熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁工藝研究.pdf

1、本文對(duì)熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁工藝進(jìn)行了研究。主要結(jié)果如下： (1)對(duì)TiH<,2>作為發(fā)泡劑的傳統(tǒng)泡沫鋁制備工藝系統(tǒng)研究后發(fā)現(xiàn)：發(fā)泡劑TiH<,2>加入量的增加會(huì)促使泡沫鋁孔隙率的逐漸上升；升高發(fā)泡溫度，發(fā)泡效率和均勻度逐漸減??；隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，泡沫鋁樣品的孔隙率上升、發(fā)泡效率降低、均勻度減小。當(dāng)發(fā)泡劑的加入量為1.1﹪～1.3wt﹪、發(fā)泡溫度在620～640℃之間、攪拌時(shí)間2.5～5.0min、攪拌速度1500～2500rp

2、m和保溫時(shí)間3.0～5.0min時(shí)可以制備出孔隙率75﹪～85﹪、發(fā)泡效率80﹪以上、均勻性80以上、平均孔徑1～4mm的泡沫鋁樣品。 (2)合成了一種可替代昂貴TiH<,2>或ZrH<,2>類發(fā)泡劑的新型廉價(jià)發(fā)泡材料，DSC-DTA分析發(fā)現(xiàn)：所合成的新型發(fā)泡劑具有分解溫度寬(608.31～755.86℃)，分解速率平緩的特點(diǎn)。在680℃、700℃、720℃和740℃恒溫條件下發(fā)泡劑完全分解所需時(shí)間分別為30min、18min、

3、11min和8min。發(fā)泡劑分解過程符合無限大平板顆粒的收縮未反應(yīng)核模型，分解反應(yīng)受化學(xué)反應(yīng)控制，其反應(yīng)活化能為182.596 KJ·mol<'-1>。 (3)在系統(tǒng)研究采用新型發(fā)泡劑的泡沫鋁制備工藝后發(fā)現(xiàn)：(a)隨發(fā)泡溫度的升高，泡沫鋁的孔隙率先提高后下降；隨發(fā)泡劑量的增多，發(fā)泡體中的實(shí)心部分逐漸減少，當(dāng)發(fā)泡劑的加入量在1.40wt﹪以上時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無實(shí)心體泡沫鋁的制備；(b)攪拌時(shí)間和攪拌速度對(duì)泡沫鋁孔隙率和密度的影響不大。一

4、般情況下，攪拌速度以大于800rpm為宜，攪拌時(shí)間應(yīng)控制在2.0～4.0min之間；(c)隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，泡沫鋁的孔隙率逐漸增加，而泡沫鋁的發(fā)泡效率有所下降；但保溫時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使得泡沫鋁泡體變得不均勻，并且底部會(huì)出現(xiàn)無泡層；保溫時(shí)間的適宜范圍為1.0～6.0min。 (4)采用新型發(fā)泡劑制備泡沫鋁時(shí)，其工藝參數(shù)只要控制在740℃左右的發(fā)泡溫度、1.40﹪～2.20﹪的發(fā)泡劑加入量、2.0～4.0min的攪拌時(shí)間、攪拌速度800

5、rpm以上和保溫時(shí)間1.0～6.0min條件下，就可以制備出孔徑2～5mm，孔隙率60﹪～80﹪，孔隙基本均勻且無實(shí)心體的泡沫鋁。 (5)所研制的新型發(fā)泡劑具有增粘效果，其增粘的可能原因是：發(fā)泡劑與鋁熔體之間反應(yīng)生成了大量細(xì)微的固相顆粒，因此在采用新型發(fā)泡劑的泡沫鋁制備工藝中，不需要另外添加金屬Ca或SiC陶瓷顆粒增粘，這為進(jìn)一步降低泡沫鋁的制備成本奠定了基礎(chǔ)。 (6)新型發(fā)泡劑與鋁液之間沒有良好的潤(rùn)濕性；當(dāng)新型發(fā)泡劑與