【摘 要】
:
泡沫铝材料具有特殊的吸声性能、隔声性能、吸能性能、电磁屏蔽性能、传热性能及阻尼性能,可以广泛用于车辆制造业、建筑领域、航天工业、军工等领域。粉末冶金发泡法具有近净成形的优点,在制备泡沫铝异型件上有不可比拟的优势,但是目前用此方法制备的泡沫铝存在泡孔均匀性较差、泡孔大小不可控、泡孔圆整度和泡壁质量较差等缺点。国内外对于泡沫铝工艺和性能的研究比较多,但是对于泡沫铝发泡机理的研究尚不够深入。本论文在国家
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目“基于同步辐射CT技术的泡沫铝粉末冶金发泡机理的研究”(U1332110);
论文部分内容阅读
泡沫铝材料具有特殊的吸声性能、隔声性能、吸能性能、电磁屏蔽性能、传热性能及阻尼性能,可以广泛用于车辆制造业、建筑领域、航天工业、军工等领域。粉末冶金发泡法具有近净成形的优点,在制备泡沫铝异型件上有不可比拟的优势,但是目前用此方法制备的泡沫铝存在泡孔均匀性较差、泡孔大小不可控、泡孔圆整度和泡壁质量较差等缺点。国内外对于泡沫铝工艺和性能的研究比较多,但是对于泡沫铝发泡机理的研究尚不够深入。本论文在国家自然科学基金项目“基于同步辐射CT技术的泡沫铝粉末冶金发泡机理的研究”(U1332110)资助下,利用北京同步辐射4W1A成像站设备组对泡沫铝样品的完整粉末冶金发泡过程进行了观测和记录,得到了一系列的发泡图像。通过分析对比这些发泡图像,探究了粉末冶金发泡过程的发泡机理,以期为实际生产提供理论基础。研究工作得到了以下结论:(1)含镀铜碳纤维的粉末预制坯在发泡时存在两种泡孔萌生方式,一种是发泡剂TiH2受热分解产生的H2以TiH2颗粒为形核基点形成泡孔;另一种是TiH2产生的H2在碳纤维附近形成微孔并长大。(2)在泡孔萌生阶段,镀铜碳纤维可以有效降低泡沫铝的形核温度,为泡孔的形成提供形核核心,使形核核心更多且分布更均匀,有效缓解了因H2聚集产生的应力集中,降低裂纹等缺陷出现的可能性,使形核阶段更加稳定。在泡孔长大阶段,镀铜碳纤维可以使泡孔的生长较为平稳,分布更均匀,降低出现泡孔严重分布不均的可能性。在泡孔合并阶段,镀铜碳纤维可以有效阻碍泡孔的移动,使合并过程相对缓慢,在一定程度上起到了稳定泡孔的作用。(3)粉末冶金泡沫铝发泡时,泡孔合并呈现两种典型情况,一种是两个泡孔边界接触后立即发生合并,另一种是泡孔边界接触一段时间后才合并。泡孔合并不充分会使两个泡孔之间的泡壁产生孔洞,是大尺寸连通孔形成的主要原因。在冷却凝固阶段,两个接触的泡孔会出现分离的现象。(4)泡孔的破裂会使泡孔体积变小,表层泡孔的破裂会使泡沫铝表面氧化层出现无法愈合的裂纹。(5)泡沫体凝固时会出现泡孔的坍塌,坍塌过程若没有金属液体的补充会使泡沫体出现不规则泡孔或裂纹等缺陷。(6)在泡孔萌生阶段,Al3O3颗粒会阻碍形核气泡的长大,甚至使形核气泡无法长大。Al203颗粒存在使产生的氢气流失严重。在泡孔长大、合并阶段,Al3O3颗粒提高了泡孔长大、合并时的温度,使泡孔长大合并迅速,提高控制发泡组织的难度。在发泡后期,Al3O3颗粒极大降低泡孔的稳定性,无法得到稳定的泡沫体组织。
其他文献
连续流变挤压技术对晶粒细化和破碎Al-Fe合金中粗大富Fe相有显著效果,从而提高Al-Fe合金的力学性能。本文利用硬度、拉伸试验等力学性能检测手段,以及X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射分析技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等微观组织分析手段,对 Al-Fe合金在连续流变挤压过程中组织与性能的演变规律进行研究,并探索其热稳定性,主要研究结果如下:(1)随着挤压道次的
