【摘 要】
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泡沫铝具有许多传统多孔塑料和致密金属材料不可比拟的优势,近年来受到了国际上较高重视。本论文利用真空低压渗流工艺制备了多孔泡沫铝及铝-硅胶复合体,并对其耐腐蚀性能和
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泡沫铝具有许多传统多孔塑料和致密金属材料不可比拟的优势,近年来受到了国际上较高重视。本论文利用真空低压渗流工艺制备了多孔泡沫铝及铝-硅胶复合体,并对其耐腐蚀性能和力学性能进行了初步研究。
以工业盐(NaCl)为填料粒子,利用真空低压渗流法成功制备了泡沫Al-0.146wt.%Ti(wt.%,质量百分比,下同)合金。发现在本实验条件下制备泡沫Al-0.146wt.%Ti合金的最佳条件为:NaCl填料粒子预热温度为300℃,合金液体浇铸温度为760℃,填料粒子尺寸在1~3 mm间。不过最终所得通孔泡沫Al合金的孔径明显小于填料粒子尺寸,这表明在渗流时,NaCl颗粒发生了破裂。当预热温度过高时,填料粒子在预热中会破碎。当粒子尺寸过大时,填料粒子会在合金液体浇铸时发生严重爆裂,从而影响泡沫合金质量。另外,抽气孔位置以及样品尺寸对所得泡沫Al合金孔径分布均匀性有明显影响。为了改善泡沫Al孔径的均匀性,对电沉积技术制备泡沫Al进行了初步尝试,但未获得成功。
为了拓展泡沫Al的应用,以球形硅胶颗粒为填料粒子,利用真空低压渗流法制备了Al-0.146Ti-硅胶复合体,以便该复合体在干燥箱等领域的应用。获得了制备该复合体的最佳条件为:填料粒子为2~3 mm时,预热温度为350℃,浇铸温度为780℃;随着填料粒子直径的增大,预热温度和浇铸温度均显著降低。这表明Al液在硅胶颗粒中的渗流能力随粒子直径的增加而增加。对同一尺寸的填料粒子,尽管预热温度和浇铸温度可进一步提高,但随着温度升高,填料粒子厚度需增加,否则容易渗流过度。
泡沫Al-0.146Ti合金的模拟海水全浸腐蚀实验结果表明:泡沫低钛铝合金的耐腐蚀性随着孔率的增加而降低。这是因为随着孔隙率增加,泡沫合金与腐蚀液的接触面积增大,腐蚀速率增加。Al-0.146wt.%Ti-硅胶复合体的压缩性能测试结果表明:随着硅胶直径增大,屈服强度和抗压强度降低;并且该复合体的屈服强度和抗压强度与应变速率间存在指数关系,其应变速率敏感系数分别为0.17和0.16。表现出明显的应变速率敏感性。
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