固相顆粒對粉末冶金泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能影響機制研究.pdf

1、粉末冶金發(fā)泡法由于能夠?qū)崿F(xiàn)泡沫鋁異型件的近凈成型和制備泡沫鋁芯三明治而受到廣泛的關(guān)注，但其也存在著泡沫孔結(jié)構(gòu)不均勻、工藝穩(wěn)定性差等問題。為進一步了解制備機理、改進制備工藝，提高泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的均勻性，本文重點研究了固相顆粒對泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)均勻性及其力學(xué)性能的影響。 研究表明：固相顆粒的含量、尺寸及其與鋁基體之間的潤濕性是決定泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。對潤濕性較好的氧化鋁膜來說，鋁粉表面氧含量越高，孔結(jié)構(gòu)均勻性越好。這是因為預(yù)制件中的氧化膜

2、三維網(wǎng)絡(luò)在氣泡膨脹力作用下破裂、團聚形成氧化鋁微團，并在熔體運動作用下偏聚形成SZ區(qū)，減緩了胞壁熔體減薄速率，提高了泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的均勻程度。而對潤濕性不好的SiC來說，隨著SiC顆粒含量增加，孔結(jié)構(gòu)均勻程度逐漸上升至一個最佳值；之后，SiC含量的繼續(xù)增加反而使孔結(jié)構(gòu)出現(xiàn)惡化。這是因為SiC含量較低時，顆粒全部被氧化膜包覆，增大了氧化膜的作用范圍，抑制了熔體排液；SiC含量繼續(xù)增加有助于進一步提高熔體粘度，改善孔結(jié)構(gòu)；而當(dāng)SiC體積含量很

3、高時，大量未被包覆的SiC顆粒傾向于吸附在胞壁邊界，由于SiC顆粒與鋁熔體間的潤濕性較差(結(jié)合力較弱)，易造成裂紋而使胞壁破裂，導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)的惡化。 SiC顆粒含量對泡沫鋁力學(xué)性能有著顯著的影響：隨著SiC體積含量增加、粒度下降，泡沫鋁壓縮時的屈服強度、表觀彈性模量、吸能能力和彎曲剛度、極限載荷均有顯著提高，但韌性卻急劇下降。這是因為SiC顆粒與鋁基體間潤濕不良，結(jié)合強度較低。壓縮時泡沫鋁骨架以受壓為主，SiC與鋁基體間的結(jié)合強度