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樹脂-泡沫鋁復合材料制備及性能研究(三)

日期:24-10-22     時間:02:51 來源: 益榮金屬

樹脂-泡沫鋁復合材料制備及性能研究(三)

1.2.1泡沫鋁制造方法

泡沫鋁的制造方法有發(fā)泡法,包括熔體發(fā)泡法和注氣發(fā)泡法。除此之外,還有粉末冶金法和熔體滲流法等。

(1)熔體發(fā)泡法

熔體發(fā)泡法是將增粘劑和發(fā)泡劑添加到熔融的液態(tài)金屬中并不停攪拌,發(fā)泡劑受熱產(chǎn)生大量氣泡,冷卻后得到泡沫鋁材料。其中,增粘劑和發(fā)泡劑的選擇和使用是影響泡沫鋁結(jié)構(gòu)的主要因素。增粘劑主要有耐高溫陶瓷顆粒(SiC、Al?O?、粉煤灰等)和合金元素(Ca、Mg、Al),添加增粘劑的作用是在液態(tài)鋁中形成固體粒子,實現(xiàn)對鋁液的初步固化。通常來說,添加Ca作為增粘劑的效果要更好,Ca粒子和液態(tài)鋁之間的潤濕性更好,可以和液態(tài)鋁更好地反應,形成數(shù)量多,形狀復雜的金屬間化合物。增粘劑的添加量是控制泡沫鋁的質(zhì)量的關(guān)鍵,當增粘劑添加較少,液態(tài)鋁的粘度不夠,氣泡會更容易離開,從而難以形成孔洞結(jié)構(gòu),當增粘劑添加較多,液態(tài)鋁的粘度過大會增大攪拌難度,發(fā)泡劑分散不均勻?qū)е驴锥捶植疾痪鶆?。除了這些因素,增粘劑還需要控制好溫度、攪拌時間和攪拌速度。發(fā)泡劑主要用無機熱分解發(fā)泡劑,有氫化物(TiH?、ZrH?)和碳酸鹽(CaCO?),其中TiH?是最常用的發(fā)泡劑,熔點和鋁的熔點接近,發(fā)泡時可以更好地釋放氣體。

(2)注氣發(fā)泡法

注氣發(fā)泡法是一種較為簡便的泡沫鋁制備方法,通過加入增粘劑包括耐高溫陶瓷顆粒(SiC、Al?O?、粉煤灰等)和合金元素(Ca、Mg、Al),從而阻礙氣體從液態(tài)鋁中過快地冒出,進而形成穩(wěn)定的泡沫鋁結(jié)構(gòu),通常使用空氣、CO?以及惰性氣體進行發(fā)泡來制備泡沫鋁。

(3)粉末冶金法

粉末冶金法通過將鋁粉和發(fā)泡劑混合,并通過擠壓、軋制形成預制體,隨后將預制體放入發(fā)泡爐中加熱,制備成泡沫鋁材料。粉末冶金法制備泡沫鋁時需要嚴格控制壓力,并且對鋁粉的要求也很高,通過粉末冶金法制備的泡沫鋁通常致密性較差,導致泡沫鋁產(chǎn)品強度不高。

(4)熔體滲流法

熔體滲流法是通過將固體顆粒放入模具中加熱,然后添加高溫鋁液,使得鋁液充滿固體顆粒的間隙,這一過程通常需要施加壓力,在冷卻后得到鋁塊和固體顆粒的復合材料,最后除去固體顆粒,得到泡沫鋁。通常選擇氯化鈉顆粒作為固體顆粒,因為氯化鈉顆粒耐高溫、容易控制尺寸并且容易除去。

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