiC颗粒进行预处理,采用特定的搅拌和发泡等一系列工艺方案成功地予以解决。在熔体发泡过程中,通过严格控制发泡温度、搅拌速度和搅拌时间等工艺参数,制得了孔隙率基本可调,SiC颗粒和孔洞分布均匀的泡沫铝样品。     

二元孔结构对开孔泡沫铝力学性能的影响

采用有限元模拟了不同孔径比和体积比的二元孔径结构对开孔泡沫铝力学性能的影响,并取得了相应参数.用渗流法制备出相应孔参数的泡沫铝,并对其进行压缩试验加以验证.模拟和实验结果均表明,当泡沫铝的孔结构由大、小孔按一定的尺寸比和体积比组成时,泡沫铝的强度和刚度显著提高,孔径尺寸比和体积比分别为0.40～0.45和0.07～0.12是最优的.     

SiC颗粒增强铝基复合材料制造工艺及性能

将２０－４０μｍ的ＳｉＣ颗粒（ＳｉＣｐ）经预处理后在真空中与铝共熔，然后冷至铝合金固液两相区搅拌，可明显改善ＳｉＣｐ／基体间的润湿性和增强相分布的均匀性；加镁也可改善其润湿性，该材料的强度是铝合金的二倍，弹性模量也提高两倍以上。     

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.     

SiC颗粒增强铝基复合材料的显微组织与力学性能

采用压铸浸渗法制备了体积分数为50%的SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn耐热铝基复合材料.通过拉伸测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强对基体合金的显微组织与力学性能影响.结果表明,在基体Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn合金中掺入高体积分数的SiC颗粒后,复合材料的时效硬化与拉伸性能得到了大幅度的提高,185 ℃峰时效处理后的抗拉强度从356 MPa增大到520 MPa.SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂.高体积分数SiC颗粒的增强并不改变基体合金的时效析出过程,析出相由Ω相和少量θ＇相组成,但SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Al4C3化合物.     

多次搅拌下SiC颗粒增强铝基复合层组织与性能

采用搅拌摩擦加工制备SiC颗粒增强铝基复合材料,研究搅拌次数对复合层晶粒尺寸、硬度、拉伸及磨损性能的影响。结果表明,搅拌加工时添加SiC颗粒可提高复合层的硬度、耐磨性,但会降低其强度。随着搅拌次数的增加,复合材料硬度得到提高,添加SiC颗粒的试样经4道次搅拌后搅拌区平均硬度130 HV,而未添加颗粒时为118 HV。添加颗粒试样搅拌4次后,抗拉强度比搅拌1次试样强度明显提高,可达360.6 MPa,可达铝合金母材的68.5%。添加颗粒能够提高复合层的耐磨性,未添加颗粒时复合层摩擦系数为0.6,相比添加颗粒时仅为0.5。随着搅拌次数的增加,搅拌区晶粒细化程度得以提高,SiC颗粒分布更加均匀。     

泡沫铝的动态力学性能研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术,研究了孔隙率对泡沫铝在高应变速率(700s(-1)~~2600s(-1)~)条件下力学性能的影响,并与准静态条件下(1×10(-3)~s(-1)~)的性能进行了对比。实验发现泡沫铝在准静态和动态条件下呈现逐层破坏的特征,从而在应力-应变曲线上出现一平台区;由于铝合金本身存在的应变速率敏感性和多孔材料中气体的作用,使泡沫铝的平台应力随应变速率的增加而增大,当孔隙率较低时,增加尤为明显;泡沫铝的应变速率敏感度随应变的变化而变化。     

铝熔体泡沫化过程中孔结构的控制

在大量试验研究的基础上，探索了铝熔体泡沫过程中控制泡沫铝孔径、孔隙率等结构参数的工艺方法，研究了发泡剂加入量，搅拌及保温时间等对孔结构的影响。     

吹气法制备泡沫铝的性能

基于吹气法制备A356基泡沫铝工艺,采用高速搅拌并分批连续加入粉末的方式,避免熔体中颗粒分布不均匀的问题;采用静置吹气头通入压缩空气发泡,通过设计和控制气路,制备出不同孔径、不同壁厚、稳定的泡沫铝.结果表明A356基泡沫铝是一种典型的塑性泡沫材料,泡孔呈十四面体形状,泡壁较薄,厚度小于150μm,可控的泡孔平均直径范围很宽,为10～25mm;泡沫铝在致密化阶段的塑性变形量可达70%以上;不作任何预处理的泡沫铝在高频率声波下的吸声系数可达0.9以上;在泡沫样品后设置0～70mm空腔,其在低频率声波下的吸声性能显著提高;所制备的泡沫铝具有较好的声学性能和力学性能.     

泡沫铝消音性能的初步研究

研究了包沫铝消音性能及其随孔隙结构及成形方法的变化情况。结果表明：泡沫铝在０．１２５～１６ｋＨｚ范围内均具有较好的消音作用；其消音效果受其孔隙结构和成形方法所影响，孔径为１．６～３．２ｍｍ和０．６３～０．８ｍｍ试样的消音效果最佳，孔隙率大的消音效果更优，成形体法泡沫铝的消音性能明显优于散粒子法泡沫铝。