基于新型緩釋發(fā)泡劑的閉孔泡沫鋁制備、表征與工程化.pdf

1、中圖分類號UDC博士學(xué)位論文學(xué)校代碼10533基于新型緩釋發(fā)泡劑的閉孔泡沫鋁制備、表征與工程化Preparation，claaracterlzatlonandenglneerlngoIclosedcell一●●●●●●●n●●●●aluminumfoambasedonnovelslow—releasefoamingagent作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：王輝有色金屬冶金材料冶金冶金與環(huán)境學(xué)院李劫(教授)周向陽(

2、教授)論文答辯日期絲么竺：塵叢答辯委員會主席中南大學(xué)2014年5月博士學(xué)位論文摘要基于新型緩釋發(fā)泡劑的閉孔泡沫鋁制備、表征與工程化摘要：閉孔泡沫鋁兼顧了結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點，使其在現(xiàn)代交通、建筑以及航空航天等領(lǐng)域顯現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。采用Till：類金屬氫化物發(fā)泡劑的熔體發(fā)泡法是目前閉孔泡沫鋁材料制備的主要方法，但由于氫化物起始分解溫度低且分解速度快，從而導(dǎo)致現(xiàn)行熔體發(fā)泡法存在工藝控制條件苛刻、泡沫鋁制品中孔洞分布不均勻以及大尺寸

3、產(chǎn)品制備難度大的缺陷；另外，問斷式操作導(dǎo)致的不同批次產(chǎn)品性能的一致性難以保證也是現(xiàn)有技術(shù)中存在的主要問題。針對現(xiàn)行熔體發(fā)泡法中存在的問題，本文從對現(xiàn)有Till2發(fā)泡劑進(jìn)行高溫預(yù)處理與表面包覆研究著手，提出了研制新型緩釋發(fā)泡劑并以此為基礎(chǔ)來制備孔洞分布可控閉孔泡沫鋁的思路，設(shè)計了基于緩釋發(fā)泡技術(shù)的閉孔泡沫鋁生產(chǎn)線并成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，同時還表征了所研制閉孔泡沫鋁產(chǎn)品的力學(xué)、熱學(xué)等性能。所獲得的主要研究結(jié)論如下：(1)對TiH2粉末進(jìn)行高溫預(yù)

4、氧化處理是提高其起始分解溫度、并保證其緩慢釋放發(fā)泡氣體的有效手段，這主要是因為預(yù)氧化增厚了Till：粉末表面的氧化層；對氧化處理后TiH2粉末采用非均勻成核法進(jìn)行A1203包覆的研究發(fā)現(xiàn)，包覆處理可使其主要分解溫度范圍提高近100。C。盡管高溫預(yù)氧化與包覆等措施有效改善了Till2粉末的熱分解特性，但依然難從根本上解決閉孔泡沫鋁制備時所存在工藝控制條件苛刻等方面的問題。(2)研制了一種新型緩釋發(fā)泡劑，熱分解過程研究發(fā)現(xiàn)：①該發(fā)泡劑的起始

5、分解溫度大大高于本論文所研究改性處理后所得TiH2粉末的起始分解溫度，達(dá)到608。C；@650。C以后分解速率才開始快速增大，700“750℃之間的分解速率上升較快，當(dāng)溫度達(dá)756℃時反應(yīng)才基本結(jié)束；③在5℃／min升溫速率下，整個分解反應(yīng)過程持續(xù)長達(dá)30min；④在680℃恒溫條件下的分解速率變化曲線接近一條直線，并且在680℃下分解完全的時問長達(dá)40min。這些熱性能研究表明，所研制緩釋發(fā)泡劑在鋁熔體發(fā)泡溫度附近是一個緩慢均速分解的