Al2O3k-Al多孔復(fù)合材料及夾芯板的反重力滲流鑄造制備及性能研究.pdf

1、集結(jié)構(gòu)與功能特性于一體的多孔鋁，在汽車、建筑和航天航空領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本論文創(chuàng)新性地提出了一種力學(xué)性能良好的多孔鋁基復(fù)合材料制備工藝，即采用反重力滲流鑄造法來制備氧化鋁空心球/鋁基多孔復(fù)合材料（本文中簡稱“Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料”）及其夾芯板，同時(shí)還研究了所制備復(fù)合材料的相關(guān)力學(xué)性能。論文主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)研究了以6063型鋁合金作基體金屬、Al2O3空心球作造孔顆粒的Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料

2、的反重力滲流鑄造法制備工藝。研究結(jié)果表明：較大的空心球粒徑，提高粒子預(yù)熱溫度和鋁熔體溫度，增加滲流壓力，延長保壓時(shí)間，選擇自上而下的冷卻方式，添加活性元素鎂均可有效改善Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料滲流效果。
　　 (2)研究了Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能。結(jié)果表明：Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線表現(xiàn)出明顯的三段性特征，該多孔復(fù)合材料的破壞以應(yīng)變局部化和逐層破壞為特征。更小的空心球粒徑

3、能夠增大Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度；空隙度的增大導(dǎo)致屈服強(qiáng)度的降低，但是有利于平臺(tái)階段的延長。計(jì)算了關(guān)于Ashby屈服強(qiáng)度公式中的擬合系數(shù)K，發(fā)現(xiàn)K＞0.75。
　　 (3)研究了Al2O3k/Al多孔復(fù)合材料能量吸收特性。研究結(jié)果表明：Al2O3k/Al多孔材料的能量吸收能力與屈服強(qiáng)度、平臺(tái)段應(yīng)變和應(yīng)變硬化指數(shù)有關(guān)。而其能量吸收效率則受上下屈服強(qiáng)度之比、屈服應(yīng)變與密實(shí)化應(yīng)變之比、彈性模量和應(yīng)變硬化指數(shù)之比影響。能