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用二次发泡法制备SiC/Al复合泡沫铝孔结构的稳定性

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材料研究学报 2024年第8期38卷 605-613页

作者：黄闻战陈尧陈鹏张玉洁陈星宇太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

用二次发泡法制备不同SiC含量的SiC/Al复合泡沫铝前驱体,再将其在660℃~700℃发泡制备出SiC/Al复合泡沫铝,用EDS、SEM和超景深显微镜等手段对其表征,研究了SiC含量对前驱体致密度的影响、对在不同温度制备的ZL102复合泡沫铝合金的孔隙... 详细信息

用二次发泡法制备不同SiC含量的SiC/Al复合泡沫铝前驱体,再将其在660℃~700℃发泡制备出SiC/Al复合泡沫铝,用EDS、SEM和超景深显微镜等手段对其表征,研究了SiC含量对前驱体致密度的影响、对在不同温度制备的ZL102复合泡沫铝合金的孔隙率、孔数、平均孔径和孔壁厚度的变化,以及黏度对其孔结构稳定性的影响及其机制。结果表明,提高SiC含量可提高前驱体的致密度。680℃是较为适宜的二次发泡温度。随着发泡温度的提高低黏度泡沫铝的平均孔径和孔壁厚度减小,而高黏度泡沫铝的平均孔径增大、孔壁厚度减小。高黏度泡沫铝的孔结构稳定,其孔隙率更高。

关键词：复合材料金属基泡沫铝二次发泡熔体黏度 SiC含量

二次发泡法制备ZL102泡沫铝及夹芯板基础研究

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二次发泡法制备ZL102泡沫铝及夹芯板基础研究

作者：陈尧太原科技大学

学位级别：硕士

泡沫铝是一种低密度,高比强度的轻质材料,分为开孔和闭孔两种,具有良好的隔声、隔热和吸能性能。泡沫铝夹芯板（Aluminum Foam Sandwich,AFS）是将两层高强度金属板与泡沫铝以物理/化学方式贴合的复合结构材料,具有广泛的应用潜力。但... 详细信息

泡沫铝是一种低密度,高比强度的轻质材料,分为开孔和闭孔两种,具有良好的隔声、隔热和吸能性能。泡沫铝夹芯板（Aluminum Foam Sandwich,AFS）是将两层高强度金属板与泡沫铝以物理/化学方式贴合的复合结构材料,具有广泛的应用潜力。但制备时易发生孔洞大小和分布难控,发泡与孔结构稳定性较差,力学性能不佳等问题。为提高泡沫铝及AFS发泡与孔结构稳定性,降低制备难度,改善力学性能。本文主要研究了二次发泡（TSF）法制备ZL102泡沫铝及夹芯板制备工艺及相关性能,并对内在机制进行详细阐述。选取不同SiC含量（1-8wt.%）和不同发泡温度（660-720℃）作为参考变量,表征了不同参数条件下TSF法制得的泡沫铝宏观结构和微观组织,阐明了不同SiC含量泡沫铝在不同发泡温度下的孔结构演变规律,以及SiC含量和二次发泡工艺参数如何影响压缩性能的具体路径。工艺优化后制备的泡沫铝成型率高,孔结构良好,抗压缩性能优异。此外,通过优化的泡沫铝制备工艺并结合热轧工艺,改变轧制参数,实现了1060铝板和ZL102泡沫铝的高强度冶金结合,成功制得界面结合强度高且抗弯曲性强的AFS,并确定出最优制备参数。研究发现:1、在相同SiC含量下,提高二次发泡温度能增大泡沫铝孔径,薄化孔壁,减少孔数,利于孔隙率增大。在相同二次发泡温度下,1-4wt.%SiC泡沫铝黏度低,孔结构稳定性差,发泡时易发生孔壁合并破裂,孔隙率随黏度升高而增大,但不超过76%;8wt.%SiC泡沫铝黏度过高,气孔生长困难,但孔隙率可超77%。它们的孔径和孔壁厚度均随黏度升高而减小。6wt.%SiC泡沫铝黏度适宜,孔结构稳定,孔径大且壁薄,孔隙率超80%。2、适当增加泡沫铝的SiC含量可提高其内部颗粒分布均匀性、基体硬度、熔体黏度和孔结构稳定性,优化孔径和孔壁分布并强化抗压结构。SiC含量为6wt.%且二次发泡温度为680℃时,泡沫铝孔隙率超80%,抗压缩性能强,吸能效率达到13.697MJ/m3。3、AFS的抗弯曲和吸能能力受SiC含量、面板厚度、孔结构和界面结合强度共同影响。适量SiC颗粒、增大轧制温度和压下量,能优化界面结合区元素扩散长度和颗粒密度,提升AFS界面结合强度。同时,能优化芯材内SiC颗粒分布性和尺寸,增强芯材硬度、强度和塑性,进一步提高孔结构稳定性,从而提升了抗弯曲性能,降低了制造复杂度。4、本研究最优AFS制备参数:轧制温度530℃,轧制压下量60%,面板厚度1mm,芯材SiC含量6wt.%。优化后AFS界面具有良好冶金结合,元素扩散超500μm,芯材内SiC颗粒细化且分布均匀性高,孔结构稳定,在三点弯曲试验中表现出较均匀的受力分散,最大试验力3.15k N,可吸能24.63J,失效模式为塑性变形和芯材剪切破坏。

