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氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响

2021-08-12杨旭东谢明睿邹田春纵荣荣

材料工程 2021年8期

杨旭东,谢明睿, 邹田春,纵荣荣

(1 中国民航大学 中欧航空工程师学院,天津 300300;2 中国民航大学 适航学院,天津 300300;3 天津金力研汽车工程技术有限公司,天津 300392)

泡沫铝具有独特的力学与功能特性[1-4],被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车制造、国防军事等领域[5-7]。泡沫铝既可通过合金化、复合化改性发挥高比强度、高比模量、导电导热、电磁屏蔽等优势[8-12],又可与薄壁管、金属板等传统致密金属元件结合从而具备缓冲吸能、高阻尼等特点,因此具有广泛的工程应用[13-14]。其中,闭孔泡沫铝由于泡孔间不连通,具有独特压缩吸能特性,是当前轻量化材料的研究热点之一。闭孔泡沫铝制备方法主要有注气法、熔体发泡法、粉末冶金发泡法等[15-19]。近年来,粉末冶金发泡法由于其可精确调整粉末成分和含量,材料利用率高,可直接成型复杂形状产品等优势备受关注[20-22]。该制备工艺通过冷压、热压、轧制等工艺将充分混合的基体粉末和发泡剂致密化为可发泡预制体,将预制体放入发泡炉中,一段时间后预制体呈熔融状态,其内部的发泡剂分解形成泡孔,冷却后获得泡沫铝试样。You等[23]采用常规粉末冶金发泡法成功制备了孔隙率为60%~80%的闭孔泡沫铝,发现发泡剂含量或者发泡温度过高会导致泡孔均匀程度降低,二者过低则导致膨胀率和孔隙率较低。Rack等[24]采用粉末冶金发泡法制备了Al-7Si和Al-6Si-4Cu泡沫铝合金,发现Cu元素的加入改变了泡孔成核位点来源、分布和泡沫成核过程。Uzun[21]采用粉末冶金发泡法制备了SiC和CNTs增强铝基复合泡沫,研究表明CNTs和SiC可显著影响预制体发泡膨胀行为,两者的加入可提高试样的杨氏模量和平台应力。……

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