熔體直通氣體發(fā)泡法制備泡沫鋁研究.pdf

1、泡沫鋁是一種新型的輕質(zhì)多功能材料，因其獨特的結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的力學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能，在建筑、汽車與交通、軍事與航天及機械制造等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間，特別是在當(dāng)今世界積極倡導(dǎo)節(jié)能減排之際，更是具有重要的歷史意義。在眾多泡沫鋁制備工藝中，熔體直通氣體發(fā)泡法以其工藝原理簡單、能夠制備大規(guī)格產(chǎn)品、原料可循環(huán)利用、可實現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)等特點具有很大競爭力。
　　 本文通過熔體—氣泡兩相流動力學(xué)探討了熔體泡沫化的機制，選定了固

2、一液兩相區(qū)溫度范圍較寬的鋁一錫合金作為發(fā)泡熔體，且得出了泡沫鋁的結(jié)構(gòu)與金屬基體合金成分無顯著相干關(guān)系的結(jié)論。研究了熔體直通氣體發(fā)泡法工藝參數(shù)包括熔體粘度、發(fā)泡溫度、氣體流量、通氣裝置設(shè)計、攪拌及冷卻強度等對泡沫鋁胞孔結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計制作出通氣發(fā)泡裝置和攪拌裝置，通過水模擬技術(shù)在甘油溶液中進行多組試驗，觀測溶液的發(fā)泡效果，優(yōu)化出相關(guān)的工藝參數(shù)，并在鋁熔體中進行簡單對比驗證。確定從熔體底部多處同時鼓氣發(fā)泡，并且同時對熔體進行充分?jǐn)嚢瑁垠w泡

3、沫化效果較佳。
　　 經(jīng)過一系列的前期試驗準(zhǔn)備，總結(jié)出相關(guān)的工藝參數(shù)：氧化鋁粉末增粘劑為1％，氣體流量0.3Nm3/h，通氣銅管Ⅳ，攪拌槳V，攪拌槳旋轉(zhuǎn)速度為700r/min，發(fā)泡溫度范圍為630～650℃，熔體以焦炭保溫，使用流動水對泡沫體進行冷卻使其以層狀方式從外向內(nèi)凝固。通過自行設(shè)計制作模具（發(fā)泡裝置和冷卻裝置），嘗試進行了熔體直通氣體發(fā)泡法制備泡沫鋁連鑄試驗，得到了具有一定質(zhì)量的泡沫鋁試樣。但胞孔結(jié)構(gòu)均勻性和大尺寸空腔的