泡沫铝芯三明治的粉末冶金制备及其性能研究

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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