特殊孔结构Al-Si12泡沫铝的吸声性能研究

用渗流铸造法制备了3种特殊孔结构(宽孔径范围孔结构、层状梯度孔结构、层状周期孔结构)的Al-Si12泡沫,对其吸声性能进行了研究。结果表明,相同厚度下,层数多的层状梯度孔径结构泡沫铝的吸声性能优于层数少的梯度孔径结构泡沫铝;层数多的层状周期孔结构泡沫铝的吸声性能比层数少的周期孔结构泡沫铝的吸声性能略有提高;具有4层周期孔结构的Al-Si12泡沫铝样品具有较好的吸声性能,其平均吸声系数为0.82,比常规单一孔径结构的泡沫铝的平均吸声系数提高了0.21,其原因与扩张室结构、流阻及微型谐振腔有关。     

特殊孔结构ZA27合金泡沫的吸声性能

通过渗流铸造法制备宽孔径范围、层状梯度、层状周期3种特殊孔结构的ZA27合金泡沫,并对其吸声性能进行研究。结果表明:随频率的升高,低频区吸声系数增加,中频区吸声系数降低到一个最小值后上升,高频区吸声系数趋于平缓;宽孔径范围ZA27合金泡沫随孔径变化及孔隙率的增加吸声系数平均提高0.025层数多的层状梯度孔结构的吸声性能相对层数少的梯度孔结构平均提高0.037层数多的层状周期孔结构的吸声性能比层数少的周期孔结构平均提高0.027特殊孔结构ZA27合金泡沫在低频区的吸声性能优于特殊孔结构Al-Si12合金泡沫的。     

建筑用降噪泡沫铝合金的吸声性能研究

制备了3种特殊孔结构的Al-Si12泡沫铝,并研究了特殊孔结构对泡沫铝吸声吸能的影响。结果表明,与常规单一孔结构泡沫铝相比,特殊孔结构泡沫铝在高频区和低频区的吸声效果较强,而在中频区吸声效果相对较差。对于层状周期孔结构、层状梯度孔结构和宽孔径范围孔结构的泡沫铝,层状周期和层状梯度的层数越多或孔隙率越大,其吸声吸能越好。     

Al-Si12合金泡沫芯消声器吸声性能研究

采用渗流法制备了Al-Si12泡沫,设计制作了Al-Si12泡沫芯消声器,并对其吸声性能进行了研究.结果表明,Al-Si12泡沫芯消声器的吸声性能与Al-Si12泡沫孔结构、Al-Si12泡沫长度及声波频率有关,吸声系数随Al-Si12泡沫孔径的减小及Al-Si12泡沫芯长度的提高而提高,具有大孔(80vol％)和小孔(20vol％)混合孔结构的Al-Si12泡沫芯消声器的吸声效果明显优于仅具有单一孔结构的Al-Si12泡沫芯消声器,高频区的吸声系数高于低频区.     

闭孔泡沫铝吸声性能的影响因素

利用熔体转移发泡法制备闭孔泡沫铝,从孔径大小、打孔率、背后空腔以及背后贴膜方面对其吸声性能进行研究.结果表明:孔径大的闭孔泡沫铝吸声系数要远好于孔径小的闭孔泡沫铝的吸声系数;打孔后闭孔泡沫铝吸声系数有了明显的提高,当分别打孔0.5%、1%和2%N,闭孔泡沫铝最高吸声系数从0.42分别增加到了0.53、0.75和0.96;打孔闭孔泡沫铝背后加空腔吸声曲线都表现出明显的亥姆霍兹共振器吸声特性,且随空腔厚度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,最高吸声系数向低频迁移;背后贴膜闭孔泡沫铝吸声特性曲线出现峰值吸声特征消失的现象,表现出吸声系数随频率增加而增加的特性.     

