泡沫铝合金发泡机理的研究

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1、贵州大学2008届硕士研究生毕业论文摘要摘要泡沫铝合金是近年来发展起来的一种新型结构功能材料。它具有轻质、阻燃、阻尼、高能量吸收等优良的物理性能，其应用已经涉及了航天航空、运输、电子、军工、等各个高科技领域及一般工业领域。熔体发泡法制各泡沫铝合金，因其生产工艺简单、成本低，因而最具有工业化规模生产的前途，有着广阔的市场前景。本论文利用ZLl02(A1-Si。。)为基体材料，Ca粉作增粘剂，复合碱金属碳酸盐作发泡剂，采用熔体发泡法制备泡沫铝合金。试验对泡沫铝合金制备过程进行了基础的分析和研究，结果表明：发泡剂在铝熔体融化温度

2、650"C附近达到其分解峰值，且分解反应区问较窄，符合制备结构可控泡沫铝所需的发泡剂条件。铝熔体中加入金属Ca，由于生成金属间化合物CaM。和CaM：被铝液部分润湿和包裹起到增粘作用，并且还能聚集铝液使气泡壁不易发生破裂，起到泡孔稳定作用。试验设计的四叶搅拌轮进行搅拌时，熔体能径向流动，还能轴向运动，使得加入的发泡剂在熔体中分布趋于均匀。试验通过对熔体发泡过程中发泡剂的加入量、发泡温度及增粘剂加入量、搅拌时间、保温时间工艺参数进行调整，找出了铝合金熔体泡沫化过程中对发泡效果有利的控制条件范围，以此为基础，通过L。。(45)

3、正交实验确定出最佳工艺参数：发泡温度680。C、发泡剂加入量2．5％、增粘剂加入量2．5％、搅拌时间2．Omim，保温时间4．Omim。本论文同时对熔体发泡过程进行理论研究，从发泡热力学微观机制出发，通过对发泡剂的分解、行核、气泡长大等发泡过程的热力学进行分析，得出了发泡剂分解、非均匀形核和气孔的生长等热力学条件，揭示了气孔演化的趋势；从发泡动力机制出发，考虑各个发泡阶段对孔结构的影响，建立了发泡过程的动力学方程：车：j单疗。竽，方dt4刀‘Pat程表明：气泡的长大速率dr／dt与发泡剂分解速率dn／dt之间存在函数关系，

4、气泡半径随着气泡内C0：量的增加而增大，保温发泡阶段是气泡的主要生长期，这时粘附在气泡上的发泡剂释放气体，使气泡进一步长大。关键词：泡沫铝合金，熔体发泡法，工艺参数，热力学，动力学IV贵州大学2008届硕士研究生毕业论文AbstractThefoamaluminumalloyisonekindofnewstructurefunctionmaterial．Itobtainedthegreatprogressuntilrec．e11tyears．Itsapplicationhasalreadyinvolvedastronaut

5、icsaviation，thetransportation，theelectron，theWarindustry,differenthightechandthegeneralindustrydomainbecauseofitslightquality,flame-resistant，thehighenergyabsorptionandSOon．Meltingbubblemethodperpetratingfoamaluminumalloyisoneofthemostindustrializationalproduction

6、inthefuturebecauseitsproductioncraftisrelativelysimple，thecostislow．Thereforefoamaluminummaterialhastheextremelybroadmarketprospect．ThepaperelaboratedwithZLl02(Al—Sii2)，asthesubstratematerial，Camakestheviscosity—increasingagenLcompositealkali-metalcarbonatemakesth

7、efoamingagent，withMeltingbubblemethodtopreparethefoamaluminumalloy．Thefoamingprocesswasstudiedbyexperimentalanalysis．Theresultshowedthat：foamingagentreacheditsdecompositionalpeal(nearthemeltingtemperatureof650℃，andthedecompositionalrangeisnarrow，inlinewithfoaminga

8、gentsconditionstomakealuminumfoam．AftermetalCawasjoinedinaluminummelt，theproducedintermetalliccompoundCaAl4andCaA12canbemoistedandwrapedtoincreaseviscos