高孔數(shù)量小孔徑泡沫鋁的制備及其性能研究.pdf

1、以多樣化孔隙（通孔，閉孔）為特征的輕型金屬材料實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料的輕質(zhì)多功能化，而成為研究前沿?zé)狳c(diǎn)材料之一。本文為了滿足機(jī)載雷達(dá)輕質(zhì)、阻尼的需求，研究了具有大比表面積的新型高孔隙率（>80％）范圍孔數(shù)量多、孔徑小（1．5mm～3．5mm）的泡沫鋁，由于其在阻尼應(yīng)用領(lǐng)域鮮見報(bào)道，因而成為研究泡沫鋁的新方向之一。以往研究的泡沫鋁或鋁合金，在高孔隙率（>80％）范圍內(nèi)都具有孔數(shù)量少、孔徑大（2．5mm～5mm）的特點(diǎn)。 本文的研究重點(diǎn)是制

2、備孔隙率范圍為80％～90％、孔數(shù)量較多（孔數(shù)量提高5％～30％），孔徑比較小（1．5mm～3．5mm）的泡沫鋁件。 為獲得上述目標(biāo)，對(duì)制備工藝進(jìn)行了改進(jìn)，獲得了新型制備方法。（1）研究了在熔體泡沫化過程中，發(fā)泡劑的處理、發(fā)泡劑的加入量、發(fā)泡劑的粒徑、攪拌時(shí)間對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響；（2）根據(jù)氣泡形核的特點(diǎn)，在混勻攪拌中加入了新型形核劑，研究了不同的形核劑對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響，并確定MnO2作為合適的形核劑，比較了不同的MnO2加入量對(duì)孔結(jié)構(gòu)

3、的影響，研究了孔徑ds及氣泡壁厚δs之間的相互關(guān)系。對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行適當(dāng)處理、加入形核劑、控制增黏過程和泡沫化過程，獲得了高孔隙率范圍孔數(shù)量較多、孔徑較小的泡沫鋁的制備新方法。 對(duì)制備的樣品（81％、84％、86％、88％）采用計(jì)算機(jī)圖像分析其孔徑ds和厚度δs，研究了泡沫鋁孔隙率Ps、孔洞直徑ds和胞壁厚度δs的關(guān)系。并建立高孔隙率多邊形泡沫鋁孔模型，推導(dǎo)孔徑、壁厚與孔數(shù)量的關(guān)系，結(jié)果與實(shí)際吻合；新型高孔數(shù)量小孔徑泡沫鋁具有的特點(diǎn)

4、為：高孔隙率（Ps=80％～90％），孔數(shù)量較多，孔洞為多邊形。 根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用需求，（1）研究了高孔數(shù)量小孔徑泡沫鋁的超聲衰減性能及影響因素。采用指數(shù)曲線擬合法測(cè)量了高孔數(shù)量泡沫鋁的超聲衰減性能，孔隙率范圍為81％、84％、86％、88％，孔徑分大小兩個(gè)等級(jí)（小孔徑范圍為：1．5mm～3．5mm；大孔徑范圍為：2．5mm～5mm）。隨著孔隙率的增加、孔徑的減小、比表面積的增加，泡沫率的超聲衰減性能提高；（2）研究了采用改良后的方