废泡沫铝重熔及一致性控制类球形孔泡沫铝制备和吸能性能研究

• 作 者: 丁龙
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 球形孔泡沫铝 闭孔泡沫铝 超轻多孔金属 废泡沫铝重熔 吸能性能 制备方法

闭孔泡沫铝作为超轻多孔金属中重点发展的前沿领域,由于实现了结构材料的轻质多功能化,在高技术应用中将有广泛的应用前景,同时全球对资源循环利用及环境保护问题十分关注,因而提出了废泡沫铝重熔再生的课题；为了满足国家西部目标需求,需研制孔隙率为75±1％的类球形孔泡沫铝及泡沫铝合金,为了实现这一目标有必要对泡沫铝制备过程中增黏过程做进一步研究。
采用熔荆覆盖法,将废泡沫铝重熔再生。研究了熔剂加入量、熔荆配比等因素对泡沫铝重熔回收率的影响。结果表明：加入合适的熔剂,在一定温度并充分搅拌的条件下重熔。废泡沫铝的一次回收率达到75％左右；对炉渣进一步回收可得到占其重量约23％的铝,因而,总回收率可达到92％以上；再生铝中的杂质主要为Ti元素,再生铝的泡沫化性能和原铝类似。
在成功制备类球形孔泡沫铝及铝合金的基础上,研究了类球形孔泡沫铝及铝合金在准静态和冲击载荷下的压缩、吸能性能。结果表明,在准静态条件下,类球形孔泡沫铝合金压缩吸能能力是类球形孔泡沫纯铝的2倍左右,二者都有较高的吸能效率。与准静态相比,在冲击载荷下类球形孔泡沫铝合金的平台应力比泡沫纯铝高很多；泡沫样品的吸能能力随应变的增加迅速提高；冲击载荷下,泡沫铝合金的平均冲击力要大于泡沫纯铝,在吸收相同冲击能量时泡沫铝合金的应变比泡沫纯铝小。
用自制的高精度黏度仪研究了Ca粒、Fe粉、Ti粉用于泡沫铝制备增黏过程的规律；研究了在用Ca增黏至相同黏度发泡,泡沫铝的孔径与增黏时钙量的关系。结果表明,Al与其他合金元素形成的中间化合物增加了铝熔体的表观黏度,Ca增黏后的熔体泡沫化效果最好,熔体表面张力的差异导致三种熔体泡沫化特性差异；随着增黏Ca量的增加,在相同黏度下发泡制备泡沫锅的平均孔径趋于减小。