粉末烧结多孔铝及其压缩变形行为的研究

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1、摘要本文采用气氛保护烧结和SPS放电等离子烧结分别制备了多孔铝及铝硅合金试样。借助SEM及电光分析天平，研究了烧结工艺和造孔工艺参数对多孔铝及铝硅合金微观结构及孔隙特性的影响规律。借助万能力学性能试验机，测定了多孔铝及铝硅合金压缩变形流变应力曲线，计算并分析了多孔铝及铝硅合金吸能能力及吸能效率，提出了以上两种方法烧结多孔铝的机理。主要内容和结果如下：1．探索了造孔和烧结工艺参数对气氛保护烧结多孔铝结构和性能的影响规律。随着造孔剂含量的增加或压制压力的减小，平均孔隙率和吸附率增加，抗压强度下降。粘结剂及助熔剂含量、烧结温度及保温时问对平均孔

2、隙率和吸附率无明显影响。随着粘结剂含量的增加，抗压强度先上升后下降。随着助熔剂含量、保温时间或烧结温度的上升，抗压强度上升。2．探明了气氛保护烧结的最佳工艺参数。造孔剂含量在30．77～35．71wt％之间；粘结剂含量为8．33wt％；助熔剂含量为1．5wt％；烧结温度为620℃；保温时间为25min：压制压力在25～35MPa之问，能获得平均孔隙率在45～55％之间，抗压强度在45～57MPa之间，平均孔径在30～90um范围内的多孔铝。3．探索了烧结工艺参数对SPS放电等离子烧结多孔铝硅合金结构和性能的影响规律。随着烧结温度的升高，平

3、均孔隙率减小，但抗压强度增大。保温时间超过1min后，随着保温时间的延长，平均孔隙率和抗压强度无明显变化。烧结温度在450℃～475℃之间，保温时间为1min能获得平均孔隙率在3l～36％之间，抗压强度为103～145MPa，平均孔径在30～70um范围内的多孔铝硅合金。4．粉末烧结多孔铝及铝硅合金的压缩变形流变应力曲线都可以分为线性变形区、孑L隙坍塌平台区、孔隙致密区。随着孔隙率的增大，孔隙坍塌平台区增长；随着烧结颈强度的升高，该平台区升高。5．研究了多孔铝及铝硅合金的吸能能力与孔隙率及孔隙坍塌平台区应力值之间的关系。在压缩变形过程中，

4、当应变相同时，随着平均孔隙率的减小，孔隙坍塌平台区应力值增加，吸能能力增加。在不超过其本身的平台区应力值时，多孔铝及铝硅合金的孔隙率越高，吸能效率最大值越大。广东工业大学工学学位论文关键词：粉末烧结，多孔铝，工艺，变形行为，气氛保护烧结，放电等离子烧结，流变应力，吸能效率ABSTRATPomusalummumandalumillurn-siliconalloyswerepr印aredbygas—protectingsinteringmethodandsparkplasmasintermgmethod访thisthesis，respecti

5、vely．BymeansofSEMandelectro-opticalanal”icalbalance，therelatiollshipofprocesspararnetersofsinteriIlgandpore-formmgtomicro蚰。uctl】reandcharacteristicwasresearched．Thestress—straillcurVeofcomprcssiondeforrnationwasmeaSured．Thepowerabsorptionandpowerabsorptione伍ciencyofporous

6、AlandAl·Siwerei11Vest远ated．ThenlechaIlismofpomusAlpreparedbypowdersinteriIlgmethodwasStudied．ThenlaillcontemsandresuhsobtailledweresuⅡlrIl】arizedas南Uows：1．Thce丘bctsofprocessparametersonthestructureandc11aracteristicsofporousAlpreparedbygas—protectillgsimeriflgmethodwereex

7、pIored．TheaveragepomsityaIldabsorptionc印acityi11crease，whilecompressionstrengthdecreases，withiIlcreasillgpore—formmgmediumcomentordeclinmgpressure．However，cohesioIl，nuxingmediu毗temperatureaIldheatpreservationtinlehavenoobviouse航ctonporos“yandabsorptioncapacnyAndtheresults

8、showthatthecompressionstren舀hiIlcreasesw“hmcreasmgnuxiIlgmediumcoment，heatpreServationtime，simer