陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料的制备与性能

陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料是近年来开发的一种新材料。本文介绍了各种陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料的制备方法及组织性能研究现状。认为今后一段时期应着重研究以下几方面问题：对泡沫铝基复合材料制备工艺做进一步的研究，优化工艺参数，使工艺更稳定可靠；分析陶瓷颗粒对泡沫铝基复合材料发泡工艺、气泡尺寸及形状的影响．深入探讨其机理，进一步解决气孔结构和均匀性问题；系统研究泡沫铝基复合材料微观组织及界面结合形态；系统研究泡沫铝基复合材料的机械性能、物理性能及其影响因素，为该类材料的应用奠定理论基础；广泛开展泡沫铝基复合材料的推广应用研究，使之尽快为工农业生产的发展做出贡献。     

SiCp增强泡沫铝制备工艺研究

对熔体发泡法制备SiCp增强泡沫铝基复合材料的制备工艺进行了探索，通过正交试验研究了SiC的粒度、发泡剂TiH2的加入量、发泡温度、保温时间等工艺参数对泡沫铝孔隙率及孔结构的影响，确定了制备SiCp增强泡沫铝基复合材料的最佳工艺参数：掺入10％（质量分数）1000目的SiC颗粒增粘，在发泡剂TiH2加入量为2％（质量分数），搅拌时间2min，保温温度700℃以及保温时间3min的工艺条件下，制得的泡沫铝的孔隙率达到80％，平均密度达到了0．5g／cm^3，且基本没有无泡层。最后对泡沫铝的产业化生产的可行性作了讨论。     

发泡法制备泡沫铝

介绍了发泡法制备泡沫铝的工艺过程，论述了增粘、混合、发泡和冷却４个过程对泡沫铝孔结构的影响。采用ＴｉＨ２的缓释技术，可大大延缓ＴｉＨ２的反应时间，使ＴｉＨ２均匀混入铝熔体，从而制得孔结构均匀、吸声性能优良的泡沫铝。     

泡沫铝夹心板的制备及其界面结合机理的研究

由泡沫铝芯材与金属面板构成的夹心结构具有轻质、高强度、良好的减震性等优点.现存的泡沫铝夹心板的制备方法很多,但均为先制备芯材再进行连接的方法.本研究提出一种新的工艺方法即采用粉末与面板直接轧制然后发泡的方法制备了Fe/Al/Fe泡沫铝夹心结构.研究了泡沫铝芯的发泡不均的问题,分析了发泡前和发泡后面板与泡沫铝芯的冶金结合过程,提出了扩散微观结合机理.最终面板与泡沫芯材通过扩散反应形成了牢固的冶金结合.     

氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响

采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7 Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响.结果表明:在450～550℃时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解速率温度.过度预氧化处理会导致氢化钛释气量下降,获得的试样膨胀率较低.发泡温度的提高有助于提高泡沫铝膨胀率和泡孔个数,对孔隙率和平均孔径影响较小,但温度过高会使得试样顶部低圆度裂纹状泡孔分布范围增加.发泡模具的使用有助于约束膨胀方向,提高冷却过程中孔径均匀程度.粉末冶金快速发泡法可获得均匀泡孔结构泡沫铝.采用450℃预处理90 min的氢化钛作为发泡剂,发泡温度为720℃,发泡时间为160 s时可获得孔隙率为78.1％,孔径为(2.29±0.8)mm,并具有最优泡孔结构的泡沫铝材料.     

吹气发泡法制备泡沫铝的研究进展

详细介绍了吹气发泡法制备泡沫铝的生产工艺,并对泡沫铝结构的影响因素进行全面概述。介绍了国内外对采用吹气发泡法制备泡沫铝的研究现状,最后对吹气发泡法生产泡沫金属的发展前景做了展望。     

Al-Si闭孔泡沫铝电磁屏蔽效能

通过调整发泡温度、发泡时间、保温时间及发泡剂加入量等工艺参数,采用熔体转移发泡法制备不同相对密度的Al-Si闭孔泡沫铝.利用法蓝同轴法测试其电磁屏蔽效能,结果表明:电磁干扰频率对其屏蔽效能影响显著,在10～600MHz范围内,随着干扰频率增加,泡沫铝屏蔽效能逐渐减小,在600～1500MHz范围内,屏蔽效能又逐渐增加.相对密度对Al-Si闭孔泡沫铝材料电磁屏蔽效能影响不大.     

孔径可调的泡沫铝材料制备研究

利用传统熔体发泡法制备泡沫铝,产品的孔径大小很难精确控制.采用金属铝粉这种新型增粘剂,通过对铝粉的含量,发泡剂的含量以及控制发泡剂加入后熔体中的发泡温度,制备出孔结构均匀,不同密度和孔径大小的泡沫铝.整个工艺平稳、易控制和调整.     

