液态泡沫铝合金泡孔长大与析液过程的数值模拟

建立了一个描述液态泡沫铝合金中气泡分布随时间变化的数学模型,其中同时考虑了气泡间气体扩散和析液过程的影响,即耦合求解泡沫尺寸分布方程和一维析液方程,从而得出泡沫中气泡孔径分布随时间的变化规律.通过与液态铝泡沫试验结果的对比验证了该模型的正确性.计算结果表明泡径随时间以指数规律增长,这与MacPherson等人新近的理论结果相符合.研究了初始液体体积分数、表面张力、亨利常数、扩散率等因素对泡沫尺寸分布演化的影响.结果表明:表面张力越大、亨利常数越大,泡沫尺寸演化过程越剧烈.     

压缩空气泡沫析液过程分析

利用压缩空气泡沫灭火系统和析液装置,对典型的蛋白型A类泡沫灭火剂在压缩空气泡沫产生方式下的泡沫析液(泡沫溶液的质量分数取0.3%~2.4%)过程进行了实验研究,同时通过建立分析模型来反映析液过程.研究发现泡沫在析液之前存在延迟现象,析液速率并非从一开始就递减,而是先有一个峰值,峰值过后其值逐步降低并趋近于0,此时析液质量趋于平稳.实验表明:最大析液速率、析液速率常数、50%析液时间都与溶液质量分数相关,增大溶液质量分数则最大析液速率、析液速率常数都会呈指数衰减而50%析液时间则呈指数上升.模型和实验结果的对比很吻合,能恰当地反映压缩空气泡沫的析液过程.     

相场法模拟吹气法制备泡沫铝过程中的铝液气泡演化过程

针对吹气法制备泡沫金属过程中产生气泡稳定性不易判断问题, 本文利用相场法理论, 引入长程有序化参数作为场变量, 描述并模拟泡沫铝和泡沫铝合金气泡演变过程中的结构尺寸的变化. 通过模拟分析发现, 相场法可以通过场变量简单明了的表征各种复杂的几何图形, 包括气泡的几何形状、 空间分布以及体积分数等, 并且其模拟结果与实验观察结果具有良好的吻合性.     

通孔金属泡沫强化蓄冰实验研究

为了研究通孔金属泡沫内嵌相变材料凝固过程特性及泡沫材料孔结构参数对凝固过程的影响,搭建了固液相变传热可视化测量系统,利用该系统就通孔铜泡沫强化蓄冰过程开展了实验研究。实时观测了凝固相界面的瞬态移动过程,测量了金属骨架表面和内嵌相变介质的实时温度,研究结果表明:铜泡沫可有效改善蓄冰后期传热恶化现象,大幅减少蓄冰时间,加入铜泡沫后,结冰所需时间与纯水工况相比减少为48.86%(孔密度为1 181m~(-1),孔隙率为0.90)和60.97%(孔密度为1 181m~(-1),孔隙率为0.97);铜泡沫的孔隙率对结冰过程影响较大,孔隙率为0.90的铜泡沫比孔隙率为0.97的铜泡沫中水完全凝固时间减少20%,而孔密度对结冰过程影响可忽略不计。可视化结果表明,未凝固相局部自然对流导致凝固相界面发生倾斜,呈现下部略快于上部的凝固界面。     

泡沫铝合金在凝固过程中熔体的孔隙率变化

研究了泡沫纯铝和泡沫AlSi7Mg0.45的凝固方式及其对孔结构的影响,并讨论了熔体泡沫在凝固过程中的体积变化和孔隙率变化。结果表明：在合适的冷却条件下,纯铝熔体泡沫倾向于逐层凝固,在凝固过程中易形成中心缩孔,AlSi7Mg0.45熔体泡沫倾向于同时凝固,易形成热裂纹;纯铝熔体泡沫在凝固过程中,体积减小,孔隙率增加,而相对于纯铝来说,AlSi7Mg0.45熔体泡沫的体积及孔隙率均有所减小。     

桩106区块低气液比氮气泡沫驱可行性研究

为改善桩106区块稠油油藏的水驱开发效果,利用油藏数值模拟技术开展了低气液比氮气泡沫驱的可行性研究.根据油田106-19-X16井组的油藏地质条件,建立三维地质模型.在历史拟合的基础上,对低气液比氮气泡沫驱注入参数进行了优化设计.研究结果表明,低气液比氮气泡沫驱最佳注入参数为:气液体积比0.25:1、注入体积0.1 P...     

