渗流法制备高孔隙率多孔铝

采用负压渗流铸造法,通过控制铝熔体浇铸量,制备了高孔隙率(70%～90%)、高通孔度(25%～50%)的多孔铝;研究了渗流驱动压力、铝熔体浇铸温度及模具预热温度对渗流过程的影响;测试了多孔铝的渗透系数,并分析了孔结构对渗透系数的影响.结果表明:通过正交实验选择渗流参数,可以降低多孔铝在渗流方向上的孔隙率梯度;多孔铝的渗透系数与其孔结构密切相关:对于相同孔径的多孔铝,渗透系数随孔隙率增大而提高;在孔隙率相同的条件下,随着孔径增大,表面积减小,摩擦阻力减小,渗透系数相应增大.     

球形孔泡沫铝合金压缩性能与理论模型

研究了孔隙率低于65％的球形孔泡沫铝合金的单轴压缩应力应变曲线、吸能能力和吸能效率,并与多面体形孔泡沫铝合金比较,表明球形孔使力学性能有较大提高。采用球形自洽模型研究了球形孔泡沫铝合金的屈服应力与孔隙率关系,与实验结果吻合良好,表明该模型可以有效地预测球形孔泡沫铝合金的屈服强度。     

孔结构对多孔铝空气声吸收性能的影响

对多孔铝的空气声吸收性能进行了研究。结果表明：多孔铝具有较高的空气声吸收系数,并且与孔结构密切相关。声吸收系数在低频端（〈1kHz）较低,高频端（〉1kHz）则可达到0．85以上。随着孔隙率、孔径的减小,多孔铝的共振吸声系数有所下降,吸声频谱曲线向低频方向移动,且频带宽度展宽。     

孔结构参数对闭孔泡沫铝合金超声衰减性能的影响

研究了闭孔泡沫铝合金孔结构参数对其超声衰减性能的影响。结果表明：闭孔泡沫铝合金在1～10MHz范围内是一种具有良好超声衰减性能的轻质材料。其超声衰减系数α随孔径d的减小、孔隙率Ps的增加和比表面积Sv的增加而增大。     

球形孔泡沫纯铝的静态力学性能

在获得球形孔泡沫纯铝压缩应力-应变曲线基础上,研究了泡沫纯铝的压缩屈服强度、吸能能力.结果表明:球形孔泡沫纯铝与球形孔泡沫铝合金的压缩应力-应变曲线相似,分为三个部分:线弹性阶段、平台阶段和密实阶段;球形孔泡沫纯铝相对于球形孔泡沫铝合金是一种吸能能力更强、韧性更好的新材料;采用Gibson-Ashby模型来分析球形孔泡沫纯铝的压缩屈服强度,吻合良好.     

防锈闭孔泡沫Al-Mg-Re基合金的制备与性能

在熔体发泡法制备工艺基础上,引入合金化阻燃技术,制备了Al-Mg-Re基防锈闭孔泡沫铝合金.实验结果表明,熔体发泡前同时加入Mg、Ca和稀土制备的防锈闭孔泡沫Al-Mg-Re基合金孔结构均匀,由于Mg和稀土元素的双重作用,Al-Mg-Re基防锈闭孔泡沫铝合金具有优异的耐腐蚀性能.     

废泡沫铝回收及循环利用

为了将废泡沫铝重熔回收,采用熔剂覆盖法进行重熔.结果表明,加入合适的熔剂,在一定温度下充分搅拌,废泡沫铝的回收率达到75%左右;回收所得的再生铝泡沫化性能和原铝类似,泡沫化制备时二者的黏度变化趋势一致,泡沫再生铝的压缩σ-ε曲线平滑,也分为线弹性阶段、屈服平台阶段和紧实阶段.     

多孔铝对流换热系数的反演分析

建立了多孔铝的一维瞬态对流换热模型,采用反演分析方法求得了多孔铝的体积对流换热系数.给出了多孔铝对流换热的无量纲准则关联式,并在较宽的孔结构范围内(孔隙率为60.0%～95.0%、孔径为2.5～6.0 mm)研究了孔结构对多孔铝换热系数的影响.结果表明:多孔铝的换热系数随着风速的增加而提高.在风速相同的条件下,换热系数随着孔径和孔隙率的减小而提高.在风机功率相同的条件下,换热系数随着孔隙率的增大而提高,在孔隙率约为85%时达到峰值.     

Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊泡沫铝的界面结构及力学性能

以Zn--Al--Cu基合金为钎料, 对74.7%---91.6%不同孔隙率的泡沫铝采用无钎剂钎焊方法进行连接实验. 采用OM和SEM观察钎缝组织及界面结构, EDS测定界面元素分布, XRD分析界面物相, 通过热力学分析验证钎料中Cu和Zn与母材中Al元素的相互作用和除膜机理, 对钎焊接头试样进行拉伸和剪切性能实验, 分析孔隙率与接头试样强度之间的关系.结果表明, 该无钎剂钎焊方法在泡沫铝端 面之间形成密实结构的连续钎料层,未改变母材结构特征; 钎缝组织由Al(Zn) 固溶体、Zn(Al) 固溶体、Cu₄Zn及MgMnO₃组成; 连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成, Zn,Al和Cu在界面上相互扩散而形成一定扩散梯度, 熔合良好, 钎焊接头抗拉强度与母材相当, 剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低.     

小孔径通孔多孔铝合金的防风降噪性能

以降低语音系统气流噪声为目标,制备小孔径(d0.1～0.5 mm)多孔铝合金,采用自制设备研究多孔铝合金的厚度、孔径及气流速度等因素对气流噪声的影响.结果表明:相对于孔的气流噪声,多孔铝合金的气流噪声在低频段下降18 dB,降幅随频率增加而减小;材料厚度越大、孔径越小、气流速度越大,多孔铝合金的防风降噪性能越好.