開孔泡沫鋁物理及力學(xué)性能的研究.pdf

1、泡沫鋁是一種新型的結(jié)構(gòu)功能材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文采用加壓滲流法制備出孔結(jié)構(gòu)基本可控，孔洞分布均勻的不同基體和結(jié)構(gòu)參數(shù)的開孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁，并對開孔泡沫鋁的拉伸力學(xué)性能和導(dǎo)電及電磁屏蔽等物理性能進行了研究。 分別以工業(yè)純鋁和鋁-硅合金為原材料，采用加壓滲流法制備具有不同基體材料和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的開孔泡沫鋁。 首先，對不同基體和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的泡沫鋁進行了拉伸實驗，實驗結(jié)果表明：泡沫純鋁和泡沫鋁硅合金在拉伸過程中均具有彈性變

2、形、塑性變形和斷裂破壞三階段，泡沫純鋁的塑性變形主要是孔棱的拉伸、旋轉(zhuǎn)和變形，而泡沫鋁硅合金的塑性變形主要是孔棱的拉伸、旋轉(zhuǎn)和斷裂；隨著相對密度的增加，開孔泡沫鋁的抗拉強度和楊氏模量均增大，與Gibson理論模型相吻合；孔徑對開孔泡沫鋁的屈服強度、楊氏模量影響不大；通過對泡沫鋁拉伸斷口的觀察和分析，表明泡沫鋁的拉伸斷裂機制是胞體中的孔棱在拉應(yīng)力的作用下被撕裂。 其次，研究了不同基體和結(jié)構(gòu)參數(shù)泡沫鋁的導(dǎo)電性能。采用“直流四端電極”

3、法測量不同參數(shù)泡沫鋁試樣的電導(dǎo)率，實驗結(jié)果表明：泡沫純鋁和泡沫鋁硅合金的電導(dǎo)率隨著相對密度的增大而增加，相對電導(dǎo)率與相對密度之間成指數(shù)函數(shù)關(guān)系變化；相對密度越小，泡沫純鋁和泡沫鋁硅合金電導(dǎo)率的差值越小，即基體材料對泡沫體電導(dǎo)率的影響作用越弱。 通過滲流法制備了不同孔徑和相對密度的泡沫鋁，研究了泡沫鋁的電磁屏蔽性能。泡沫鋁的電磁屏蔽效能隨著電磁波頻率的變化而變化，電磁波頻率在50～800MHz內(nèi)，隨著頻率的增大泡沫鋁的電磁屏蔽效能