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Mg对碳纤维稳定泡沫铝发泡过程和胞孔结构的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2017年第12期38卷 1712-1715页

作者：李珉曹卓坤于洋姚广春东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

利用溶体直接发泡法制备出了不同Mg和碳纤维添加量的闭孔泡沫铝材料,详细研究了Mg的添加对泡沫铝发泡过程和胞孔结构的影响.研究结果表明:Mg元素的加入明显增大了泡沫体的膨胀率,拓宽了孔径分布的范围,并增加泡沫体中小气孔的数量.气泡... 详细信息

利用溶体直接发泡法制备出了不同Mg和碳纤维添加量的闭孔泡沫铝材料,详细研究了Mg的添加对泡沫铝发泡过程和胞孔结构的影响.研究结果表明:Mg元素的加入明显增大了泡沫体的膨胀率,拓宽了孔径分布的范围,并增加泡沫体中小气孔的数量.气泡壁内部和表面的微观形貌观察表明:Mg元素加入后,造成铝液表面张力降低,改善了铝液和氧化物颗粒的润湿性,有助于增加发泡过程中的气体释放,使泡沫体气泡壁平整且变薄,有助于提升气泡壁的稳定性,使获得的泡沫铝的孔隙率达到90%以上.

关键词：泡沫铝 Mg 膨胀率孔径分布气泡壁的稳定性

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硫酸盐酸性镀液中碳纤维电镀铜

过程工程学报 2006年第4期6卷 651-655页

作者：曹卓坤刘宜汉姚广春东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004

针对在硫酸铜酸性镀铜液中碳纤维电镀出现的镀层粗糙、“黑心”等问题,研究了纤维预处理、镀液成分和电解规范对镀层的影响,确定了合适的碳纤维电镀铜工艺.预处理采用空气高温氧化和硝酸粗化氧化,SEM和XPS分析显示,预处理后碳纤维表面... 详细信息

针对在硫酸铜酸性镀铜液中碳纤维电镀出现的镀层粗糙、“黑心”等问题,研究了纤维预处理、镀液成分和电解规范对镀层的影响,确定了合适的碳纤维电镀铜工艺.预处理采用空气高温氧化和硝酸粗化氧化,SEM和XPS分析显示,预处理后碳纤维表面粗糙度增加,并且存在大量亲水性含氧官能团.讨论了镀液中游离硫酸浓度、有机添加剂及Cl-等对镀铜层质量的影响,并采用SEM,XRD等方法考察了镀层质量.结果表明,在CuSO460g/L,H2SO4180g/L镀液中加入适量2-巯基苯并咪唑、乙撑硫脲和聚二硫二丙烷磺酸钠等添加剂,控制Cl-含量20～60mg/L,以及选择合适的工艺参数,可以在碳纤维表面得到均匀、平整、与纤维结合紧密的镀铜层.

关键词：碳纤维预处理润湿性电镀镀铜

内增韧颗粒对铝基泡沫材料孔结构和压缩变形行为的影响

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稀有金属 2020年第12期44卷 1279-1285页

作者：牛正一安振涛甄建伟于洋曹卓坤陆军工程大学石家庄校区弹药工程系河北石家庄050003 中国人民解放军32181部队河北石家庄050003 东北大学冶金学院辽宁沈阳110004

泡沫金属的力学性能受其基体材料性质和泡孔结构共同影响,提升基体强度并优化泡孔结构是提升泡沫金属压缩强度的有效措施。本文使用熔体反应法原位生成的内增韧TiB2颗粒增强铝基复合材料制备铝基泡沫材料,并研究了亚微米级TiB_(2)内增... 详细信息

泡沫金属的力学性能受其基体材料性质和泡孔结构共同影响,提升基体强度并优化泡孔结构是提升泡沫金属压缩强度的有效措施。本文使用熔体反应法原位生成的内增韧TiB2颗粒增强铝基复合材料制备铝基泡沫材料,并研究了亚微米级TiB_(2)内增韧颗粒对铝基泡沫材料细观泡孔结构和压缩变形模式的影响。使用微焦点X射线断层扫描(CT)对泡沫铝的孔结构进行了表征,结果表明内增韧TiB2颗粒使Al-Ca系铝基泡沫的密度和孔径同步增大,形成具有平直气泡壁的均匀泡孔结构。准静态压缩试验表明,使用含有5.0%和10.1%TiB_(2)颗粒的复合材料制备的铝基泡沫材料可较Al-Ca系泡沫金属的压缩强度提升40%以上。颗粒含量增加时,泡沫铝样品失效模式由弹塑性向弹脆性转变。将压缩强度试验数据与闭孔泡沫结构压缩强度的理论模型对比表明,采用内增韧颗粒增强铝基复合材料制备的泡沫材料压缩强度的提升来源于亚微米级颗粒对基体材料的弥散强化和细观孔结构优化的协同作用。