关键词： ZL102泡沫铝泡沫铝夹芯板二次发泡 SiC含量力学性能

AlSi9合金泡沫的二次发泡工艺及力学性能研究

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热加工工艺 2013年第22期42卷 47-50页

作者：赵明伟左孝青杨牧南王俊张喆昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

采用二次发泡法制备AlSi9合金泡沫,对制备过程及影响孔结构的因素进行分析。研究了熔体温度、TiH2处理温度、TiH2搅拌分散时间、二次发泡温度和发泡时间对AlSi9合金泡沫孔结构变化的影响规律,得出了试验条件下优化的工艺参数配置。进行... 详细信息

采用二次发泡法制备AlSi9合金泡沫,对制备过程及影响孔结构的因素进行分析。研究了熔体温度、TiH2处理温度、TiH2搅拌分散时间、二次发泡温度和发泡时间对AlSi9合金泡沫孔结构变化的影响规律,得出了试验条件下优化的工艺参数配置。进行了AlSi9合金泡沫压缩性能测试,获得了孔隙率65%～77%AlSi9合金泡沫的压缩应力-应变曲线,并对AlSi9合金泡沫的压缩过程进行分析。

关键词： AlSi9合金泡沫二次发泡孔结构压缩性能

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ZL111合金泡沫的二次发泡制备基础研究

ZL111合金泡沫的二次发泡制备基础研究

作者：赵明伟昆明理工大学

学位级别：硕士

泡沫铝是由气体与铝合金基体组成的一种结构-功能一体化复合材料,在汽车、航空、建筑等行业有着广泛的应用前景。二次发泡法是具有工业化前景的一种泡沫铝制备方法,但二次发泡泡沫铝的强韧性有待进一步提高。本论文基于二次发泡法,以ZL... 详细信息

泡沫铝是由气体与铝合金基体组成的一种结构-功能一体化复合材料,在汽车、航空、建筑等行业有着广泛的应用前景。二次发泡法是具有工业化前景的一种泡沫铝制备方法,但二次发泡泡沫铝的强韧性有待进一步提高。本论文基于二次发泡法,以ZL111合金为原材料,进行了高强韧ZL111合金泡沫制备研究,获得了平均孔径为3-5mm、孔隙率为75-85%、孔结构均匀的ZL111合金泡沫,并进行了ZL111合金熔体变质处理、T6热处理等研究,主要研究结果如下： (1)获得了二次发泡法制备ZL111合金泡沫优化的工艺参数配置：合金熔化及保温温度610℃;Mg含量1%;搅拌时间4min;发泡剂含量0.4%;发泡剂分散时间90s;压制压力50t;发泡温度605℃;发泡时间6’30"。 (2)向熔体外加少量的增粘物质(Mg),可实现结构均匀、高强韧ZL111合金泡沫的制备。 (3)通过向合金熔体添加一定量的变质剂可以显著改善共晶硅形貌,并同时细化Q-Al。向熔体分别添加0.3%稀土Y、0.06%Sr时,ZL111合金泡沫大部分共晶硅由针状转变为颗粒状,Q-A1平均尺寸从未变质的80-100μm分别细化到30-50μm、40-60μm。合金熔体经过Y&Sr复合变质后,颗粒状共晶硅均匀分布在晶界上,Q-Al平均尺寸细化到30-40μm。比较不同变质方式得到：复合变质较单一变质具有更强的变质能力。 (4)ZL111合金泡沫热处理可以提高第二相弥散分布程度。经过复合变质、T6热处理的ZL111合金泡沫组织均匀、尺寸细小,Q-Al平均尺寸为30-40μm,弥散分布的第二相尺寸为2-4μm。 (5)经复合变质、T6热处理的ZL111合金泡沫的压缩试验结果表明：屈服强度从未变质、未热处理的13.3MPa提高到22.6MPa,致密化应变从62%提高到76.9%,能量吸收值从4.87MJ/m3提高到13.77MJ/m3。 (6)对经过复合变质、T6热处理的ZL111合金泡沫进行SEM、 XRD检测分析,发现其第二相主要是CuAl2和Al9FeMg3Si5,并存在微量MgAl2O4。对ZL111合金泡沫进行元素面扫描,结合理论分析,可知少量Mg的加入生成了镁铝尖晶石(MgAl2O4),提高了铝合金熔体粘度以及氧化物和铝合金熔体的润湿性,在二次发泡时起到稳定气泡作用。

