粉末燒結(jié)多孔鋁及其壓縮變形行為的研究.pdf

1、本文采用氣氛保護(hù)燒結(jié)和SPS放電等離子燒結(jié)分別制備了多孔鋁及鋁硅合金試樣。借助SEM及電光分析天平，研究了燒結(jié)工藝和造孔工藝參數(shù)對(duì)多孔鋁及鋁硅合金微觀結(jié)構(gòu)及孔隙特性的影響規(guī)律。借助萬(wàn)能力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)，測(cè)定了多孔鋁及鋁硅合金壓縮變形流變應(yīng)力曲線，計(jì)算并分析了多孔鋁及鋁硅合金吸能能力及吸能效率，提出了以上兩種方法燒結(jié)多孔鋁的機(jī)理。主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.探索了造孔和燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)氣氛保護(hù)燒結(jié)多孔鋁結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。隨著造孔劑含

2、量的增加或壓制壓力的減小，平均孔隙率和吸附率增加，抗壓強(qiáng)度下降。粘結(jié)劑及助熔劑含量、燒結(jié)溫度及保溫時(shí)間對(duì)平均孔隙率和吸附率無(wú)明顯影響。隨著粘結(jié)劑含量的增加，抗壓強(qiáng)度先上升后下降。隨著助熔劑含量、保溫時(shí)間或燒結(jié)溫度的上升，抗壓強(qiáng)度上升。 2.探明了氣氛保護(hù)燒結(jié)的最佳工藝參數(shù)。造孔劑含量在30.77～35.71wt％之間；粘結(jié)劑含量為8.33wt％；助熔劑含量為1.5wt％；燒結(jié)溫度為620℃；保溫時(shí)間為25min；壓制壓力在25～

3、35MPa之間，能獲得平均孔隙率在45～55％之間，抗壓強(qiáng)度在45～57MPa之間，平均孔徑在30～90um范圍內(nèi)的多孔鋁。 3.探索了燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)SPS放電等離子燒結(jié)多孔鋁硅合金結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。隨著燒結(jié)溫度的升高，平均孔隙率減小，但抗壓強(qiáng)度增大。保溫時(shí)間超過lmin后，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，平均孔隙率和抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯變化。燒結(jié)溫度在450℃～475℃之間，保溫時(shí)間為lmin能獲得平均孔隙率在31～36％之間，抗壓強(qiáng)度為1

4、03～145MPa，平均孔徑在30～70μm范圍內(nèi)的多孔鋁硅合金。 4.粉末燒結(jié)多孔鋁及鋁硅合金的壓縮變形流變應(yīng)力曲線都可以分為線性變形區(qū)、孔隙坍塌平臺(tái)區(qū)、孔隙致密區(qū)。隨著孔隙率的增大，孔隙坍塌平臺(tái)區(qū)增長(zhǎng)；隨著燒結(jié)頸強(qiáng)度的升高，該平臺(tái)區(qū)升高。 5.研究了多孔鋁及鋁硅合金的吸能能力與孔隙率及孔隙坍塌平臺(tái)區(qū)應(yīng)力值之間的關(guān)系。在壓縮變形過程中，當(dāng)應(yīng)變相同時(shí)，隨著平均孔隙率的減小，孔隙坍塌平臺(tái)區(qū)應(yīng)力值增加，吸能能力增加。在不超過