泡壁材料性能对泡沫铝压缩性能的影响（英文）

针对吹气法制备的高孔隙率闭孔泡沫铝,通过实验和有限元分析研究泡壁材料性能对其压缩性能的影响。向添加陶瓷颗粒的A356合金熔体中吹气发泡制备实验样品并进行单向压缩。通过光学显微镜和扫描电镜观察泡壁的微观组织和断口组织。结果表明,泡壁中存在的颗粒团聚、孔洞等缺陷和氧化膜削弱了其性能,因此,泡沫材料的性能与原材料性能有很大差别。基于原材料性能和实体材料性能的实验结果,对泡沫铝理想三维结构进行有限元分析。材料的平台应力与泡沫材料的屈服强度成正比。有限元模拟结果稍高于实验结果,其部分原因是将实体材料性能看做泡壁材料性能导致的。     

吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜（英文）

以A356铝合金为原料,使用高纯氮气、空气以及氧气体积分数为0.2%~8.0%的混合气体通过吹气法制备泡沫铝样品。利用金相显微镜、SEM和AES等检测技术,研究气体中氧气含量对泡沫铝泡孔结构、相对密度、泡壁宏观及微观形貌、氧化膜覆盖面积分数和氧化膜厚度的影响。结果表明,当氧气体积分数小于1.2%时,氧化膜覆盖面积分数随着氧气含量的上升而增加。当氧气体积分数大于1.6%时,氧化膜覆盖了泡壁的全部表面,可以制备出泡孔结构良好的泡沫铝。由氧气体积分数为1.6%~21%的气体制备泡沫铝泡壁的氧化膜厚度几乎不变。此外,从理论上分析氧化膜厚度不随氧气体积分数改变而改变的原因及实现氧化膜全覆盖的需氧量。最后,基于实验现象分析氧化膜在吹气法泡沫铝泡沫稳定中的作用。     

吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜氧化动力学

在620~710°C范围内,将压缩空气吹入含有陶瓷颗粒的A356铝合金熔体中制备泡沫铝样品。运用AES技术对泡壁表面进行分析,以研究温度对表面氧化膜厚度的影响。根据金属腐蚀学及流体力学原理建立表面氧化膜泡壁氧化动力学模型。从理论上预测不同温度条件下泡沫铝泡壁表面氧化膜的厚度,并与实验值进行对比。结果表明,在620~710°C范围内,考虑上浮过程的模型预测的氧化膜厚度理论值明显高于实验值,而不包含上浮过程的模型预测的理论值与实验值符合较好,且后者能更好地描述泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化过程。研究表明,吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化速率与温度之间的关系符合Arrhenius公式。     

吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜氧化动力学（英文）

在620~710°C范围内,将压缩空气吹入含有陶瓷颗粒的A356铝合金熔体中制备泡沫铝样品。运用AES技术对泡壁表面进行分析,以研究温度对表面氧化膜厚度的影响。根据金属腐蚀学及流体力学原理建立表面氧化膜泡壁氧化动力学模型。从理论上预测不同温度条件下泡沫铝泡壁表面氧化膜的厚度,并与实验值进行对比。结果表明,在620~710°C范围内,考虑上浮过程的模型预测的氧化膜厚度理论值明显高于实验值,而不包含上浮过程的模型预测的理论值与实验值符合较好,且后者能更好地描述泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化过程。研究表明,吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化速率与温度之间的关系符合Arrhenius公式。     

熔体发泡法和吹气法制备泡沫铝的比较研究

比较研究了熔体发泡法和吹气法制备泡沫铝的工艺过程、泡沫结构特点、泡壁凝固组织、气孔率和气孔尺寸、性能特点和应用.为实际生产和应用中合理选择泡沫铝的制备方法提供参考.     

钢面板泡沫铝夹心板的三点弯曲行为

采用胶粘法制备大尺寸钢质泡沫铝夹心板,测试夹心板的三点弯曲强度,分析面板厚度、芯层厚度对夹心板弯曲性能的影响规律,研究弯曲载荷作用下的夹心板失效机理。结果表明：钢质泡沫铝夹心板可承受很高的弯曲载荷,夹心板抗弯强度随着芯层泡沫铝厚度的提高而提高。增加钢面板的厚度,夹心板抗弯强度整体呈增强趋势。当面板厚度为8 mm、芯层厚度为50 mm时,夹心板的极限抗弯强度可达66.06 kN。芯层泡沫铝内泡壁表面的大尺寸裂纹是夹心板在弯曲载荷作用下失效的主要原因;采用熔体发泡法制备的泡沫铝板材,因冷却强度过大而导致的附加应力使泡壁的强度下降,也是影响夹心板力学性能的主要因素。     