金属沉积成形流固耦合工艺参数

为了研究金属沉积成形中流固耦合过程工艺参数,建立了VOF理论模型,利用该模型对整个熔滴沉积流固耦合过程进行数值模拟.通过变换相关参数,分析了熔滴滴落及在基板壁面上的铺展状态,研究了不同熔滴直径、碰撞速度以及基板温度对变形过程的影响.结果表明:熔滴在滴落过程中,温度由外层向内部逐渐降低,凝固层加大,而熔滴内部中心处温度基本不变;撞击基板后,熔滴沿着半径向外扩散,水平半径逐渐增大,高度逐渐减小;不同的基板温度所对应熔滴的凝固时间不同,而基板温度越低,熔滴凝固越快;不同直径的液滴在撞击经过预热的基板后,因金属熔滴凝固,体积分数随沉积时间延长而减小,但对铺展时间有影响.     

FGH95合金雾化熔滴凝固热学参数数值计算

运用等效热容法对等离子旋转电极雾化（PREP）FGH95高温合金熔滴在冷却凝固过程中的凝固热学参数进行了数值计算，给出了雾化熔滴在凝固过程中固液界面前沿的温度梯度及固液界面移动速率随固相分数的变化关系以及熔滴冷却速率和凝固时间随熔滴尺寸的变化关系。     

粒度、液料比和乙醇体积分数对姜黄素超声间歇浸取的影响

以姜黄为原料,在338K,超声功率0.25W·cm-2,超声频率50kHz条件下,研究了姜黄的粒度、液料比、乙醇体积分数对姜黄素超声间歇浸取过程的影响.基于Fick定律,采用分离变量法建立了包含粒度、液料比、乙醇体积分数影响的姜黄素超声间歇浸取动力学方程,模拟结果与实验数据吻合较好.与常规浸取相比,在姜黄素超声间歇浸取中液料比的影响作用降低了6.22%,粒度、乙醇体积分数的影响作用则分别提高29.9%和8.18%.探讨了粒度、液料比和乙醇体积分数影响超声浸取效果的原因,超声的特殊性质使得粒度、液料比和乙醇体积分数对浸取的影响发生变化.为超声强化姜黄素等植物有效成分的浸取提供了理论依据.     

渗流法制备泡沫铝金属材料的工艺参数研究

泡沫铝是一种新型的多孔功能材料。采用液相法中的渗流铸造法制备泡沫铝合金。结果表明,在泡沫铝孔结构的成形中,影响渗流深度和孔均匀性的主要工艺参数为填料粒子尺寸及其与模具的预热温度、铝液的浇注温度和真空度。     

泡沫铝合金孔隙率对泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的影响

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。研究了改性后泡沫铝合金表面的红外结构、泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的力学性能和摩擦学性能以及泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的磨损表面。研究结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;复合材料的弯曲强度和压缩强度随着泡沫铝合金孔隙率的降低而升高;而复合材料的摩擦学性能随着泡沫铝合金孔隙率的增加而降低。     

泡沫铝芯夹心板的制备及泡沫孔的研究

提出粉末致密化方法:将粉末放在待连接的两金属板之间进行轧制连接,然后直接在炉中进行发泡的方法·这种方法既克服了粘结剂连接的缺点,达到了冶金结合的目的;又使工艺过程缩短,节约了能源·对泡沫孔的形貌特征进行了研究,并对孔壁上钛的富集和皱褶进行了分析·研究表明,采用粉末与钢板轧制工艺可以成功地制备出钢面板泡沫铝夹心结构;发泡过程中孔的合并以及微孔的产生是影响孔结构的重要因素;钛颗粒在孔壁上的富集对孔的稳定性起到了一定的积极作用;凝固过程中孔壁上产生了弯曲和皱褶现象,所以对凝固过程的控制也是很重要的·     