关键词：泡沫铝内增韧颗粒泡孔结构压缩性能

熔体发泡法制备泡沫铝过程中无泡层的形成与控制

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中国有色金属学报 2008年第7期18卷 1268-1273页

作者：李兵曹卓坤王永姚广春华中胜东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心沈阳110004

对熔体发泡法制备泡沫铝过程中无泡层的形成与控制进行研究,考察熔体中加入金属镁后的表面张力以及镁的加入对无泡层厚度的影响,结果表明:泡沫铝制备过程中无泡层的形成分为3个阶段,第一阶段为发泡初期短时间内形成,在这个过程中,气泡... 详细信息

对熔体发泡法制备泡沫铝过程中无泡层的形成与控制进行研究,考察熔体中加入金属镁后的表面张力以及镁的加入对无泡层厚度的影响,结果表明:泡沫铝制备过程中无泡层的形成分为3个阶段,第一阶段为发泡初期短时间内形成,在这个过程中,气泡向上运动,部分液体残留在底部形成无泡层;第二阶段和第三阶段为气泡长大过程,由于液膜液体与Plateau边界处处存在压力差,促使液膜处的液体流向Plateau边界处,最后通过Plateau通道流向底部形成无泡层;向加入3%Ca(质量分数)的纯铝熔体中再加入0.5%Mg后,熔体的表面张力显著降低,泡沫体中无泡层的厚度得到很好的控制。

关键词：泡沫铝熔体发泡法无泡层黏度表面张力

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镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料结构的特性表征

材料导报 2016年第6期30卷 82-85,115页

作者：杜金晶王斌曹卓坤姚广春梁李斯西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 东北大学材料与冶金学院沈阳110819

以纯铝为基体材料,TiH2为发泡剂,镀铜碳纤维为添加剂,制备了不同孔隙率的泡沫铝材料。研究了发泡时间、镀铜碳纤维掺杂量对泡沫铝相对密度、孔径和微观结构的影响。结果表明,在碳纤维含量相同情况下,发泡时间越短,泡沫铝试样的相对密度... 详细信息

以纯铝为基体材料,TiH2为发泡剂,镀铜碳纤维为添加剂,制备了不同孔隙率的泡沫铝材料。研究了发泡时间、镀铜碳纤维掺杂量对泡沫铝相对密度、孔径和微观结构的影响。结果表明,在碳纤维含量相同情况下,发泡时间越短,泡沫铝试样的相对密度越大,孔径越小。发泡时间相同时,碳纤维含量越多,泡沫铝的相对密度越大。SEM检测表明,碳纤维在Plateau边界内随机分布,而在气泡壁中和气泡壁表面基本呈平行分布,未发生团聚现象。

关键词：泡沫铝镀铜碳纤维孔径相对密度结构

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泡沫铝夹芯板水下抗爆性能的实验和数值模拟

材料与冶金学报 2021年第3期20卷 204-210页

作者：朱芮锋曹卓坤张志刚东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

采用PVDF压力传感器收集应力波数据的方法,对不同密度的泡沫铝夹芯板结构进行实爆实验,考察在有限水域爆炸下泡沫铝夹芯结构的抗爆炸冲击波衰减能力,并使用ANSYS/LS-DYNA软件对爆炸冲击波的传递过程进行数值模拟分析.研究结果表明,在相... 详细信息

采用PVDF压力传感器收集应力波数据的方法,对不同密度的泡沫铝夹芯板结构进行实爆实验,考察在有限水域爆炸下泡沫铝夹芯结构的抗爆炸冲击波衰减能力,并使用ANSYS/LS-DYNA软件对爆炸冲击波的传递过程进行数值模拟分析.研究结果表明,在相同爆炸加载条件下,四种密度泡沫铝夹芯板的抗爆炸冲击波衰减率均高于90%,低密度泡沫铝夹芯板的抗爆炸冲击波衰减能力高于高密度泡沫铝夹芯板,密度为0.26 g/cm^(3)泡沫铝夹芯板的抗爆炸冲击波衰减率比密度为0.57 g/cm^(3)试样提高了7.83%.应力波在低密度的泡沫铝夹芯板中传播比在高密度试样中慢,实爆实验中两组高密度泡沫铝板相比两组低密度泡沫铝板传播平均快40.5μs.本文研究成果可为泡沫铝夹芯板结构作为防爆材料提供理论基础.