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。     

吹气发泡工艺中Ca对颗粒分散和泡沫稳定性的影响

研究加入Ca元素对吹气法制备泡沫铝工艺中颗粒分散程度和泡沫稳定性的影响,考察加入质量分数为1%的Ca后A356铝合金熔体中陶瓷颗粒团聚尺寸、临界吹气深度、泡壁厚度和Al2O3颗粒在气泡界面处浸润角的变化。结果表明:加入Ca使熔体中颗粒团聚尺寸减小,令微小颗粒的分散变得容易,但使临界吹气深度增加,不利于泡沫的稳定;吹气法工艺中,Al2O3颗粒在气泡界面处的浸润角约为65°,小于理想值90°,加入Ca使颗粒的浸润性进一步远离理想值,因此,尽管加入Ca使颗粒团聚尺寸减小,但同时增大壁厚,泡沫的稳定性依然变差。     

熔体发泡法批量制备泡沫铝板材关键技术的研究

采用熔体发泡工艺,实现了A356合金500 mm×1000 mm×X不同厚度泡沫铝板材的批量制备.对该工艺方法的増粘、发泡剂加入,泡沫均匀性控制等关键技术进行了系统研究.获得了工厂条件下A356合金泡沫铝块体和板材的优化制备工艺参数.对欠、过发泡,中心大孔,裂纹等缺陷的产生原因进行分析,提出了解决方法.     

纯铝基泡沫材料凝固过程的研究

采用熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫材料,研究了熔体发泡后泡沫体在自然冷却条件下的凝固特性,分析了强制水冷条件下泡沫体的凝固过程.结果表明,当纯铝基泡沫自然冷却时,表现出外层泡沫以层状凝固方式凝固,内层泡沫以体积凝固方式凝固的特性,得到的泡沫铝中心轴处有裂纹缺陷出现;当泡沫体在强制水冷下冷却时,泡沫体以层状凝固方式凝固,得到的泡沫体内部孔隙均匀,无裂纹缺陷.通过建立纯铝基泡沫凝固模型,分析可知,层状凝固时,凝固收缩均匀分布于整个泡壁.整体凝固收缩消除了泡壁局部由于凝固而产生的裂纹,使泡沫铝孔隙均匀,内部无裂纹缺陷产生.     

玄武岩颗粒增强7A04铝基复合材料的界面结构及力学行为

采用喷射成形技术制备7A04铝合金及玄武岩颗粒增强7A04铝合金复合材料,利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析复合材料微观组织和界面结构,对比研究复合材料的力学性能。结果表明:玄武岩颗粒在铝基体中弥散分布,并与铝基体形成强力结合界面,玄武岩颗粒边缘的SiO2不断被反应生成的Al2O3取代,形成一层几十纳米厚度的高温反应层,反应生成的Al2O3强化玄武岩颗粒与铝基体的结合界面;弥散分布的玄武岩颗粒促进基体中位错增殖、空位形成和析出相的析出,析出相主要以板状的η(MgZn2)相和亮白色条状或椭球状的T(Al2Mg3Zn3)相为主,结合界面、高位错密度及弥散分布的第二相显著提高复合材料的力学性能,添加玄武岩颗粒的7A04铝合金复合材料的屈服强度和极限拉伸强度分别达667 MPa和696 MPa,与未添加玄武岩颗粒的7A04铝合金相比分别提高10.4%和10.1%。     

功能梯度金属泡沫填充管在冲击载荷下的高效吸能

研究功能梯度泡沫填充管(FGFTs)在落锤冲击载荷作用下的变形行为和耐撞性.采用液态工艺制备的闭孔泡沫铝、A356合金泡沫和锌泡沫作为轴向梯度填料,用于制备不同构造的单层和多层结构.结果表明,多层泡沫填充管的变形由低强度部位开始,然后通过应力的逐渐增加在高强度部位中扩展.使用更多的A356合金和泡沫铝层可为梯度结构提供...     

Sr和稀土对铝合金表面氧化膜保护效果的影响

通过X射线衍射、扫描电镜等方法分析了变质元素对A356铝合金表面氧化膜成分及形貌的影响。从添加元素对表面氧化膜致密性、完整性的影响角度出发，考察了Al—10RE中间合金、Sr处理对A356合金熔体氢含量的影响机制。试验结果表明：A356合金经过Al—10RE中间合金处理后，表面氧化膜中形成了大量La2O3与Al2O3的复合氧化物LaAl11O18这种复合氧化物使表面氧化膜更加致密，氧化膜表面非常平整，几乎看不到开裂的现象，有效地阻止了铝与水的反应。而加入Sr后，形成了SrO与Al2O3的复合氧化物SrAl2O4，这种复合氧化物使表面氧化膜致密性变差，氧化膜表面出现大量反复开裂的痕迹，使得新鲜的铝液不断的暴露于空气中，大大促进了铝与水的反应，使熔体氢含量大幅度增加。     

