闭孔泡沫铝的表面积与耐腐蚀性能

通过建立闭孔泡沫铝表面积模型,并进行相应的腐蚀试验,研究了泡沫铝孔结构参数与表面积和耐腐蚀性能的关系.结果表明:平均孔径一定时,材料孔隙率越大,实际表面积越大;孔隙率一定时,平均孔径越小,实际表面积越大;闭孔泡沫铝的耐腐蚀性远低于实体金属,在孔径相近情况下,随孔隙率的增大,耐腐蚀性能下降;孔隙率增加,使材料耐腐蚀性能下降的根本原因是表面积的增大.     

闭孔泡沫纯铝的导热性能

采用隔热测试仪研究了闭孔泡沫纯铝的孔隙率和孔径对其导热性能(导热系数)的影响.结果表明:闭孔泡沫纯铝的导热性能受传导、对流、辐射三者的综合影响;孔隙率为83.2%～91.0%的闭孔泡沫纯铝的导热系数随孔隙率的增大而减小,而孔径对导热系数的影响没有一定规律;在孔隙率为83.2%～91.0%、孔径为2.5～5.3 mm时,闭孔泡沫纯铝的导热系数在常温下为0.297～0.752 W/(m·K).     

闭孔泡沫铝夹层结构应用技术研究

以孔隙为特征的超轻型金属结构具有特殊的物理和机械性能组合,如轻质和高比强度的结合,正成为当今研究的热点。轻量化的需求使得具有更高比强度、比刚度的泡沫铝成为发展的重点。文中针对闭孔泡沫铝夹层结构进行应用技术研究,解决了采用该结构代替铝合金7075制造某天线安装板的技术问题,在满足力学性能的情况下实现了天线安装板减重54%。     

泡沫铝的性能和制造方法

泡沫铝是一种在铝基体中含有无数个气泡、外表类似海绵或泡沫玻璃的多孔质金属材料。虽说铝的强度、弹性等力学性能有所牺牲,但其绝缘性能、防震吸音性能大大提高,并能获得一系列的独有的性能。可用于过滤器、热交换器、消音器、减震元件、太阳能吸热体、电磁屏蔽罩以及生物等方面。同时也可用作要求重量轻、强度高的金属复合材料和轻质结构材料。泡沫铝就是在这种背景下开发出来的,并在工业发达国家得到了一定的应用。泡沫铝的特性 1.比重小重量轻由于泡沫铝是在铝基体中制造大大小小的气孔,因此,泡沫铝的比重范围在0.2～0.5克/mm～3之间,其平均值只有铝比重的1/10。泡沫铝的拉伸强     

基于纳米压痕技术和AFM的单晶铝硬度测试实验研究

利用纳米压痕技术对单晶铝作压痕试验,获得载荷-压深的加载和卸载曲线。根据O liver-Pharr方法求出压头与测试材料之间接触表面的投影面积Ac和硬度值Hop。再利用原子显微镜(atom ic force m icroscopy,AFM)得到压痕的真实三维形貌图。结合M atlab对压痕进行分析,得到压痕的真实残余面积Aresidual,并计算出其硬度Hresidual。通过对两组单晶铝的硬度数据进行比较分析:在微纳米尺度下,两种方法计算得到的压痕硬度都存在压痕尺寸效应,Hresidual的压痕尺寸效应比Hop要更明显。     

微弧氧化闭孔泡沫铝的准静态力学性能

采用微弧氧化法对闭孔泡沫铝进行了不同时间的微弧氧化处理,得到了具有不同厚度陶瓷膜的闭孔泡沫铝,研究了微弧氧化对泡沫铝压缩、弯曲性能的影响。结果表明:不同时间的微弧氧化处理对泡沫铝的准静态压缩性能没有明显的影响,但对其弯曲性能有显著的改善;陶瓷膜厚约为7.4μm时,泡沫铝的抗弯强度最大,为3.554MPa。     

中阶梯光栅铝膜纳米压痕材料隆起研究

在光栅机械刻划加工过程中,光栅铝膜的隆起对机刻光栅槽形质量影响十分明显。为了研究光栅铝膜的隆起特性,采用了纳米压痕试验的方法,对光栅铝膜的纳米压入过程进行了理论建模和仿真分析,发现在光栅铝膜纳米压痕过程中,材料的隆起高度随着压入深度的增加而呈线性增加,随着摩擦因数的增加而减小;材料的相对隆起量在压入深度范围内基本保持不变。此外,仿真结果与理论计算结果的误差范围随着摩擦因数的增加而增加,当摩擦因数一定时,在最大压深处取得最小值。     