关键词：泡沫铝夹芯结构有限水域爆炸有限元模拟应力波衰减

泡孔结构对原位生成TiB_(2)增强铝基泡沫材料阻尼性能的影响

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材料与冶金学报 2021年第2期20卷 124-129页

作者：郑兴璋曹卓坤张志刚东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

以原位生成TiB_(2)颗粒增强铝合金为基体,在不同正压压力条件下通过熔体发泡法制备不同泡孔结构特征的Al-TiB_(2)复合泡沫,借助CT,SEM等手段重点研究了泡孔结构对Al-TiB_(2)复合泡沫阻尼性能的影响和阻尼机制.研究结果表明,随着外加压... 详细信息

以原位生成TiB_(2)颗粒增强铝合金为基体,在不同正压压力条件下通过熔体发泡法制备不同泡孔结构特征的Al-TiB_(2)复合泡沫,借助CT,SEM等手段重点研究了泡孔结构对Al-TiB_(2)复合泡沫阻尼性能的影响和阻尼机制.研究结果表明,随着外加压力的增大,Al-TiB_(2)复合泡沫材料的孔隙率逐渐减小,材料的屈服强度和杨氏模量逐渐增大,损耗因子逐渐降低.在试验温度范围内,Al-TiB_(2)复合泡沫材料的损耗因子比具有相似孔隙率的纯铝泡沫提高了35%~80%.原位生成的TiB_(2)颗粒能与铝基体形成大量的Al-TiB_(2)相界面,孔隙率的增大能够提高复合泡沫的比表面积;大量的相界面和较高的比表面积均能提升振动过程中Al-TiB_(2)复合泡沫的内耗源,从而提高泡沫材料的阻尼性能.

关键词： Al-TiB_(2)复合泡沫泡孔结构原位生成阻尼孔隙率

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纯铝基泡沫材料凝固过程的研究

特种铸造及有色合金 2008年第1期28卷 12-14页

作者：李兵罗洪杰姚广春王永曹卓坤东北大学材料与冶金学院

采用熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫材料,研究了熔体发泡后泡沫体在自然冷却条件下的凝固特性,分析了强制水冷条件下泡沫体的凝固过程。结果表明,当纯铝基泡沫自然冷却时,表现出外层泡沫以层状凝固方式凝固,内层泡沫以体积凝固方式凝固... 详细信息

采用熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫材料,研究了熔体发泡后泡沫体在自然冷却条件下的凝固特性,分析了强制水冷条件下泡沫体的凝固过程。结果表明,当纯铝基泡沫自然冷却时,表现出外层泡沫以层状凝固方式凝固,内层泡沫以体积凝固方式凝固的特性,得到的泡沫铝中心轴处有裂纹缺陷出现;当泡沫体在强制水冷下冷却时,泡沫体以层状凝固方式凝固,得到的泡沫体内部孔隙均匀,无裂纹缺陷。通过建立纯铝基泡沫凝固模型,分析可知,层状凝固时,凝固收缩均匀分布于整个泡壁。整体凝固收缩消除了泡壁局部由于凝固而产生的裂纹,使泡沫铝孔隙均匀,内部无裂纹缺陷产生。

关键词：熔体直接发泡法纯铝基泡沫铝凝固过程冷却强制水冷缺陷

烧结温度对NiFe_(2)O_(4)/TiN复合陶瓷惰性阳极材料性能的影响

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材料与冶金学报 2021年第1期20卷 68-73页

作者：刘金莉张志刚曹卓坤东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

采用两步烧结法制备了掺杂质量分数为7%TiN的NiFe_(2)O_(4)/TiN复合陶瓷惰性阳极材料,重点研究了烧结温度对NiFe_(2)O_(4)/TiN复合陶瓷惰性阳极材料的微观结构及性能的影响.研究结果表明:随着烧结温度的升高,惰性阳极材料的晶粒间隙变小... 详细信息

采用两步烧结法制备了掺杂质量分数为7%TiN的NiFe_(2)O_(4)/TiN复合陶瓷惰性阳极材料,重点研究了烧结温度对NiFe_(2)O_(4)/TiN复合陶瓷惰性阳极材料的微观结构及性能的影响.研究结果表明:随着烧结温度的升高,惰性阳极材料的晶粒间隙变小,气孔逐渐减少,晶粒间结合度提高,体积密度呈先升高后降低趋势,在1325℃时达到最大值5.20g/cm^(3),但材料内部存在微裂纹;烧结温度为1300℃时,材料表现出较好的综合性能,抗弯强度达到最大值66.77MPa,一次热震强度剩余率为95.54%,表现出良好的耐高温冰晶石熔盐腐蚀能力;烧结温度超过1300℃时,材料内部缺陷尺寸增加,电解质成分更容易渗入到阳极材料中,耐腐蚀性能下降.

关键词： NiFe_(2)O_(4)基惰性阳极 TiN 烧结温度抗弯强度耐腐蚀性