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泡沫铝是一种新型的结构-功能一体化材料,具有密度小、吸能、减震、阻燃、降噪和电磁屏蔽等性能,在建筑、汽车、航空及医学等领域具有广阔的应用前景。本文对泡沫铝的熔体发泡法进行研究,分析了各种工艺参数对泡沫铝孔结构的影响,制备出了孔径均匀,孔隙率高的泡沫铝试样,探讨了泡沫铝的气泡成形机理,并且对泡沫铝的压缩性能进行了研究。 1. 粘度、发泡和温度是影响泡沫铝孔结构的最主要因素,总结出工艺:基体材料选用工业纯铝,增粘剂钙加入量为2%,增粘搅拌速度为500 r/min,增粘搅拌时间为10 min;发泡剂为TiH2粉末,加入量0.8%至1.2%,发泡搅拌速度为1200-1400 r/min,发泡搅拌时间40 s,发泡保温时间选择90 s到120 s之间,空冷;发泡温度控制在680℃与690℃之间。生产出的泡沫铝平均孔径2.5-5.0 mm,孔隙率75%-90%,孔径均匀,孔隙率高,断面美观,成功率高。 2. 熔体发泡法中泡沫铝的气泡形核属于非均质形核;H2在铝熔体中固体颗粒活性孔隙及表面上形核,符合气泡形核理论和吸附原理;气泡长大的驱动力为发泡剂TiH2受热分解释放的氢气产生的气体压力;气泡的长大和合并都是自发的,当气泡内外压力差小于零时,气泡开始破灭;增加铝熔体粘度、表面张力及气泡表面吸附作用可减少气泡破灭。 3. 泡沫铝的准静态压缩应力-应变曲线主要分为三个阶段,弹性阶段、屈服阶段和致密化阶段;泡沫铝平均孔径越小,其平台应力、单位体积吸能量和理想吸能效率越高;孔隙率越高,泡沫铝平台应力和单位体积吸能量越低;环氧树脂表面处理,可提高泡沫铝的最大屈服应力、单位体积吸能量,同时泡沫铝的理想吸能效率和吸能效率均有明显上升。