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时间:2019-02-06
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1、泡沫铝芯三明治的粉末冶金制备及其性能研究+摘要粉末冶金发泡法是目前泡沫金属研究领域的一个热点方向。本文在这一背景下列泡沫铝三明治(AFS)的粉末冶金制备工艺及其性能进行了探索研究。研究表明,影响泡沫铝孔结构的主要参数包括预制块的压力和压制温度,合适的压力为200MPa~300MPa,压制温度450’C;其他影响因素包括混粉的均匀性、发泡剂含量,预设炉温、加热速度等。孔结构的演变有三个阶段:半固态预制块中的裂隙形成{熔体中气泡的球形、类球形化及多边形化:气泡的破裂、合荠和粗化及熔体孔隙率纵向重新分布。提高泡沫熔体稳定性的关键是增加烙体的粘
2、度。三明治制各研究发现:热压时铁面板与芯部预制块形成机械结合,结合强度较低:而钛、铝面板与芯部形成原子扩散,强度较好。其中铝面板与芯部之间发生充分的原子扩散,已无明显的界面。在发泡过程中。铁、钛/泡沫铝界面主要通过液.固扩散分别生成FeAl3和TiAl3金属间化合物及其与AI(口)混合的少量凝固组织,板/芯之间形成了良好的冶金结合;铝/泡沫铝硅加热发泡,通过面板局部熔化与熔融泡沫芯形成液.液扩散,凝固后形成完美的冶金结合组织。铝硅泡沫芯的凝固组织为先共晶的Al(口)+AI.si类共晶组织,其中类共晶组织中硅呈针状分布。对三明治压缩与弯曲
3、性能的测试表明,随孔隙率增加,压缩变形的表观弹性模量,屈服应力以及吸能能力逐渐减小,而吸能效率逐渐提高。三点弯曲时P.6曲线有线性、非线性、失稳等三个阶段。随孔隙率增加,弯曲比刚度P/B下降。弯曲变形后,三明治面板与芯部结合良好,未出现分离。关键词:粉末冶金泡沫铝三明治7L隙率泡沫化工艺界面冶金结合压缩三点弯曲文中中文字数32950,图87幅,表6张,公式21条,试验次数330‘本文由国家重点自然科学基金(No,50231010)资助文中内容未经允许,请勿复制StudyonPreparationofAluminiumFoamSandwi
4、chbyPowderMetallurgyRouteandItsPropertiesABSTRACTPowdermetallurgicalfoaming。methodbecomesanimportantresearchaspectinthefieldofmetallicfoams.Basedonthisresearchbackground,thepresentpaperinvestigatedthepreparationofaluminiumfoamsandwich(AFS)bypowdermetallurgyrouteanditspro
5、perties.Itwasshownthattheprimaryparametersinfluencingporestructuresincludecompactingstressandtemperature.Thepropercompactingstressandtemperaturearc200,--300MPaand450℃.respectively.Theotherparametersinfluencingporestructuresincludetheuniformityofthemixedpowders,thecontent
6、ofTill2,thepre-settemperatureoffurnace,andtheheatingrateoftheprecursor.ItWasobservedthattheevolutionoftheporestructurescomprisedthreestages:crackforminginsemi·solidprecursor;theformingofsphericalandpolygonalporesinthemelt;thecoalescenceandcoarseningoftheporesandthevertic
7、alredistributionofthemeltporosity.Accordingtotheresultsofourexperiments,increasingviscosityofthemeltWasalleffectivewaytoimprovethestabilityofthemeltfoam.DuringthepreparationofAFS,itWasfoundthatironplateswereonlymechanicallybondedt0thefoamableCOreduringhotpressinganditsbo
8、ndingstrengthWaSlow.However,atomicdiffusiontookplaceintheinterfacesbetweentitaniumoraluminiumplatesandt
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