小孔徑球形孔泡沫鋁的制備及泡沫鋁焊接熱問題研究.pdf

1、閉孔泡沫鋁作為超輕多孔金屬的發(fā)展重點(diǎn)，在航天、兵器等高技術(shù)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域展示出了重要的應(yīng)用前景。高技術(shù)需求使下述研究內(nèi)容成為發(fā)展前沿，它們包括：1．中等孔隙率小孔徑球形孔泡沫鋁的制備及性能；2．泡沫鋁焊接的熱問題；3．塑性加工制備多孔鋼及其壓縮吸能性能。 采用Ca增黏、TiH2發(fā)泡的熔體發(fā)泡制備閉孔泡沫鋁工藝難以制備高技術(shù)需求下的中等孔隙率小孔徑球形孔泡沫鋁，于是發(fā)展了CaCO3增黏發(fā)泡制備小孔徑球形孔泡沫鋁的技術(shù)。本文研究了三

2、種CaCO3的熱分解特性，增黏特性，制備泡沫鋁的孔結(jié)構(gòu)特征以及CaCO3的顆粒粒徑和制備工藝參數(shù)對(duì)泡沫鋁制備的影響，確定了CaCO3在增黏發(fā)泡制備小孔徑球形孔泡沫鋁的工藝參數(shù)，成功制備目標(biāo)樣品。結(jié)果表明：CaCO3的粒徑小于50μm，是制備小孔徑球形孔泡沫鋁的必要條件；揭示了成功制備小孔徑球形孔泡沫鋁的三個(gè)因素為優(yōu)良的鋁熔體增黏特性，鋁熔體中存在及生成的多種固相顆粒成為氣孔非均勻形核核心，CaCO3釋氣量小；在這基礎(chǔ)上獲得了CaCO3作

3、為增黏發(fā)泡劑制備中等孔隙率目標(biāo)需求的小孔徑球形孔泡沫鍋的工藝參數(shù)：CaCO3增黏劑含量0．5～1．0％，CaCO3發(fā)泡劑含量1．0～1．5％，增黏時(shí)間3～5min，發(fā)泡時(shí)間2～4min，保溫溫度670～680℃，保溫時(shí)間5～6min。 研究了新型增枯發(fā)泡劑CaCO3制備的小孔徑球形孔泡沫鋁及鋁合金的在靜態(tài)壓縮和沖擊載荷下的壓縮、吸能性能。結(jié)果表明，吸收相同壓縮和沖擊能量時(shí)，小孔徑球形孔泡沫鋁合金的應(yīng)變比泡沫純鋁小；在相同壓縮和沖

4、擊條件下，小孔徑球形孔泡沫鋁合金更適合做壓縮和沖擊緩沖材料。 針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)展的泡沫鋁釬焊技術(shù)中存在的熱問題，研究了不同溫度下，釬料元素在泡沫鋁中的擴(kuò)散行為，并分析了釬焊過程中的熱力學(xué)，同時(shí)探討了作為釬焊母材泡沫鋁的導(dǎo)熱性能。結(jié)果表明：隨釬焊溫度T的升高，Zn-Al-Cu基釬料的擴(kuò)散距離X顯著增大，線性擬合的關(guān)系式為：X=0．129T-48．4（X：單位μm；T：單位℃）；孔隙率為81％～90％時(shí)，泡沫鋁的等效導(dǎo)熱系數(shù)λ*