小孔徑球形孔泡沫鋁的制備及泡沫鋁焊接熱問題研究.pdf

1、閉孔泡沫鋁作為超輕多孔金屬的發(fā)展重點，在航天、兵器等高技術領域和民用領域展示出了重要的應用前景。高技術需求使下述研究內(nèi)容成為發(fā)展前沿，它們包括：1．中等孔隙率小孔徑球形孔泡沫鋁的制備及性能；2．泡沫鋁焊接的熱問題；3．塑性加工制備多孔鋼及其壓縮吸能性能。 采用Ca增黏、TiH2發(fā)泡的熔體發(fā)泡制備閉孔泡沫鋁工藝難以制備高技術需求下的中等孔隙率小孔徑球形孔泡沫鋁，于是發(fā)展了CaCO3增黏發(fā)泡制備小孔徑球形孔泡沫鋁的技術。本文研究了三

2、種CaCO3的熱分解特性，增黏特性，制備泡沫鋁的孔結構特征以及CaCO3的顆粒粒徑和制備工藝參數(shù)對泡沫鋁制備的影響，確定了CaCO3在增黏發(fā)泡制備小孔徑球形孔泡沫鋁的工藝參數(shù)，成功制備目標樣品。結果表明：CaCO3的粒徑小于50μm，是制備小孔徑球形孔泡沫鋁的必要條件；揭示了成功制備小孔徑球形孔泡沫鋁的三個因素為優(yōu)良的鋁熔體增黏特性，鋁熔體中存在及生成的多種固相顆粒成為氣孔非均勻形核核心，CaCO3釋氣量小；在這基礎上獲得了CaCO3作

3、為增黏發(fā)泡劑制備中等孔隙率目標需求的小孔徑球形孔泡沫鍋的工藝參數(shù)：CaCO3增黏劑含量0．5～1．0％，CaCO3發(fā)泡劑含量1．0～1．5％，增黏時間3～5min，發(fā)泡時間2～4min，保溫溫度670～680℃，保溫時間5～6min。 研究了新型增枯發(fā)泡劑CaCO3制備的小孔徑球形孔泡沫鋁及鋁合金的在靜態(tài)壓縮和沖擊載荷下的壓縮、吸能性能。結果表明，吸收相同壓縮和沖擊能量時，小孔徑球形孔泡沫鋁合金的應變比泡沫純鋁小；在相同壓縮和沖

4、擊條件下，小孔徑球形孔泡沫鋁合金更適合做壓縮和沖擊緩沖材料。 針對目前實驗室成功發(fā)展的泡沫鋁釬焊技術中存在的熱問題，研究了不同溫度下，釬料元素在泡沫鋁中的擴散行為，并分析了釬焊過程中的熱力學，同時探討了作為釬焊母材泡沫鋁的導熱性能。結果表明：隨釬焊溫度T的升高，Zn-Al-Cu基釬料的擴散距離X顯著增大，線性擬合的關系式為：X=0．129T-48．4（X：單位μm；T：單位℃）；孔隙率為81％～90％時，泡沫鋁的等效導熱系數(shù)λ*