高孔隙率及高比强度开孔泡沫铝制备及其性能的研究

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1、合肥工业大学IIIIIUlI』IIIIIIIIIIIY1887103本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：导师：饲功刿铡眵纠嘈躺台彬彬爝穆啦刍陋肜增擞高l衙夕沩彰移独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金胆王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确

2、的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：≯。，／年印月吵日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金避王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅a本人授权．j剑监工些姓可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：矽ff年计月矽日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期酬缉甲々日电话：邮编：高孔隙率及高比强度开孔泡沫铝

3、制备及其性能研究摘要开孔泡沫铝是一种应用前景广泛的新型结构和功能材料。研究和开发高孔隙率、孔结构均匀，同时具备高比强度的开孔泡沫铝，是该研究领域备受关注的课题之一。本文采用石膏型熔模铸造的方法制备高孔隙率开孔泡沫铝，并且通过合金化、变质处理和T6热处理的处理方式提高开孔泡沫铝基体强度，从而制备出高孔隙率及高比强度的开孔泡沫铝。研究了高孔隙率及高比强度开孔泡沫铝的制备工艺、准静态压缩性能以及石膏型熔模法制备的夹芯圆管的压缩性能。主要研究内容和结论如下：(1)研究了用聚氨酯海绵为母体制备石膏型预制块的工艺。获得了最佳的石膏型预制块的配料成分范围(质

4、量分数)为：石膏65％～75％，硫酸镁15％-25％，铝矾土5％～10％；石膏型预制块的焙烧工艺采用逐级升温、分段保温并随炉冷却，可制备出具有较高强度的可溶性石膏型预制块。(2)研究了用石膏型预制块渗流法制备开孔泡沫铝的工艺，结果表明：渗流过程需要控制的主要因素是预制块的预热温度、铝液的浇注温度和渗流压力。其最佳的参数范围是：预热温度450℃～580℃，浇注温度700℃～780℃，渗流气压0．3MPa,---，0．5Mpa。能够制备出孔结构均匀的开孔泡沫铝，其孔隙率范围为85％～93．5％。(3)研究了不同开孔泡沫铝合金的压缩性能，结果表明：高

5、孔隙率开孔泡沫铝的压缩应力．应变曲线包括弹性段、塑性坍塌段和致密化段，且其塑性坍塌段长而平缓，表现为在较大应变范围内流动应力保持基本不变；泡沫ZLl01铝合金的压缩力学性能和吸能性能优于泡沫ZLl02铝合金，泡沫纯铝的力学性能和吸能性能较差。(4)研究了变质处理和T6热处理对泡沫ZLl01铝合金组织、力学性能及吸能性能的影响，结果表明：通过变质处理能够有效细化ZLl01铝合金的基体组织中的Si相形貌；变质处理与T6热处理相结合的处理方式能够有效提高泡沫ZLl01铝合金基体硬度、压缩力学性能和吸能性能，其硬度值提高了41％，屈服强度可达0．234

6、54MPa，比强度可达0．82×10"3MPa·rn)／kg，理想吸能效率可达85％左右。(5)研究了开孔泡沫铝夹芯圆管的压缩力学性能及吸能性能，结果表明：石膏型熔模法制备的泡沫铝夹芯圆管较食盐粒子所制备的泡沫铝夹芯圆管，重量上减轻了42．3％，其比强度可达0．1237MPa·m3／kg，比吸能可达19．39J／g。关键词：开孔泡沫铝；高孔隙率；高比强度；渗流铸造；压缩性能StudyonthePreparationandPropertiesofOpen--cellAluminumFoamwithHighPorosityandHighSpecif

7、icStrengthABSTRACTTheopen．cellaluminumfoamisanewkindofstructuralandfunctionalmaterialwithwideprospects。Itisoneoftheconcerningtopicsinthisresearchfieldtoinvestigateandpreparetheopen-cellaluminumfoamwithhi曲porosity,uniformporestructureandhi曲specificstrength．Thegypsummouldinves

8、tmentcastingwasusedtofabricatethehigllporosityopen-ceUaluminumfoam．Inordert