发泡条件对炭泡沫孔泡结构的影响

以AR中间相沥青为原料,在中间相沥青裂解行为的基础上,利用自发泡工艺制备了中间相沥青基炭泡沫.重点研究了发泡过程中形核温度、初始压力以及固化温度对炭泡沫孔泡结构的影响规律.结果表明:随着形核温度的升高,炭泡沫的孔径变大,开口孔隙率升高.随着初始压力的升高,炭泡沫的孔径减小,开口孔隙率降低.随着固化温度的提高,炭泡沫的孔泡结构由椭圆形变为圆形,开口孔隙率升高.     

粉末冶金泡沫铝泡孔演化的研究

着重研究了粉末冶金法泡沫铝在不同发泡时间下的泡孔形貌和泡孔内表面褶皱的变化.结果表明:随着发泡时间的延长,气泡由近球形泡孔向多边形泡孔演化,布拉德边界逐渐变小和泡壁更薄,并出现了泡壁局部断裂以至于泡孔破裂并合并;早期的类裂纹孔是粉末冶金发泡过程中的固有特征,这是由粉末冶金前驱体内部存在的垂直于压制方向的内应力释放所造成的;泡孔内的褶皱反映了泡孔结构的演化过程,发泡前期泡孔内表面比较光滑,存在少量的褶皱,发泡中期内表面的褶皱以凸起为特征,后期由于重力作用的加剧和泡孔表面能的进一步升高,形成了带状褶皱的形貌.     

TiH2含量对粉末冶金泡沫铝孔结构的影响

通过对泡沫铝剖面进行数字图像处理和统计分析,研究了粉末冶金法制备泡沫铝时发泡剂质量分数对孔隙率、孔径标准差及大孔面积率等孔结构参数的影响.实验结果表明,过量的TiH2导致大孔增多、孔结构均匀性降低;TiH2过少则使孔隙率降低,成型性较差.TiH2质量分数在0.2%～0.6%之间时,得到的泡沫铝孔隙率为70%～77%,此时大孔缺陷较少,孔结构均匀细密.采用胞壁熔体在毛细力作用下的流动模型,讨论了熔体泡沫合并大孔形成机制.综合考虑孔隙率、孔隙均匀性和TiH2有效利用率等因素,确定了TiH2的最佳添加范围.     

泡沫铝夹心板轧制预制坯的粉末冶金发泡工艺

对采用轧制复合法制备的发泡预制坯的粉末冶金发泡过程进行了研究,确定了制得的泡沫铝夹心板的组织及物相,分析了发泡剂TiH2颗粒尺寸及团聚对发泡效果的影响.研究结果表明:轧制坯充分发泡后,泡壁主要有Al3.21Si0.47,Ti及Ti3O相,Ti和Ti3O颗粒同泡壁结合紧密;预制坯内大尺寸发泡剂TiH2颗粒的周围易形成微裂纹,发泡时裂纹的宽度可扩展至100μm以上,裂纹周围的泡孔发育不良;混料及轧制阶段形成的TiH2团聚导致局部发泡驱动力过大,发泡后芯层内易形成大尺寸泡孔.     

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·     

发泡温度对泡沫铝孔结构的影响及机理分析

实验研究了粉体发泡法泡沫铝制备过程中 ,发泡温度对泡沫铝孔结构的影响 ,并对其影响机理进行了分析     

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．     

轧制复合对泡沫铝夹心板组织与性能的影响

研究了轧制复合-粉末冶金发泡法制备泡沫铝夹心板的生产工艺,分析了板/芯结合工艺对芯层粉末致密度的影响,探讨了粉末致密度与发泡效果间的关系,初步得到了复合板的发泡机制.研究结果表明:轧制过程使芯层粉末获得了极高的致密度.发泡时,轧制复合板内发泡剂TiH2释放出的H2的流失量很少,发泡驱动力充足,所得到的夹心板很少出现无泡层及大尺寸连通孔等缺陷.芯层粉末内发泡剂的质量分数为1%时,轧制复合板发泡后即可获得理想的泡沫结构,有效降低了产品的生产成本.夹心板具有良好的三点抗弯强度等力学性能.     

泡沫铝及其三明治结构累积叠轧制备

通过累积叠轧法制备泡沫铝.采用称重法研究泡沫铝孔隙结构,利用光学显微镜观察泡沫铝孔隙形貌.发现以TiH2为发泡介质,当发泡温度660～680℃和发泡时间6～10 min 时,利用累积叠轧法制备泡沫铝的孔隙结构特性最好.发泡温度和发泡时间的最佳值与发泡剂用量有关,TiH2质量分数为1.5%,在670℃发泡8 min,泡沫铝的孔隙率可达到42%,孔径为0.43 mm.以制备的泡沫铝为夹芯,通过轧制复合制备了 TC4钛合金/泡沫铝芯和1Cr18Ni9Ti 不锈钢/泡沫铝芯三明治板.利用光学显微镜和能谱仪研究了三明治板的界面.面板与芯板间的化合反应形成了界面的反应层,界面实现了冶金结合.     

压制方式对闭孔泡沫铝泡孔结构的影响

以空气雾化的商业纯铝粉、镁粉和氢化钛粉末为原料,采用粉末冶金法成功地制备出了泡沫铝材料.利用300dpi扫描仪、扫描电镜(SEM)和万能力学试验机等检测方法系统研究了在不同压制压强和充分润滑条件下的单轴向冷压对泡沫铝的泡孔结构的影响和400MPa压制压强下的冷压、热压和冷压后烧结对泡孔结构及准静态压缩性能的影响.结果表明:在压制模具充分润滑状态下,400MPa的单轴向冷压缩完全能够制备出满足实验要求的前驱体材料并能够得到泡孔结构均匀和压缩性能相同的泡沫铝材料.     

