閉孔泡沫鋁的制備及電磁屏蔽性能研究.pdf

1、閉孔泡沫鋁是一種新型超輕結(jié)構(gòu)-功能一體化材料。因其獨特的多孔結(jié)構(gòu)特點，閉孔泡沫鋁表現(xiàn)出高比強度/比剛度、能量吸收、吸聲隔音、阻尼減振、耐熱保溫、電磁屏蔽等許多出色的性能。正因如此，閉孔泡沫鋁在汽車工業(yè)、交通設(shè)施、建筑建材等多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。隨著研究的深入和應(yīng)用的開發(fā)，閉孔泡沫鋁必將在更多的領(lǐng)域為人類的發(fā)展做出突出貢獻。
　　本文采用熔體發(fā)泡法制備閉孔泡沫鋁，并對所制取的試樣進行宏觀分析;之后針對制備工藝中最關(guān)鍵的粘度因素進

2、行進一步的探索，研究了增粘劑Ca的加入溫度和增粘攪拌時間對最終孔結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。研究表明:增粘劑Ca的加入溫度不可低于730℃，否則將大幅度減慢金屬Ca在鋁熔體中的熔解，并對后續(xù)實驗過程造成嚴重影響，最終確定加入溫度在750℃左右較為合適;增粘攪拌時間對熔體粘度影響較為顯著，從而影響著試樣的最終孔結(jié)構(gòu)。隨著增粘攪拌時間的延長，閉孑孔泡沫鋁中試樣的氣泡層增大而無泡層減少，同時試樣中的氣孔分布也越來越均勻，缺陷減少，孔形貌逐漸完整均一。然后

3、，對閉孔泡沫鋁試樣進行結(jié)構(gòu)表征，從宏觀尺度到微觀尺度對試樣的孔結(jié)構(gòu)特征及顯微組織進行了系統(tǒng)分析。分析結(jié)果表明:采用該種工藝制得的閉孔泡沫鋁試樣具有典型的閉孔結(jié)構(gòu)，每個孑孔都相互獨立且完整;試樣泡孔壁主要是鋁基體和分布于晶界處的Al4Ca第二相，而在泡孔內(nèi)壁上存在一些缺陷，包括微裂紋和復(fù)雜化合物顆粒集合等。在此基礎(chǔ)上，選擇不同孔隙率的閉孔泡沫鋁進行電磁屏蔽性能測試，并研究了試樣孔隙率及干擾電磁波頻率對其電磁屏蔽效率的影響。實驗測試結(jié)果表明

4、:在測試頻率130MHz-1800MHz范圍內(nèi)，閉孔泡沫鋁的電磁屏蔽效率范圍為25dB-75dB;隨著孔隙率(75.61％-93.08％)的增加，其電磁屏蔽效率先基本保持不變，之后逐漸增加;隨著干擾電磁波頻率的升高，電磁屏蔽效率整體呈下降趨勢。最后，更進一步探究了閉孔泡沫鋁試樣的電磁屏蔽機理。研究發(fā)現(xiàn):閉孔泡沫鋁的電磁屏蔽性能主要與反射損耗、吸收損耗、泡孔內(nèi)的多次反射損耗、渦流損耗等因素有關(guān)。其中反射損耗和泡孔內(nèi)的多次反射損耗占主導(dǎo)，而