吹氣法制備泡沫金屬過程中液態(tài)金屬泡沫演化機(jī)理研究.pdf

1、泡沫金屬作為一種新型功能材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性能、物理性能、聲學(xué)性能、機(jī)械性能和熱性能，以及節(jié)能環(huán)保等，成為21世紀(jì)極具開發(fā)前途的實(shí)用材料。泡沫金屬的制備方法有多種，其中吹氣發(fā)泡法最原始、使用比較多，因?yàn)樵谥苽溥^程中，設(shè)備簡單、廉價的運(yùn)用成本、占地面積小、方便操作、可以連續(xù)、快速地生產(chǎn)出成塊、低密度的泡沫鋁材，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，制備泡沫金屬的核心問題是如何控制氣泡的大小、分布以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。在制備泡沫金屬成品的過程中，

2、影響泡沫成型的因素有很多，單純靠最原始的試驗(yàn)方法，不僅成本花費(fèi)高、工作量大、周期長，而且很難全面掌握各種性能參數(shù)帶來的影響，更難掌握泡沫演化的規(guī)律。所以本文在前人總結(jié)的理論基礎(chǔ)為依據(jù)，以相關(guān)的實(shí)驗(yàn)為背景，采用數(shù)值模擬的方法對液態(tài)泡沫金屬演化機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，為吹氣法制備泡沫金屬提供準(zhǔn)確、可靠的理論依據(jù)。
　　本文主要對泡沫金屬的析液現(xiàn)象進(jìn)行研究，包括兩個方面：一是宏觀析液，即研究泡沫群的整體行為。對泡沫金屬析液過程初步嘗試了二

3、維數(shù)值計(jì)算，對不同性能參數(shù)下金屬泡沫鋁的孔隙率變化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：泡沫最終孔隙率受到初始孔隙率、泡沫的直徑、表面張力、重力加速度及液體的粘度等等因素的影響。其中泡沫的孔徑對最終的孔隙率影響較大。二是微觀析液，即研究單條Plateau邊界、節(jié)點(diǎn)和液膜運(yùn)動行為。對單條Plateau邊界內(nèi)部速度場進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明：泡沫內(nèi)部Plateau邊界內(nèi)的速度場要小于同等條件下的容器壁面處Plateau邊界內(nèi)的速度，間接解釋了宏觀析液過程中