Mg对碳纤维稳定泡沫铝发泡过程和胞孔结构的影响

利用溶体直接发泡法制备出了不同Mg和碳纤维添加量的闭孔泡沫铝材料,详细研究了Mg的添加对泡沫铝发泡过程和胞孔结构的影响.研究结果表明:Mg元素的加入明显增大了泡沫体的膨胀率,拓宽了孔径分布的范围,并增加泡沫体中小气孔的数量.气泡壁内部和表面的微观形貌观察表明:Mg元素加入后,造成铝液表面张力降低,改善了铝液和氧化物颗粒的润湿性,有助于增加发泡过程中的气体释放,使泡沫体气泡壁平整且变薄,有助于提升气泡壁的稳定性,使获得的泡沫铝的孔隙率达到90%以上.     

闭孔泡沫铝应变率效应的试验和有限元分析

通过对具有不同孔隙率的闭孔泡沫铝在不同应变率下的动态压缩试验和数值模拟,研究了泡沫铝的应变率敏感性.结果表明:在准静态(0.001s-1)至2500s-1的应变率范围内,具有相同孔隙率的泡沫铝的静、动态单轴压缩变形模式相似,而具有不同孔隙率的泡沫铝的压缩变形模式则存在差异,高孔隙率和低孔隙率泡沫铝的应变率敏感性明显不同;基体材料的应变率敏感性决定了泡沫铝的应变率敏感性;微惯性、波效应和孔内气体压力对泡沫铝的平台应力不产生明显影响.     

Cu含量对喷射成形7055铝合金微观组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、冲击试验以及微观组织观察试验,分析降低Cu含量对喷射成形7055铝合金强度、断裂韧性和微观组织的影响。力学性能试验表明,7055铝合金中Cu的质量分数由2.55%降低到2.17%时,对其强度和伸长率影响不大,但Cu含量降低后合金的断裂韧性显著提高。微观组织分析表明,Cu含量降低前晶界上存在粗大的Al₇Cu₂Fe相,Cu含量降低后晶界上的粗大析出相明显减少;断口分析表明,Cu含量降低前拉伸断口中存在较多的Al₇Cu₂Fe第二相,Cu含量降低后Al₇Cu₂Fe第二相明显减少。     

轧制制度对闭孔泡沫铝材料塑性的影响

研究了采用熔体发泡法制备的闭孔泡沫铝材料的轧制过程,分析了不同道次压下量条件下泡沫铝的变形特点与破坏方式,探讨了影响泡沫铝轧制能力的主要因素.结果表明:闭孔泡沫铝的轧制应遵循多道次、小变形的原则.道次压下量为0.1 mm时,Si质量分数为12%的泡沫铝(厚度约11 mm)经10道次变形后可实现1 mm的总变形量.道次压下量过大时泡沫铝的破坏方式为典型的脆性断裂,适宜的压下量则有利于发挥泡沫铝良好的吸能性,但小变形时易出现弯曲而使材料最终发生剪切破坏.提高泡沫铝轧制能力的具体方法为降低基体中的Si含量,提高材料组织性能的均一性,轧制工艺中采用适宜的道次压下量和较低的轧制速度.     

Al5TiB对消失模铸造B319铝合金组织性能的影响

利用等离子体发射光谱仪、X射线衍射仪、差分扫描量热仪以及金相分析等手段，研究了Al5TiB中间合金对消失模铸造B319铝合金组织性能的影响．结果表明，Al5TiB不改变消失模铸造B319铝合金β-Fe相及Al2Cu相的析出机理，但会使β-Fe相粗化，并减少β-Fe形式析出，而不再以文字状的α～Fe形式析出．研究发现，消失模铸造B319铝合金的共晶温度和Al2Cu相析出温度均比金属型铸造条件下的要高；采用Al5TiB加入0.15%Ti，消失模铸造B319铝合金的共晶温度和Al2Cu相析出温度分别为569.8℃和513.3℃，而在金属型铸造条件下，则分别降为564.7℃和510.6℃．Al5TiB可使消失模铸造B319铝合金平均晶粒尺寸从800μm降至370μm以下；合金的σb和δ分别从152MPa和1.6％提高到167MPa和2.1％以上．     

热处理对2024铝合金组织和性能的影响

采用正交法设计了２０２４铝合金的热处理工艺方案,按设计方案进行了热处理试验和力学性能测试,同时测了淬火Ｃ－曲线,并运用金相、透射电镜等手段研究了固溶温度、淬火水温影响２０２４铝合金力学性能的微观机制,找到了２０２４铝合金的最佳热处理工艺制度。结果表明：合金经５００℃固溶１０－３０ｍｉｎ,转移时间小于１５ｓ,２５－７５℃水温淬火,自然时效９６ｈ,析出大量的与基体共格的ＧＰ区和Ｓ″ＳＨ ,ＷＧＱＱＲ     

微波辐射对变粒岩孔隙结构及抗拉强度的影响

为了揭示微波辐射下变粒岩的损伤规律,对丹银矿业有限公司含金矿体变粒岩开展了微波辐射实验.结果表明:局部高温熔化区为铁元素富集区,熔化区内部产生大量孔洞,孔径可达0.11 mm,熔化区外围附近形成明显的宏观裂纹和密集的微观裂隙网状结构;随距高温区距离的增加,微观裂隙明显减少,孔隙度逐渐降低;随微波辐射时间的增加,抗拉强度...