渗流铸造法制备的开孔泡沫铝的声学性能

采用反重力渗流铸造法成功制备了开孔泡沫铝材料,对比研究反重力渗流铸造和传统真空渗流法制备的开孔泡沫铝的声学性能。结果表明:两种方法所制备的泡沫铝在高频段的吸声系数均高于低频段的,且在低频段的吸声系数差别不大;在高频段,反重力渗流铸造所得材料的吸声系数明显优于传统真空渗流法所制备材料的,原因是反重力渗流法使泡沫铝中相邻孔洞的连通空间减小;在反重力渗流铸造制备的开孔泡沫铝材料中,造孔粒子粒径与平均吸声系数成反比,孔隙率与平均吸声系数成正比,增大泡沫铝的厚度有利于提高其吸声性能。     

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。     

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.     

打孔闭孔泡沫铝的吸声能力

闭孔泡沫铝板具有一定的吸声性能,对闭孔泡沫铝板进行打孔处理后,其吸声效果显著提高.使用驻波管法测试不同打孔率以及在泡沫铝板背后设置不同厚度空腔时吸声系数和吸声频率的变化.测量结果表明:以适当的打孔率打孔后,吸声系数提高30%左右,打孔率过高,吸声系数反而降低;随着在泡沫铝吸声板后设置的空腔厚度的增加,吸声峰值向低频偏移.可通过改变打孔率和背后空腔深度来设计用于降噪的闭孔泡沫铝吸声结构.     

穿孔法改进泡沫铝的吸声性能

利用熔体发泡技术制备不同孔径和气孔率的泡沫铝,对不同气孔率的原始状态泡沫铝以及孔径为1.1 mm的穿孔泡沫铝的吸声性能进行研究。结果表明:未设置背腔时,原始状态泡沫铝的吸声性能不高,设置背腔后,由于泡沫铝中所含通透结构的作用,泡沫铝的吸声性能明显提高;穿孔泡沫铝的穿孔率在0.5%～1.0%范围,设置60～80 mm背腔时可使降噪系数超过0.42,比原始状态泡沫铝不设置背腔时的降噪系数高2倍左右;穿孔泡沫铝设置背腔后的吸声特性符合Helmholtz共振吸声的规律,但受到穿孔结构、泡沫铝原本存在的缺陷组成的通透结构和气泡孔在穿孔过程中被打开的小开口等因素的影响。     

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.     

Sound absorption property of open-pore aluminum foams

This paper presents a study on sound absorption property of aluminum foam by evaluating its sound absorption coefficients using standing wave tube method. Experimental results showed that the average values of sound absorption coefficients (over the test frequency range) are all above 0.4, which indicate very good sound absorption property of the aluminum foams. The sound absorption coefficient is affected by frequency and pore structure, and reaches its maximum value at around 1 000 Hz. With the increase of porosity and decrease of cell diameter, the sound absorption coefficient values increase.     

粉末冶金发泡时泡沫铝孔结构及泡壁的微观组织演变

研究了粉末冶金法制备泡沫铝时泡沫孔结构及胞壁微观组织变化的规律.泡沫铝发泡时经历微膨胀、显著膨胀和收缩等过程;孔结构经历了形核和长大,以及在毛细力和重力驱动下泡壁熔体的流动引起的合并粗化和孔隙率自上而下梯度减小等演化过程.加热时,铝/硅颗粒边界处硅的扩散层首先熔化,并沿着铝颗粒边界扩散,最终使铝硅粉末复合体完全熔化而实现合金化.实验发现泡壁的凝固组织与典型的变质处理后的铸造铝硅合金的组织类似.     

梯度孔结构泡沫镍铬合金滤管的制备及性能

以聚氨酯泡沫为前驱体,使用气雾化Ni-20Cr粉末为原料配制水基浆料,采用有机泡沫浸渍工艺制备了具有梯度孔结构的泡沫Ni-20Cr合金滤管。研究了不同烧结温度和装填方式对泡沫金属滤管烧结效果及力学性能的影响,并测试了烧结后泡沫滤管的力学性能和透气性能。结果表明:泡沫素坯经低温预烧+高温烧结的两步烧结工艺后可得到收缩均匀的泡沫合金滤管,孔筋结构均匀、无堵孔且复合界面结合良好。其室温压缩屈服强度大于3 MPa,且随着挂浆量的增加其屈服强度可达4.43 MPa;由于泡沫合金滤管高的孔隙率和大的孔径,且孔结构呈梯度变化,其在气体流量相同的情况下压差明显小于传统粉末冶金烧结多孔管。     