泡沫铝夹心板芯层泡沫结构的研究

研究了采用轧制复合-粉末冶金发泡法制备的泡沫铝夹心板的生产工艺,探讨了主要工艺条件对芯层泡沫结构的影响,得到了优化的工艺参数.研究结果表明:轧制复合工艺可以使芯层粉末达到很高的致密度,为发泡过程创造了有利条件.轧制复合板适宜的发泡温度为615～620℃,温度过高会导致芯层出现大尺寸连通孔.发泡时间对熔融态泡沫体的凝固过程有显著影响,时间过长会使泡沫层塌陷,发泡温度为620℃时,经4～6min发泡芯层可形成良好的泡沫结构.     

泡沫铝夹芯板芯材发泡的研究

泡沫铝夹芯板不仅克服了单一泡沫铝材料强度较低的缺点;而且还具有泡沫铝材料的诸多特殊性能,是一种非常有发展潜力的材料之一.通过复合轧制的方法制备了冶金结合的界面的泡沫铝夹芯板.研究表明,早期发泡的孔隙主要以横向方向长扁孔为特征,主要是长扁孔的形成与扩展.通过对泡沫铝芯材在不同的工艺参数下进行发泡得出通过本实验的最佳混料时间为2h,轧制压下率为60%～70%,发泡温度在620～630℃之间,发泡时间在8～10min.     

双马来酰亚胺泡沫的微观形貌与结构控制研究

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂制备了改性双马来酰亚胺(BMI)泡沫,用扫描电镜(SEM)对泡沫的微观形貌进行观察,研究泡沫的发泡过程及不同条件下泡沫的泡孔结构,包括密度、孔径、单位体积的泡孔数目、发泡倍率等。结果表明:改性的BMI泡沫是一种闭孔结构泡沫,其构型为排泄型十二面体。可通过发泡体系的黏度、温度和发泡剂含量控制BMI泡沫的结构,随发泡体系黏度的增加,泡沫密度,成核密度N0和单位体积的泡孔数目Nf增加,泡孔直径减小,均匀性变好。泡沫密度随发泡剂AC含量提高而降低,当AC含量超过7%(质量分数)时,泡沫密度反而上升。随发泡温度提高,泡沫密度降低,孔径增大,泡沫成型稳定性变差。     

Fabrication and investigation of influence of CaCO3 as foaming agent on Al-SiCp foam

Closed cell aluminum foams have been used in various disciplines of engineering. Aluminum foams provide high strength with the advantage of low weight. In the current research, CaCO₃ is used as a foaming agent for producing closed-cell aluminum foams. For the fabrication of homogenous foam, optimization of process parameters was done. The effect of SiC as a thickening agent on structural property of foams viz. density and porosity have been inspected. Foams with density 0.40–0.86 g/cm³ were produced. The produced foams were studied under axial compression tests for evaluating mechanical properties. It can be inferred from the results that by adding 3 wt.% CaCO₃, the uniform viscosity of melt was achieved and a homogeneous foam structure is achieved with optimum porosity. Also, 5 wt.% addition of CaCO₃ in melt and stirring speed at 1400 rpm tend to increase porosity and decrease cell wall thickness. The optimum values for thickening agent SiC, foaming agent CaCO₃ at stirring speed 1400 rpm were found out to be 15 wt.%, 3 wt.%. The effect of relative density, the addition of thickening and foaming agent is studied.     

改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡在硬质聚氨酯发泡中的应用研究

目的 通过偶氮二甲酰胺(AC)热分解反应释放出发泡用气体,用改性偶氮二甲酰胺/水复合发泡制备无卤素硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。探讨改性偶氮二甲酰胺在聚氨酯发泡中的可行性。方法 通过改变体系中改性偶氮二甲酰胺的用量,探讨改性偶氮二甲酰胺对聚醚发泡体系黏度、聚氨酯泡沫力学性能和导热系数的影响。结果 发泡剂的加入能显著降低聚醚体系的黏度,提高发泡物料的流动性,随着改性AC用量的增加,体系黏度逐渐增加,当改性AC的添加量为0.3 g时,体系黏度最低为2 080 mPa.s。当改性AC用量为0.75 g时,聚氨酯泡沫的表观密度为78.65 kg/m³,压缩强度为539.35 kPa,改性AC的加入使得聚氨酯泡沫的导热系数增高,导热系数为0.023 51 W/mK。结论 改性AC的加入能显著提高硬质聚氨酯泡沫的压缩强度,相比纯水发泡,二者复合发泡性能更优异,可以作为无卤素发泡剂应用于聚氨酯发泡。     

