新型球形孔低孔隙率泡沫铝合金制备及相关性能研究

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1、摘要新型球形孔低孔隙率泡沫铝合金制备及相关性能研究以多样化孔隙(通孔，闭孔)为特征的超轻型金属结构实现了结构材料的轻质多功能化，从而成为前沿热点材料之一。以往研究的泡沫纯铝及高比强铝台金，其固态孔结构都是多边形孔高孔隙率。为了满足高速运动高技术领域对更高强度的需求，新型球形孔低孔隙率泡沫铝合金刚成为前沿研究的新方向。本文采用位移传感计算机系统，实时连续精确测量了铝合金熔体泡沫界面位移H随时间t变化的H-t曲线，以及熔体泡沫液态孔隙率PI随时间t变化的Pi-t曲线。研究了铝合金熔体泡沫化过程中，熔体泡沫球形孔的生长及控制规律，并发现球形泡诛与孔隙率P；，孔径出

2、及气泡壁厚6；有明确一致的对应关系。控制合适的发泡剂、泡沫化过程及凝固过程．确保球形泡沫生长，就可以获得制各新型球形孔低孔隙率泡沫铝合金的新途径。采用计算机矧像分析技术测量了泡沫铝合金气泡直径d。和厚度6。．研究了泡沫铝合金孔隙率P。与气泡形状S。、气泡直径ds和厚度6。的关系。新型泡沫铝合金其孔结构的典型特征为：低孔隙率(Ps=65％--80％)，S。为球形或类球形，d。小于2ram，6。大于2mm，。孔隙率大于63％的泡沫铝合金，其与水的比密度小于1，具有轻质性能。通过单向压缩实验，得到了泡沫铝合金的应力一应变曲线，并将球形孔低孔隙率泡沫铝合金与多边形孔

3、高孔隙率泡沫铝合金对比，前者的压缩屈服强度是后者的30倍，而吸能能力是后者的3倍左右。关键词：球形气泡界面推移泡沫铝合金低孔隙率高强度本文中文字数34947，图64幅，表10张，实验次数320次硕士在学期间发表论文两篇，申报发明专利两项国家自然科学基金项目(批准号：NO50231010，NO50081002。NO．90205005，NO，19982001)内容未经允许，请勿复制AB81’RACTStudyonaNewTypeofSphericalPoreAIAlloyFoamwithLowPorosityandHighStrengthABSTRACTTheU

4、ltraLightMetalStructurewithvariouskindsofpores(open，close)realizesthelightnessandmultiftmctionofstructuralmaterial．TheAIalloyfoamwithhighspccXxcstrengthstudiedinthepastfewyearshaspolygonalporesandhighporosity．Inordertomeettherequirementofhigherspecificstrengthforhighspeedmovementan

5、dhightecharea．anewtypeofsphericalporeAIalloyfoamwithlowporositybecomesanewtrendofresearchwork．AcomputersystemfordisplacementsensorisdevelopedtomeasuretheshiftinginterfaceofmoltenA1alloyfoamcontinuouslyandaccurately,bywhichthechangeofporosityofmoltenA1alloyfoamisstudled．TheH．tcun，ew

6、hichexpressestherelationshipbetweenthedisplacementoftheinterfaceandtime．isrelevanttothePj-tcurvewhichexpressestherelationshipbetweentheporosityofmeltingA1alloyfoamandthetime．Thegrowthofsphericalbubbleshasdefiniteconnectionwithlowporosity,smalldiameterandgreatthicknessofpore．Therefo

7、re，thenewtypcofsphericalporeAIalIoyfoamwithlowporositycanbeproducedbyappropriatelychoosingtheamountofthefoamingagent,controllingthefoamingtimeandsolidificationmethodtoensurethesphericalbubble’sgrowth．Thegraphicanalytictechnologyaidedbycomputerisusedtomeasuretheaveragediameterandthi

8、cknessoftheporesintheAIall