一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法

文档序号:549292 发布日期:2021-06-04 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法 (Foamed aluminum with open-close hole coexisting structure and preparation method thereof ) 是由 左大中 张晓玲 于 2020-07-12 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法,将开孔泡沫铝制备技术与闭孔泡沫铝制备技术相融合,相关制备方法包括如下步骤:首先选择适当的开孔泡沫铝造孔剂放入模具中预热,接近待渗入含有发泡剂的铝液温度;同时,将纯铝或铝合金加热至熔化,再加入发泡剂搅拌均匀;然后在压力下,迅速将含有发泡剂的铝液渗入到造孔剂的缝隙中;待渗入完成后,将压力迅速调整为常压,使发泡剂工作产生闭孔气泡,冷却后从模具中取出成型后的泡沫铝材料并利用水或其它水溶液将造孔剂去除,得到开闭孔共存结构的泡沫铝材料。(The invention discloses foamed aluminum with an open-close pore coexisting structure and a preparation method thereof, wherein the preparation technology of open-pore foamed aluminum is fused with the preparation technology of closed-pore foamed aluminum, and the related preparation method comprises the following steps: firstly, selecting a proper amount of open-cell foamed aluminum pore-forming agent, placing the open-cell foamed aluminum pore-forming agent into a mold, and preheating the open-cell foamed aluminum pore-forming agent to be close to the temperature of aluminum liquid containing a foaming agent to be permeated; meanwhile, heating pure aluminum or aluminum alloy to be molten, adding a foaming agent and uniformly stirring; then, under pressure, rapidly infiltrating aluminum liquid containing a foaming agent into gaps of the pore-forming agent; and after the permeation is finished, rapidly adjusting the pressure to normal pressure to enable the foaming agent to work to generate closed-cell bubbles, cooling, taking out the molded foamed aluminum material from the mold, and removing the pore-forming agent by using water or other aqueous solutions to obtain the foamed aluminum material with the open-close pore coexisting structure.)

一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫铝及其制备方法,特别是涉及到一种同时存在开孔结构和闭孔结构的泡沫铝制备方法,属于泡沫金属设计与制备技术领域。

背景技术

泡沫铝是一种新型功能材料,它是在铝或铝合金基体中分散着无数气泡或孔洞的轻金属材料,一般孔隙率在 40%~98%之间,它不仅具备多孔泡沫材料的一般特性,还保留了金属材料的特性(如导电性、塑性、韧性和阻燃性等)。由于泡沫铝的独特结构,使其兼有结构材料和功能材料的特点。作为结构材料,它具有轻质和高比强度的特性;作为功能材料,它具备吸声、隔热、散热、阻燃、减震、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理特性,因此,既可作为轻质结构、减振介质应用于航空航天、武器装备和汽车等领域,也可作为功能材料应用于高速公路隔音、建筑物减噪及电子仪表电磁波防护等方面。

泡沫铝从二十世纪四十年代被成功制造出来至今,经历了近七十年的发展历程,目前,美国、日本、英国、德国、加拿大等国相继研制出多种生产泡沫铝的方法,取得了多项技术专利,并已制成管材、带材等材料,已在多个领域获得应用。我国对泡沫铝的研究从二十世纪八十年代后期起步,目前,北京、沈阳、成都、贵州、大连等地的研究机构做过一些研究工作,并取得了一系列的研究成果。从现有泡沫铝的泡孔形态分类,一般分为开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝,开孔泡沫铝也被称为通孔泡沫铝,其内部孔洞具有连通性,闭孔泡沫铝的内部孔洞彼此不连通,孔与孔之间相互独立。截至到目前,国内外还没有关于开闭孔共存结构的泡沫铝生产与制备方面的报道。

现有闭孔泡沫铝的制备方法有固气共晶凝固法、粉末冶金法、熔体发泡法等。熔体发泡法是目前最为成熟的闭孔泡沫铝的制备方法,并且广泛的应用于实际生产,按照具体工艺,可以将其分为两种:一种是发泡剂发泡法,另一种是吹气发泡法,利用该方法可生产出大规格尺寸的泡沫金属。固气共晶凝固法制备过程可变因素较多,安全问题和复杂的工艺控制制约了该方法的发展。粉末冶金法制备的泡沫铝质量较好,性能相对稳定,再现性也较高,可以制备形状较复杂的近成品尺寸零件,但该方法的工艺复杂,导致成本相对较高,适于制造小零件,不适合大规模工业生产。

现有开孔泡沫铝的制备方法包括渗流铸造法、熔模铸造法、电解沉积法等。渗流铸造法也被称为颗粒绕铸法,其具体的工艺是将可去除性颗粒放入模具中,并对颗粒进行挤压和震荡处理使其密实化,并对其进行预热处理。随后将提前熔炼好的纯铝或铝合金液倒入放有可去除性颗粒的模具中,施加一定的压力使纯铝或铝合金液渗流到可去除性颗粒的缝隙中,冷却后清除可去除性颗粒,得到开孔泡沫铝,该方法可以得到孔径均匀性较好的开孔泡沫铝,但孔隙率相对较低;熔模铸造法与渗流铸造法相近,难点在于如何在不破坏泡沫相结构的同时去除耐热模型,这增加了其工艺难度及成本;电解沉积法可以制备出高孔隙率的泡沫铝,其孔洞连通性好、分布均匀、孔隙率大,但工序长,操作繁琐,应用前景有限。

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