本文采用熔體發泡法制備泡沫鋁,以氧化處理后的TiH₂作為發泡劑,通過改變增粘劑(Ca)含量、增粘溫度、發泡劑含量和發泡溫度,從而制備出小孔徑且氣孔分布均勻的泡沫鋁。經過400℃、5 h+500℃、1 h氧化處理后TiH₂粉末表面生成了氧化物Ti₃O,其開始分解溫度提高了80℃,最大吸熱峰對應的溫度提高了60℃,有利于在高溫下達到更好的發泡效果。隨著增粘劑含量、增粘溫度、發泡劑含量和發泡溫度的增加,孔隙率呈現先增大、后減小的變化趨勢,而平均孔徑呈現相反的變化趨勢,當增粘劑含量為2.5 wt.%、增粘溫度為800℃、發泡劑含量為1.5 wt.%和發泡溫度為615℃時達到最佳發泡效果。泡沫鋁的壓縮應力-應變曲線可分為三階段:彈性階段,應力隨應變線性增加;屈服階段,隨應變的增加,應力稍有波動且明顯滯后于應變,出現一個較寬的屈服平臺區;致密化階段,應力隨應變的增加迅速增加。屈服強度和平臺應力隨著孔隙率和平均孔徑的增大而減小。泡沫鋁單位體積吸收能大小與孔隙率和平均孔徑密切相關,并且低孔隙率和小孔徑的泡沫鋁在壓縮時能吸收更多的能量。利...

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 多孔泡沫金屬概述
    1.2 泡沫鋁的發展現狀
    1.3 泡沫鋁的制備方法
        1.3.1 熔體發泡法
        1.3.2 注氣發泡法
        1.3.3 粉末冶金法
        1.3.4 滲流鑄造法
        1.3.5 熔模鑄造法
        1.3.6 固-氣共晶定向凝固法
    1.4 泡沫鋁的性能及應用
        1.4.1 泡沫鋁的性能
        1.4.2 泡沫鋁的應用
    1.5 鋁液中氣泡運動行為的研究
    1.6 論文研究意義及內容
第2章 熔體發泡法制備泡沫鋁的工藝方案
    2.1 實驗材料與設備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設備
    2.2 發泡劑TiH2的氧化處理
    2.3 泡沫鋁的制備工藝及方案設計
    2.4 泡沫鋁的基本參量表征和檢測方法
        2.4.1 孔隙率的測量
        2.4.2 孔徑的測量
第3章 主要工藝參數對發泡效果的影響
    3.1 TiH2熱分解性對發泡效果的影響
    3.2 工藝參數對泡沫鋁發泡效果的影響
        3.2.1 增粘劑含量對發泡效果的影響
        3.2.2 增粘溫度對發泡效果的影響
        3.2.3 發泡劑含量對發泡效果的影響
        3.2.4 發泡溫度對發泡效果的影響
    3.3 熔體發泡法制備泡沫鋁的缺陷分析
        3.3.1 無泡層
        3.3.2 局部大孔
    3.4 泡沫鋁的壓縮性能
        3.4.1 孔隙率對泡沫鋁壓縮性能的影響
        3.4.2 孔徑對泡沫鋁壓縮性能的影響
        3.4.3 孔隙率對泡沫鋁吸能性的影響
        3.4.4 孔徑對泡沫鋁吸能性的影響
    3.5 本章小結
第4章 氣泡在鋁熔體中運動特性的數值模擬
    4.1 Fluent模擬軟件介紹
        4.1.1 Fluent軟件的組成
        4.1.2 Fluent求解步驟
    4.2 數學模型
        4.2.1 流體力學方程
        4.2.2 界面控制方程
    4.3 模型驗證
    4.4 單個氣泡在鋁液中的升浮行為
    4.5 雙氣泡在鋁液中的運動行為
        4.5.1 上下同軸雙氣泡
        4.5.2 水平并列雙氣泡
    4.6 氣泡群在鋁液中的運動行為
    4.7 本章小結
第5章 結論
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發表的論文



本文編號：3996358