泡沫铝是一种新型的功能结构材料,其制备工艺有很多,其中PCM法由于能够实现泡沫铝异形件的近净成型和制备泡沫铝复合结构而受到广泛的关注。本文利用PCM法制备泡沫铝充填管及三明治复合材料,为实际应用提供依据。 1) 利用PCM法研究了直径为φ10.6mm的预制体在φ23.8mm、φ21.2mm两种内径的钢管内,炉温分别为800℃、760℃、740℃时的发泡充填情况,结果表明：预制体在管内发泡良好,能够充满内径23.8mm、21.2mm的钢管,断面最大充填率达到了80％、74％；炉温越高,升温速率就快,泡沫铝试样填充满钢管的时间短；管内泡沫铝的孔径、孔隙率和膨胀高度随炉温的升高,先增大然后减小,而平均相当圆直径随炉温变大。填充管内泡沫铝孔的演化包括孔的形核、长大、合并和湮灭等过程,对应的孔形状的变化是小孔径球形、大孔径球形、多边形化。 在管径23.8mm的钢管内,在炉温760℃,试样温度720-740℃范围内,发泡效果好；而在管径21.2mm钢管内,预设炉温760、740℃,试样温度在720-740℃,发泡效果较好。 2) 研究了直径为φ10.6mm的两根预制体在管径φ30mm,分别在炉温为760℃和800℃的发泡充填情况,结果表明：两根预制体能够实现发泡并很好结合,实现了横向尺寸的大尺寸化。单根与两根泡沫铝填充管的发泡规律相似,但两根预制体在管内发泡的同时还存在泡沫铝间的结合过程,提出了充填管内泡沫铝的结合机制。达到相同孔隙率时,两根预制体比单根的发泡时间更长,铝熔体内的气孔可以维持到更高的温度。预设炉温760℃,试样温度在725-740℃发泡较好。 3) 用PCM法制备泡沫铝三明治复合材料,并对界面结合效果进行分析。结果表明：采用粉末与钢板的冷热压工艺制备出了三明治预制板；发泡后,铁/铝泡沫铝界面通过Fe和Al元素的扩散,生成FeAl3的金属间化合物及其与Al混合的少量凝固组织,板芯间形成良好的冶金结合界面。