泡沫铝研究综述

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1、泡沫铝研究综述班级:材科102班姓名：吴凯学号:201004055指导教师：吕平泡沫铝研究综述吴凯青岛理工大学摘要：泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料。本文首先介绍在制造泡沫铝的过程中起了至关重要的作用的发泡剂。泡沫铝中气源主要分为仏源和C0?气源，氢化物发泡剂应用较为普遍；其次对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了总结；另外分析总结了泡沫铝随着气孔孔径的减小，它的力学性能、电磁屏蔽效能、吸咅性能的变化；最后，介绍了泡沫铝作为结构材料、功能材料及功能结构一体化材料应用的研究现状。关键词：泡沫铝；发泡剂；力学性能；冲击荷载；小孔径Abstract:Foamaluminumisanew

2、lightweightstructureandfunctionofmaterials.Thispaperdescribestheprocessinthemanufactureofaluminumfoamplayedacrucialroleintheblowingagent.AluminumfoaminthegassourceisdividedintoH2gassupplysourcesandCO2,hydridesfoamingmoregeneral;followedbydynamiccompressionofaluminumfoammechanicalpropertiesofexper

3、imentalmeasurementtechniquesaresummarized;anotheranalysissummarizesthealuminumfoamwithporesizedecreases,itsmechanicalproperties,changesinelectromagneticshieldingperformance,acousticperformance;Finally,theresearchstatusofaluminumfoamasastructuralmaterial,structuralandfunctionalintegrationoffunctio

4、nalmaterialsmaterialsapplications.Keywords:Foamaluminum；Vesicant；MechanicalProperties；Impactload；SmallAperture弓I言泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料，粉末冶金法是i种制备泡沫铝的重要的方法。在泡沫铝内部含有大量分布可控的孔洞，并以孔洞作为复合相的新型复合材料，具冇良好的吸能、减震、缓冲、隔音吸声、隔热、电磁屏蔽、质量轻、高比能等优良的物理和力学性能。另外，研究小孔径泡沫铝对泡沫铝的发展有重要意义，当泡沫铝气孔细化到lmm左右吋，可分散细化缺陷，使泡沫铝的结构均匀性提高，而泡沫铝

5、孔结构的均匀化口J使其形变的不均匀性降低。研究表明，平均孔径的减小可以使泡沫铝力学性能、能力吸收性能等得到提升。因此，研究小孔径泡沫铝、全而捉升泡沫铝性能是当今泡沫铝的重点研究方向Z-o正因为泡沫铝有如此多有意的性能，近些年来它在航空航天、汽车、船舶、建筑、装潢、环保、医药等领域被广泛使用。1•泡沫铝发泡剂铝的熔点为660°C,通常低温发泡剂不适合金屈铝的发泡。在泡沫铝的生产中应用较多的是无机类热分解型发泡剂。概扌舌起来主要是氢化物型和碳酸盐型。1・1氢化物发泡剂在众多的氢化物中，TilL和ZiU被认为是最佳的发泡剂⑴，原因是它们在400〜600°C释放出发泡气体——氢气，这与铝金屈的熔

6、点(660°C)和铝合金的熔点(577°C)比较接近⑴。工业生产中，由于成本和资源等因素，门也应用比较普遍，因此国内外发泡剂研究通常集屮在门也方面。可以利用未经处理的TiH?所释放的氢气在铝熔体中直接发泡，Banhart[2]发现Till在氮气保护卜加热到390°C开始缓慢地释放氢气，释气过程可分为3个阶段：快速分解阶段、匀速分解阶段和减速分解阶段。然后当温度达到铝或者铝合金熔点以上时，TiH＜分解产生的氢气就会在熔融铝或者铝合金内形成无数气泡，冷却这种金属即得到泡沫铝。东北大学先进材料制备中心的姚广春教授采用这种方法制备泡沫铝，以氢化钛作为发泡剂⑶，现在已能批量生产泡沫铝材，并屮请了国

7、家发明专利⑷。1.2碳酸盐发泡剂V.Gergely在铝金属熔体中加入3.5%的CaCO：,作为发泡剂，搅拌40〜90s后,室温下冷却制备泡沫前驱体，在650〜750°C保温15min,发泡剂分解，制备出孔径均匀、高孔隙的泡沫铝材料，与TiII2相比，CaCO,更适合泡沫铝的制备。原因在于CaCO：,的分解温度较TiH?明显滞后，从而推迟了发泡时间，使操作易于控制。1.泡沬铝力学性能材料的力学性能往往与应变率冇关，随着应变率提高，材料