Tensile property of Al-Si closed-cell aluminum foam

1Introduction The unique properties of metallic foams make them useful in a number of potential application fields including damping,electromagnetic shielding,heat exchange,sound insulation,sound absorption,and energy absorption[1?4].The closed-cell alumi…     

Physical processes in laser-assisted aluminum foaming

Aluminum foam has become popular in recent years and has the potential to be used in many applications due to its lightweight structure. In this paper, laser-assisted foaming experiments have been performed to fabricate closed cell porous aluminum structures with different relative densities (0.39 to 0.33) and porosities of 61 to 67%. The influence of the processing conditions on the evolution of cell morphology of the foam is investigated. Preliminary results suggest that a pore size gradient and a density gradient exist in the structure as the processing condition changes. The foam has large pores and lower density for slow processing speed, in contrast to the fast processing speed with small pore size but higher density. Additionally, an example of laser-assisted cutting of Al foam is also demonstrated.     

胞状AlCu5Mn合金泡沫的压缩性能和能量吸收特性

用熔体发泡法制备孔隙率为51.5%～90.5%、孔结构均匀的胞状铝合金(AlCu5Mn),研究其孔结构、压缩性能、能量吸收能力、能量吸收效率和吸能性能.结果表明:胞状铝合金孔结构由高孔隙率(88.8%)时的大孔径、多边形孔向低孔隙率(62.5%)时的小孔径、球形孔孔结构过渡,其压缩应力(σ)-应变(ε)曲线具有线性变形阶段、屈服平台阶段和致密化阶段三个部分,由线性变形阶段进入屈服平台阶段所对应的ε_s值介于2%～9%之间;屈服强度σ_s~*随着孔隙率的增大而下降,在孔隙率相同的条件下,胞状铝合金的力学性能优于胞状铝和多孔铝合金,其比刚度高于钢;当应变为定值时,胞状铝合金单位体积和单位质量的压缩吸能能力(C和C_m)都随着孔隙率的升高而降低,但是孔隙率在73.5%～82.1%范围内时,其C_m与ε的关系几乎不随孔隙率的改变而改变;对于孔隙率为51.5%～90.5%的胞状铝合金,它们的吸能效率的峰值都大于80%.胞状铝合金的C-σ和C_m-σ关系可以表征其吸能性能,从而可以根据实际工况选择作为减振吸能材料的胞状铝合金的最佳孔结构.     

海绵铝的熔模铸造法制备及其压缩性能强化研究

针对熔模铸造制备的高孔隙率开孔泡沫铝(海绵铝),通过前驱体海绵孔棱增粗来提高海绵铝的相对密度,并研究孔棱尺寸对其压缩性能的影响。结果发现,采用水性聚氨酯树脂能有效增粗聚氨酯海绵孔棱,制备出孔棱厚度为0.472~0.918mm,相对密度为0.027~0.164的海绵铝。单向压缩试验结果表明,孔棱增粗显著提高了海绵铝的强度,当孔棱厚度为0.918mm时,其密实化平台应力最大,为2.831MPa,密实化吸能最大,达到1.492MJ/m³。这是由于孔棱厚度增加,相对密度提高,从而提高了海绵铝的能量吸收能力。     

添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究

以球形尿素颗粒为造孔剂,采用传统的粉末冶金工艺制备开孔泡沫铝并研究了其性能.结果表明,添加造孔剂法制备的泡沫铝可以任意控制孔隙率及孔径的大小,且孔结构良好,保持了造孔剂的形状;高的烧结温度使泡沫铝的压缩强度提高,但过高的温度将导致孔壁熔化.本试验制成的泡沫铝其压缩曲线和泡沫金属典型压缩曲线相似,且抗压强度和经典理论计算结果一致.