泡沫铝机床工作台的性能研究

用ANSYS软件对相同结构尺寸的传统的铸铁材料机床工作台及泡沫铝机床工作台的模态、谐响应进行有限元分析，通过分析结果的比较，得出泡沫铝机床工作台具动态性能优于铸铁机床工作台的特点；对泡沫铝机床工作台的静态性能和轻质性能进行了分析。由此得出结论：泡沫铝材料可用于制造某些类型的机床工作台，达到提高机床的动态性能从而提高机床的加工质量．刀具和机床的使用寿命的目的。     

稀土对泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的影响

研究了稀土对泡沫铝及泡沫铝合金泡沫化和压缩性能的影响,讨论了稀土加入量和泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的关系。结果表明：稀土对铝合金泡沫化无异常影响;在泡沫铝和泡沫铝合金中添加适量稀土元素,可以提高泡沫铝和泡沫铝合金的耐腐蚀性能;相同腐蚀介质中,孔隙率高的泡沫铝合金腐蚀更严重;稀土对泡沫铝及其合金的力学性能影响不大。     

复合结构泡沫铝隔声性能的研究

采用自制的试验装置对泡沫铝与实体铝复合结构的隔声性能作了研究。结果表明：泡沫铝与实体铝的复合结构在声频范围内均具有较好的隔声作用且对频率敏感，在500-1000Hz内隔声效果最佳，综合降噪率为40％；隔声效果受两者复合方式的影响不大，但随泡沫铝孔结构的不同而异；孔径为1．0mm、孔隙率为60％的泡沫铝试样，隔声效果最优，可在实体铝隔声的基础上再降噪16％-23％。     

泡沫铝/纳米环氧树脂新型复合材料设计

介绍了新型功能材料泡沫铝的发展现状，在其基础上，依据功能结构一体化思路，提出设计泡沫铝/纳米环氧树脂新型复合材料，并对其性能进行了预测。     

钝化压头纳米压入测试硬度的变化及校正

文中通过量纲分析和有限元数值计算，分别对弹塑性材料在Berkovich理想压头和钝化压头作用下的压入响应进行了分析，揭示了理想压头Oliver＆Pharr压入硬度与钝化压头压入硬度的关系，据此，可以把钝化压头作用下的压入硬度校正至理想压头下的测试硬度。     

局部载荷下压入响应与材料性能的关系

采用量纲分析法,建立了在载荷作用下压入响应与材料硬度/弹性模量(H/E)之间的无量纲函数,并基于有限元分析结果,分析了材料性能对于压入响应的影响,建立了在一定载荷下,材料性能H/E从0.005到0.025范围内,压入响应参数即压痕深度h、压痕接触半径a、塑性隆起量δ与材料H/E为基本物理量之间近似函数表达式。研究结果表明:材料H/E比值小,压入响应参数变化率随着载荷增加而加快,材料H/E比值大,其变化率慢;在压入响应过程中,压痕周围均产生隆起量;压入响应参数与H/E之间函数表达式拟合精度高达99%以上,在实测中根据压痕参数可计算材料的H/E值。     

仪器化压入硬度与维氏硬度的关系研究

对理想Berkovich压头和维氏压头几何形状的分析表明,名义硬度Hn与维氏硬度Hv间存在如下近似函数关系：Hv=Hn/1.08。以37种碳钢材料的单轴拉伸实验数据为例,利用非线性有限元分析软件ABAQUS,模拟分析了这组碳钢材料的仪器化压入响应,将得出的名义硬度除以1.08,并与这些碳钢材料维氏硬度的实验数据相比较,两者吻合较好,以上关系的正确性得到了验证。这一关系使仪器化压入硬度与传统硬度间的直接比较成为可能。同时,为薄膜材料、纳米材料等小尺度材料传统硬度的预测提供了可行性方法。     

闭孔泡沫铝力学特性及其在汽车碰撞吸能中的应用研究进展

汽车低能耗、安全和轻量化已经成为汽车领域研究的热点问题,闭孔泡沫铝作为一种轻质吸能金属材料,在低密度下具有良好的比刚度和比强度,同时具有良好的抗冲击性和能量吸收性,已逐渐引起汽车产业界地重视。简述泡沫铝单轴压缩试验中弹性模量、抗压强度、屈服强度、平台应力、致密化应变等参数的定义和试验标准;综述闭孔泡沫铝的本构方程的研究现状,重点讨论屈服面模型;总结泡沫铝的微观结构有限元建模方法,比较商业软件中集成的宏观材料模型。归纳吸能材料的特点,分析闭孔泡沫铝的吸能能力和抗冲击能力;综述应变率和冲击速度对泡沫铝吸能特性有无影响的研究进展,并对可能存在的影响进行解释。总结闭孔泡沫铝在汽车轻量化和碰撞安全性领域的应用,具体分析典型的案例。指出当前闭孔泡沫铝的力学特性及其在汽车结构中应用存在的问题与难点,总结并提出本研究领域可以借鉴的研究方向。