关键词： ZL111合金泡沫二次发泡变质处理热处理力学性能

一种丁苯橡胶和天然橡胶和EVA并用闭孔二次发泡材料及其制备方法

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橡塑技术与装备 2018年第13期 62-62页

本发明涉及发泡材料技术领域,提供一种丁苯橡胶和天然橡胶和EVA并用闭孔二次发泡材料及其制备方法,丁苯橡胶和天然橡胶和EVA并用闭孔二次发泡材料,对丁苯橡胶、天然橡胶、EVA、硬脂酸、分散剂、增塑剂、氧化锌、抗氧剂、补强剂、阻燃剂... 详细信息

本发明涉及发泡材料技术领域,提供一种丁苯橡胶和天然橡胶和EVA并用闭孔二次发泡材料及其制备方法,丁苯橡胶和天然橡胶和EVA并用闭孔二次发泡材料,对丁苯橡胶、天然橡胶、EVA、硬脂酸、分散剂、增塑剂、氧化锌、抗氧剂、补强剂、阻燃剂、交联剂、助交联剂、软化剂、炭黑和发泡剂进行相容共混加工,形成了综合性能好、成本低、价格便宜的

关键词：丁苯橡胶制备方法二次发泡天然橡胶 EVA

一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法

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橡塑技术与装备 2018年第7期 61-61页

本发明涉及发泡材料技术领域,提供一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法,保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性,加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度,加入... 详细信息

本发明涉及发泡材料技术领域,提供一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法,保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性,加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度,加入顺丁橡胶,耐寒性、耐磨性和弹性特别优异,动负荷下发热少,加入高苯乙烯树脂提高制品机械刚度、制品硬度、

关键词：顺丁橡胶二次发泡丁苯橡胶高苯乙烯树脂制备方法天然橡胶

一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法

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橡塑技术与装备 2019年第3期 68-68页

关键词：顺丁橡胶高苯乙烯树脂二次发泡制备方法丁苯橡胶天然橡胶

氧化处理对Ti_2分解特性及组织结构的影响

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材料科学与工艺 2008年第2期16卷 211-215页

作者：左孝青潘晓亮寥明顺周芸孙加林昆明理工大学材料与冶金工程学院云南昆明650093

针对制备泡沫铝异型件的熔体路径发泡先驱体二次发泡工艺，对TiH2的氧化处理、变温分解特性、等温分解特性、组织结构进行了研究。研究表明：氧化处理可有效提高发泡剂。的开始分解温度，随氧化处理温度的提高，开始分解温度提高；氧化... 详细信息

针对制备泡沫铝异型件的熔体路径发泡先驱体二次发泡工艺，对TiH2的氧化处理、变温分解特性、等温分解特性、组织结构进行了研究。研究表明：氧化处理可有效提高发泡剂。的开始分解温度，随氧化处理温度的提高，开始分解温度提高；氧化处理后发泡剂的等温分解曲线由低分解平台、快速分解阶段和稳定分解阶段3部分组成，低分解平台随氧化处理温度的提高而延长；400℃／6h＋500℃／1h＋620℃／30s的处理，可使TiH2的分解量较400℃／6h＋500℃／1h处理时有所提高；TiH2氧化处理后在其表面生成了厚约1.1-1.5μm的TixOy致密氧化层，TiH2在300-550℃氧化，其物相依次变化为：TiH1.97-TiH1.97＋TiO2-TiH1.97＋TiO2＋T2O-TiH1.97＋TiO2＋T2O＋TiH。

关键词： TiH2 氧化处理分解特性组织结构泡沫铝二次发泡

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聚氨酯泡沫材料的多层复合及其吸声性能研究

功能材料 2007年第A10期38卷 3732-3734页

作者：翟彤周成飞郭建梅曹巍曾心苗北京市射线应用研究中心北京100012

采用二次发泡工艺制备出一种声学性能优良的聚氨酯多层复合泡沫吸声材料，并对其吸声性能进行了研究分析。

关键词：聚氨酯泡沫二次发泡多层复合吸声系数