泡沫A1-0．146wt．％Ti合金的制备及耐腐蚀性能研究

采用真空低压渗流铸造法,制备了泡沫A1-0．146wt．％Ti合金．分析了影响渗流法制备泡沫铝合金的主要因素,得到了制备泡沫合金的最佳条件：NaCl填料粒子预热温度300℃,合金液体浇铸温度760℃,填料粒子尺寸1～3mm．不同孔率泡沫AI-O．146wt．％Ti合金的模拟海水全浸实验结果表明：泡沫合金的耐腐蚀性能随着孔率增加显著下降．     

轧制态下Cu含量对泡沫铝泡孔结构的影响

采用液相复合-轧制技术制备不同w_○Cu的可发泡预制坯及闭孔泡沫铝材，研究了w_○Cu对泡沫铝泡孔结构的影响.结果表明:随着w_○Cu的增加，泡孔结构的均匀性增加，孔径减小，泡孔合并产生的大泡孔数量减少，但泡沫体的塌缩和老化特征增强.对比不同w_○Cu的预制坯的膨胀曲线，随着w_○Cu的增加，预制坯的最大膨胀率先增大后减小，且达到最大膨胀率的发泡时间明显减少.微观结构分析表明:在AlSi₉合金中加入Cu，生成了CuAl₂O₄和CuAl₂，CuAl₂O₄提高熔体的黏度，减小了重力排液及毛细作用的影响，提高了泡沫的稳定性.CuAl₂先于AlSi₉熔化，在晶界上形成熔池，气泡提前形核长大，使发泡过程提前完成.     

闭孔泡沫铝的孔结构控制

为适应高技术应用中超轻闭孔泡沫铝对孔结构更高的控制要求，对过去十余年中进行的相关研究工作进行了系统整理，发现了胞体尺寸、孔隙率和孔形貌三者之间的内在关系，确定了孔结构控制的关键步骤和相互关系，建立了熔体发泡法影响孔结构控制的工艺技术框架，结合该框架系统论述了3个关键孔结构控制参数（胞体尺寸、孔隙率和孔形貌）与实际应用、制备技术、工艺过程的关系．研究表明，孔结构演变和制备技术工艺中黏度、发泡时间、凝固方式等诸多因素相互影响，互为因果，使得发泡和凝固过程变得十分复杂，给孔结构控制带来困难．要获得高孔隙率泡沫铝，对于纯铝泡沫，不仅需要根据熔体泡沫化时间与孔隙率的对应关系精确控制孔隙率，而且要在孔隙率一时间平台段适时凝固以控制孔径和均匀性，而对于泡沫铝合金，还需要采用多向凝固模式，克服凝固过程中固一液两相区的附加力场引发的收缩问题．对于新型球形孔泡沫铝合金，则需要进一步控制适量的发泡剂（1．0％）和发泡搅拌时间（100s），使平台段降至低孔隙率阶段．面对高技术领域新的需求，提出的二次发泡法较其他技术在制备异型件方面具有更大的优势，并且其延伸发展技术在多功能大型面板开发上具有进一步发展的潜质．     

泡沫铝的研究现状与应用展望

泡沫铝的多孔结构和金属特性使其在吸声、减震、过滤厦热交换等方面具有优异的性能。介绍了目前国内外泡沫铝的研究进展和基本制备方法，描述了泡沫铝的结构厦特殊性能，并分析了现存工艺、发泡机理及性能分析等方面问题，对泡沫铝在各个领域的应用进行了展望。     

包套轧制粉末冶金法制备泡沫铝三明治板

以空气雾化的A1Si12合金粉、镁粉和氢化钛粉末为原料,采用包套轧制法成功制备出了泡沫铝三明治板材.利用300 dpi扫描仪、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪等检测方法系统比较了复合轧制和包套轧制方法对制备前驱体的宏观形貌和界面结合及其泡孔结构的影响,结果表明:包套轧制可以有效阻止面板材料裂纹的扩展,获得完整的和致密度均...     

用电磁搅拌抑制LD10CS铝合金焊缝热裂纹的研究

通过对间歇交变纵向磁场作用下ＬＤ１０ＣＳ铝合金ＴＩＧ氦弧焊焊缝的宏观、微观组织分析,研究了电磁搅拌方法对铝合金焊缝结晶裂纹的影响规律,探讨了电磁搅拌抑制ＬＤ１０ＣＳ铝合金焊缝金属结晶裂纹的机理,并得到了试验条件下最佳的磁场参数．