泡沫鋁夾芯三明治結(jié)構(gòu)制備及可靠性評(píng)價(jià).pdf

1、以泡沫鋁為芯層,金屬為面板的泡沫鋁夾芯三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合板,是一種新型結(jié)構(gòu)材料,具有一系列的優(yōu)異性能,在汽車(chē)、航空航天與建筑等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是應(yīng)用的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)泡沫鋁與金屬面板的有效連接,而表面的多孔性及氧化膜使得泡沫鋁連接困難。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文提出了Zn-Al-Cu基合金為釬料,刮擦振動(dòng)釬焊的方法,制備出了連接良好的夾芯結(jié)構(gòu)板,并對(duì)其進(jìn)行了壓縮、彎曲和沖擊等性能的測(cè)試與分析。
　　刮擦振動(dòng)釬焊的方法,就是用火焰加熱待焊端

2、面,熔敷釬料,同時(shí)機(jī)械刮擦;冷卻,將泡沫鋁與上下兩個(gè)面板同時(shí)對(duì)接,進(jìn)行二次加熱;再次冷卻過(guò)程中施加振動(dòng)作用,完全冷卻后即得到了夾芯結(jié)構(gòu)板。再次冷卻階段,不施加振動(dòng)、施加機(jī)械振動(dòng)及超聲振動(dòng)所得到的連接界面有所不同。
　　機(jī)械刮擦能去除表面的氧化膜,形成毛細(xì)通道,使?jié)櫇皲佌鬼樌M(jìn)行。制備的夾芯三明治板,其鋁板與泡沫鋁的連接處,釬料與鋁板結(jié)合致密,僅與泡沫鋁的孔壁端面結(jié)合;再次冷卻階段無(wú)振動(dòng)作用時(shí),釬料未進(jìn)入泡沫鋁的孔隙中;機(jī)械振動(dòng)時(shí),

3、釬料流布并填充進(jìn)入孔隙中但填充不均勻;超聲振動(dòng)時(shí),釬料流布并填充進(jìn)入孔隙且填充均勻。
　　制得夾芯結(jié)構(gòu)板的連接處,釬料/鋁板及釬料/泡沫鋁孔壁端面結(jié)合處的組織由四個(gè)相區(qū)組成,而中心釬料處由三個(gè)相區(qū)組成。冷卻階段施加不同作用得到的界面組織相似,相的成分有所不同。拉剪試驗(yàn)表明,泡沫鋁與鋁板結(jié)合良好。
　　泡沫鋁與制備的夾芯結(jié)構(gòu)板,壓縮試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)都可分為三個(gè)階段:彈性階段、應(yīng)力平臺(tái)階段和密實(shí)化階段;吸能-應(yīng)變曲線(xiàn)的斜

4、率逐漸增大,表明吸能效率增大。夾芯結(jié)構(gòu)板的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)也由三個(gè)階段組成,可由面板局部屈曲、芯體剪切失效和面板的凹陷及芯層密實(shí)的變化過(guò)程來(lái)解釋。在三點(diǎn)彎曲與落錘沖擊的試驗(yàn)中,夾芯結(jié)構(gòu)板都表現(xiàn)出了比泡沫鋁更為優(yōu)異的性能,強(qiáng)度與能量吸收為泡沫鋁的幾倍甚至幾十倍;試驗(yàn)后,夾芯結(jié)構(gòu)整體未斷裂,芯層破壞嚴(yán)重,界面連接依然良好。
　　釬料在泡沫鋁等多孔材料表面的潤(rùn)濕行為,受表面狀態(tài)、釬料成分、孔隙率等因素的影響。對(duì)Zn-Al-C