SiC-particulate aluminum composite foams produced by powder compacts: Foaming and compression behavior

The foaming behavior of SiC-particulate (8.6% by volume) aluminum composite powder compacts contained Titanium Hydride blowing agent was investigated by heating above the melting temperature (750°C) in a pre-heated furnace. Aluminum powder compacts were also prepared and foamed using similar compaction and foaming parameters in order to determine the effect of SiC-particulate addition on foaming and compression behavior. The linear expansions of the compacts at various furnace holding times were ex situ determined. Optical and scanning electron microscopy techniques were used to characterize prepared and deformed foams microstructures. The SiC-particulate addition was found to increase the linear expansion and reduce the extent of the liquid metal drainage and cell coarsening of the aluminum compacts. The composite foam samples also showed higher compressive stresses, but a more brittle behavior as compared with aluminum foams.     

基于复配发泡剂的纸纤维发泡缓冲包装材料制备工艺

以纸质纤维为主料制得的植物纤维基发泡制品,是近年来出现的一种新型缓冲材料。设计了3个单因素试验,以废纸纤维和淀粉类胶黏剂为主要原料,将2种不同种类的发泡剂以3种组合方式施加到混合物中,采用微波发泡的方法制备了纸纤维发泡材料。通过测定样品成型后的密度、发泡倍率、发泡失重率和干燥失重率,比较了3种不同的发泡剂配方对样品性能及制备过程的影响程度。结果表明:利用各种发泡剂分解温度相异的特点将发泡剂复配,使纸纤维材料在加热过程中分段发泡,具有较好的发泡效果,而且后期干燥的能耗也少。     

镁的添加对制备泡沫铝夹芯板泡孔稳定性的影响

通过粉末-铝板复合轧制方法制备出一种界面为冶金结合的泡沫铝夹芯板.分别采用对发泡剂的处理和添加Mg元素的方法来提高芯材泡沫的稳定性.研究发现只有同时对发泡剂处理以及添加Mg元素才能够提高泡沫的稳定性.研究了此种方法中重要的泡沫稳定机制,Mg元素的添加改善了铝硅合金粉末原料生产过程中产生的氧化物颗粒在孔壁上的润湿性,使氧化物颗粒嵌入孔壁中,阻碍了孔壁上金属排液现象的产生,有效的起到稳定泡孔的作用.     

泡沫铝制备过程中泡沫体形成机制研究

采用粉末冶金法制备泡沫铝材料,对发泡过程中泡沫体膨胀的演变过程及动力学机制进行了研究．通过对发泡过程的动态观测,获得了泡沫体体积膨胀与发泡时间的关系曲线．结果表明：泡沫体体积膨胀经历3个阶段：发泡初期的泡沫铝体积缓慢增大到迅速膨胀达到最大膨胀点,随后开始塌缩,体积保持在一定数值．对发泡过程动力学机制的分析表明,泡沫体膨胀过程与发泡剂分解产生的气体量和从熔体中排出气体的量有直接关系,由此推导出泡沫体体积-时间的动力学方程,该方程与实验获得的体积变化曲线相吻合,为发泡过程的控制提供理论依据．     

高温高盐油藏常用起泡剂研究进展

泡沫流体以其低密度、高粘度和独特的流变性在油田开采中被广泛应用,然而形成泡沫的必要组分是起泡剂,其最重要的性能就是起泡性能和稳泡性能。但在国内一些高温、高盐油藏中,地下泡沫的起泡性能和稳泡性能与室内实验相比均有所下降,未能达到预期的原油采收率。论述了高温、高盐条件下导致泡沫消泡的微观机理;介绍了目前高温、高盐油藏常用的单组分起泡剂、复合/复配型起泡剂的基本类型和苛刻的储层条件对不同类型起泡剂泡沫性能的制约性;同时综述了国内外高温、高盐油藏常用起泡剂的研究进展及油田应用现状;以分子结构、有效官能团、复配微观规律和绿色环保为主要研究方向,展望了我国高温、高盐油藏起泡剂研究发展趋势。     

泡沫Al孔结构的影响因素

揭示了泡沫化过程中Ａｌ熔体泡沫孔隙率、导热系数的变化规律,研究了泡沫Ａｌ的孔隙率、孔径以及导热系数的变化规律及其对应关系。结果表明：Ａｌ熔体泡沫的孔结构及导热系数随泡沫化时间而变化。Ａｌ熔体泡沫的孔结构直接影响其凝固后的孔结构,而导热系数则间接影响孔结构。