钛和钛合金凭借优良的机械性能和生物相容性被广泛应用于生物医用植入材料,尤其是在人工关节和牙种植体等领域。炎症感染和骨结合强度低是临床面临的两个主要问题。铜元素作为人体必需的微量元素具有一定的抗菌能力。本课题采用Ti-3Cu合金为原材料,对其进行超声微弧氧化表面处理,形成多孔氧化物涂层,改变了铜元素分布和存在形式,不仅提高了抗菌性能,又保证了良好的细胞相容性。本文通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X
肌分化因子(Myogenic Differentiation 1,MyoD1)属于生肌调节因子(MRFs)家族的成员之一,是细胞成肌分化、肌纤维形成等阶段中的重要调控因子。肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)主要在骨骼肌中特异性表达,对人类和动物肌肉生长、脂肪沉积等有重要作用。DNA甲基化(DNA Methylation)为DNA的表观性遗传调控的一种形式,也是目前最早发现的一种修饰DN
钦和钛合金由于其优异的机械性能和生物相容性而被广泛用于生物医学植入领域,特别是在修复和替代材料,如人造关节和牙种植体方面。但仍有许多问题困扰着其临床应用,如感染或炎症。感染一旦发生,患者需要接受长期抗生素治疗,甚至二次手术。因此,具有较强抗菌性能的植入体在临床应用中显示出极大的潜力与市场。铸态Ti-3Cu合金具有良好的抗菌性能(>90%抗菌率),但机械性能仍有待提高。本文选择了锻造和热处理来改善T
毫米波大规模MIMO作为5G通信系统的关键技术,因其可以提升系统容量、提高频谱利用率受到广泛关注。信道估计作为反映通信质量的重要手段,其准确性影响着通信系统的性能。传统信道估计方法依赖于导频信号和信道先验统计特性,对导频要求较高。将深度学习方法应用于信道估计,无需知道系统信道特性,对系统产生数据进行学习可以有效提升估计精度,具有重要研究价值。针对采用导频的信道估计方法会导致导频开销过大和估计精度较
针对各种复杂零部件的抛磨,提出运用3-RPS并联机床完成零件的加工要求。虽然目前已经开发出并联机构样机,仅能够实现简单的运动,但是设计理论的研究还不够成熟。针对并联机床中存在的正解、刚度及振动等问题,以并联机床中的3-RPS并联机构为研究对象,分别进行机构正解、静力学、动力学及有限元等的理论研究。首先,针对传统的迭代求解方法因初值设置不当而引起的求解失败以及求解速度慢等问题,提出了一种新型的混合遗
盐雾环境下的船舶及航空用紧固件要求表面有较好的摩擦磨损性能与抗盐雾腐蚀性能,涂层作为改善材料表面特性,提高材料表面性能的成熟手段,已经在海洋航空、医疗等领域有了长足发展。多层纳米涂层由于其优异的物理化学性能被广泛使用,其中Ti基多层纳米涂层的研究更为深入。本文研究着重于Al/TiN/Ag多层纳米涂层的制备,综合性能的测试、以及相关失效理论的分析。采用JCP-500型磁控溅射设备进行多层(9、15、
铝合金具有优良的铸造性能、力学性能和物理性能,是目前使用最广泛的铸造材料之一,在航空航天等重要领域中具有十分关键的应用。铝合金铸件的凝固组织是影响其综合性能的重要因素,通过金相组织观察等实验方法只能获得凝固结束后的凝固组织情况,难以直接观察和分析凝固过程中铸件组织的变化过程。数值模拟技术可以直观地模拟出铸件在凝固过程中不同阶段的凝固组织分布,从而可以有效地指导铸造工艺的设计和优化。本文针对铸造热物
筛分广泛应用于冶金、矿业、化工、医药等工业领域,是物料颗粒分离的主要技术之一。细粉物料颗粒筛分是一个比较复杂的过程,由于颗粒间存在强烈的范德华作用力,具有强吸附性,易于粘结成团聚体,从而堵塞筛孔,使筛分效率低下。针对目前国内超声辅助筛分的机理缺乏而导致超声辅助筛分设备盲目设计的现状,因此,本文提出了超声波辅助细粉物料筛分的机理研究。本文主要的研究内容如下三个方面:(1)首先,对超声波作用下细粉颗粒