原位生成制备Al2O3增强铝基复合材料

研究了综合搅拌铸造法和原位反应制备ＡＩ２Ｏ３增强铝基复合材料,向熔体中直接加入制备高纯ＡＩ２Ｏ３的原料ＡＩ２（ＳＯ４）３粉体,由反应分解的ＳＯ３可以对熔体进行精炼、除气。结果表明：ＡＩ２Ｏ３颗凿和基体结合良好,没发现气孔、团聚、集聚、偏析,克服了传统搅拌铸造所带来的铸造缺陷;ＡＩ２Ｏ３弥散增强铝基复合材料具有良好的冲击韧性和耐磨损性能;分解的ＳＯ３对熔体进行精炼、除气;被认为是颗 增强铝基得合材料     

Evolution of microstructure and mechanical properties of A356 aluminium alloy processed by hot spinning process

The evolution of microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy subjected to hot spinning process has been investigated.The results indicated that the deformation process homogenized microstructure and improved mechanical properties of the A356 aluminum alloy.During the hot spinning process,eutectic Si particles and Fe-rich phases were fragmented,and porosities were eliminated.In addition,recrystallization of Al matrix and precipitation of AlSiTi phases occurred.The mechanical property testing results indicated that there was a significant increase of ductility and a decrease of average microhardness in deformed alloy over die-cast alloy.This is attributed to uniform distribution of finer spherical eutectic Si particles,the elimination of casting defects and to the recrystallized finer grain structure.     

Reaction thermodynamics and kinetics on in-situ Al2O3/Cu composites

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｕｒｅｃｏｐｐｅｒａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｏｔｈａｔｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｏｆｔｅｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｋｅｅｐｉｎｇｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ,ｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｈｏｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎ…     

Fabrication and Structure Characterization of Alumina-Aluminum Interpenetrating Phase Composites

Alumina-Aluminum composites with interpenetrating networks structure belong to advanced materials with potentially better properties when compared with composites reinforced by particles or fibers. The paper presents the experimental results of fabrication and structure characterization of Al matrix composites locally reinforced via Al₂O₃ ceramic foam. The composites were obtained using centrifugal infiltration of porous ceramics by liquid aluminum alloy. Both scanning electron microscopy (SEM + EDS) and x-ray tomography were used to determine the structure of foams and composites especially in reinforced areas. The quality of castings, degree of pore filling in ceramic foams by Al alloy, and microstructure in area of interface were assessed.     

In-situ synthesized (Al_3Zr+Al_2O_3)_p /A356 composites by direct melt reaction in Al-Zr-O system

1　INTRODUCTIONRecently ,muchattentionhasbeen paidtothedevelopmentofeffectivefabricationprocessesforpar ticulatereinforcedmetalmatrixcomposites (PRMM Cs) [13] .However,metalmatricesreinforcedwithparticlesformedinsituareanemerginggroupofdis continuouslyreinforcedcompositesthathavedistinctadvantagesovertheconventionalcomposites[4 ,5] .Inthein situfabricationprocess ,thespontaneousreac tionbetweenthereactantsisutilizedtosynthesizethereinforcementsinthemetalmatrix .Especially ,thedirectmelt…     

(ZrB_2+Al_2O_3+Al_3Zr)_p/A356复合材料的原位直接反应法制备及微观组织(英文)

采用A356-(K2ZrF6+KBF4+Na2B4O7)作为熔体直接反应体系制备(ZrB2+Al2O3+Al3Zr)/A356复合材料。利用XRD、SEM和TEM等测试技术研究复合材料的相组成和微观组织。结果表明,复合材料增强相由ZrB2和Al2O3陶瓷相颗粒和Al3Zr金属间化合物相颗粒组成。ZrB2颗粒易团聚形成颗粒团簇并沿α(Al)合金晶界分布;ZrB2颗粒的微观形貌为六边形,尺寸在50nm左右。TEM研究发现,Al3Zr颗粒以小面形式生长,其长径比约为20;Al2O3颗粒形貌为长方体状和椭圆状,尺寸约为0.1μm。此外,基体与颗粒的相界面干净,无界面反应物生成。     

熔体反应法制备Al_3Zr_(p)、Al_2O_(3(p))/A356复合材料的凝固组织和性能

对Al ZrOCl2 体系采用熔体反应法制备了Al3Zr( p) 、Al2 O3( p) /A35 6复合材料。结果表明 :原位生成的Al3Zr和Al2 O3 均为多面体粒状 ,且Al3Zr表面存在生长小面 (facet)。复合材料凝固组织中随ZrOCl2 加入量的增加 ,颗粒分数增大 ,颗粒分布更均匀。但反应温度高于 90 0℃时 ,Al3Zr颗粒出现板块状集聚生长。拉伸试验表明 :Al3Zr(p) 、Al2 O3(p) /A35 6复合材料具有比基体更高的抗拉强度 ,并随ZrOCl2 加入量的增加而提高 ,其拉伸断口为混合型断裂