泡沫铝材料的制备分析
摘要:世界冶金工业正朝着高效、低耗、优质和生态化的方向发展。轻质、吸声、隔声、吸能、减震、电磁屏蔽是泡沫铝材料的优良性能。在制造舰船甲板、坦克复合装甲和防地雷底板、列车底板和侧衬、汽车盖板及保险杠、隧道降噪等方面需求量大，应用面广。泡沫铝材料在材料科学与高技术领域的有着重要的研究也是未来我们将开发的对象之一。
随着泡沫铝材料的市场逐渐拓展，目前已用于制作吸声板、声屏障、列车地板、轿车保险杠、坦克与防暴车复合装甲、建筑幕墙，并在潜艇与军舰降噪、建筑降噪、隧道降噪等方面得到应用，对升高装备性能、提高工程质量发挥着重要作用。
本论文主要研究的内容是粉末冶金法制备泡沫铝材料的工艺，研究中发现发泡时间对发泡也有一定的影响，如果发泡时间太短，发泡剂分解不充分，所制备出的泡沫铝密度大，孔隙较小；而发泡时间过长，制备出的泡沫铝就会有比较大的气孔，气孔分布不均匀，甚至会出现气孔贯通的现象。通过这些实验还要分析其工艺过程中试验材料的选用和比较，以及对试验结果分析其各参数之间的影响关系。在此基础上继续探究此方法在夹芯泡沫铝中会有怎样的不同表现。
关键词:泡沫铝;粉末冶金; 正交试验;发泡剂
Analysis on the preparation of aluminum foam material
Abstract: Metallurgical industry in the world is in the direction of the high efficiency, low consumption, high quality and ecological development. Aluminum foam material has light, sound absorption, sound insulation, energy absorption, shock absorption, electromagnetic shielding and other excellent properties, in the manufacturing of ship deck, tanks composite armor and mine bottom, train bottom and side line, car cover and bumper, tunnel noise reduction potential demand is big, wide application. Become in today's world of materials science and one of the important object of research, development of high technology.
Gradually expand the application of aluminum foam materials market, at present has been used to make acoustic board, sound barriers, train the composite floor, car bumpers, tanks and a riot police vehicle armor, building curtain wall, and noise reduction in submarines and warships for such applications as noise reduction, noise reduction, tunnel, the equipment performance, plays an important role to improve construction quality.
This thesis mainly studies the content is prepared foam aluminum by powder metallurgy method, study foaming time also have certain influence to foam, if foaming time too short, inadequate decomposition of foaming agent, the preparation of aluminum foam density is big, small pore; And foaming time is too long, preparation of aluminum foam will have larger pores, uneven distribution of pores, even through the stomata. Through the experiment and analysis of test materials in the process of selection and comparison, and analysis of test results of the influence of the relationship between the various parameters. On this basis, continue to explore this method in the sandwich foam aluminum can have how different performance
Key words: Aluminum foam; Powder metallurgy; Orthogonal experimental; Foaming agent;
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 泡沫铝简述 1
1.1.2 泡沫铝材料的应用 2
1.2泡沫铝材料的性能及其特点 3
1.3泡沫铝的几种制备方法概述 5
1.4本论文研究的目的、意义及内容 6
第二章 粉末冶金法制备泡沫铝材料工艺设计 7
2.1 粉末冶金制泡沫铝实验设计 7
2.1.1 实验所选用的材料 7
2.1.2 实验工艺流程 7
2.2粉末冶金制泡沫夹芯板发泡实验 8
2.2.1泡沫铝夹芯板制备实验 8
2.2.2实验工艺流程图 8
2.3 金属粉末压制过程 9
2.4 正交实验表格设计 10
2.5实验过程工艺分析 11
第三章 粉末冶金法制泡沫铝实验结果和分析 15
3.1泡沫铝孔隙结构特性分析 15
3.2泡沫铝正交试验结果分析 16
3.3粉末冶金对泡沫夹芯板发泡效果的影响 19
结 论 23
参考文献 24
致 谢 25
第一章 绪论
1.1 引言
传统的工程材料中，孔洞被认为是一种结构缺陷，裂纹形成和扩展的原因往往是因为孔洞造成的，它会影响材料的理化性能和力学性能。陶瓷和玻璃泡沫材料是新型泡沫材料在结构方面的不断地应用和发展。多孔固体则是一类独特的工程材料，但也往往是被忽略的一种材料，就经济角度而言它们远比纤维复合材料更重要。目前，多孔固体材料正被大规模地生产和应用，泡沫金属就是这一种由金属基体和气孔组成的新型结构功能材料，一般金属都具有密实的多晶体结构，然而，孔洞在材料中形成一定的数量后，材料就会因孔洞的存在而产生一些奇特的功能，从而形成了一个新的材料门类，这就是工业上俗称的胞状材料或多孔材料，也称为泡沫材料。自然界中有许许多多类似这样的多孔材料，如蜂窝、海绵、软木、珊瑚等。随着人类科学技术的发展，又不断涌现出种类繁多的人造多孔材料，如泡沫陶瓷、泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫金属等。关于泡沫金属，目前研究开发最多的是泡沫铝、泡沫镍、泡沫镁，其中以泡沫铝为典型代表。
1.1.1 泡沫铝简述
泡沫金属是一种新型多用途材料。常用多孔金属材料的材质有青铜、镍、钛、铝、不锈钢，以及其他金属和合金，在所有多孔金属材料中泡沫铝最为重视。随着现代工艺技术的发展，泡沫铝的制备技术日趋完善。以泡沫铝为代表的泡沫金属是近年来发展较快的一种新型功能结构材料，它有着优良的消声降噪、机械阻尼、吸能、电磁屏蔽等功能，而且质轻、坚固、耐热、美观，在国民经济建设和国防高科技等领域有着广泛的应用前景，已成为当今世界材料科学研究的重要内容之一。
泡沫铝，一种轻质功能材料有着很高的孔隙率一般为60%~95%。与其有孔隙的粉末冶金材料相比，泡沫铝材料孔径较大孔隙率较高。泡沫铝材料的孔径一般为0.1~6mm。泡沫铝材料的孔隙结构主要有两种通孔和闭孔。孔隙结构的不同导致性能上有很大差异，应用领域也会因此而不同。现在，泡沫铝的应用主要有:防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。
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