多孔泡沫铝制备工艺及其应用

张立春,张勇,刘芬芬

(海军航空工程学院,山东烟台264001)

摘要:泡沫铝具有优良的物理性能,应用前景广阔。本文概述了几种常见的泡沫铝制备工艺,并介绍了泡沫铝的在不同领域的应用。最后指出了泡沫铝技术的研究和工业化规模生产技术的发展方向。

关键词:泡沫铝;多孔泡沫金属;制备工艺

中图分类号:O57112文献标志码:A

Preparation Process and Application of Porous Aluminum Foams

ZH A NG L ichun,ZH A N G Y ong,LI U Fenfen

(N ava l A ero nautical Eng ineer ing Institue,Y antai264001,China)

Abstract:T he aluminum foams have excellent physical pr operties,and widely application prospects.In this paper,sev-er al commo n pr epar at ion processes on alum inum foams w ere summar ized and the applicat ion o n different f ields w as intr o-duced.F inally,the technolo gy research and develo pment of indust ria-l scale pr oduction technolog y w ere put f orw ard.

Key words:Aluminum fo ams,Po rous foam metal,P reparatio n pr ocess

多孔泡沫金属是一种由金属基体和气体(气孔)

组成的结构功能一体化的新型金属基复合材料。他因具备多种优异物理性能已引起广泛关注,在消声、减震、催化载体、屏蔽防护、吸能缓冲等一些高新技术领域得到了广泛应用。金属泡沫材料质轻、隔音、阻燃,又有很强的吸能本领和电磁屏蔽作用,因此受到国防工业部门的高度重视。

自从1948年SoSnik利用汞在熔融态的铝中气化而得到了多孔泡沫铝后,人们开始对多孔泡沫金属材料展开广泛的研究和应用。其中典型的代表就是泡沫铝,他是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料,孔隙率一般为40%~ 98%。泡沫铝既具有多孔材料所具有的轻质特性,又具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能,而且还有如渗透、阻尼、能量吸收、电磁屏蔽、保温、耐火阻燃、吸音隔音、比表面积大等多种特殊功能,因此,在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业应用广泛[1-2]。

1多孔泡沫铝的制备工艺

有关泡沫铝制备工艺的研究较多,但这些工艺主要可分为液态金属凝固法、固态金属烧结法及沉积法3种。现已开发出一些有工业价值的生产工艺,如熔体发泡法、渗流铸造法、粉末冶金发泡法、电化学法等,在实际生产中应用较广泛。

111熔体发泡法[3]

在泡沫铝的众多制备方法中,熔体发泡法比较适合于规模化生产大规格泡沫铝材,这种工艺对设备要求简单,而且产品孔隙可控,成本低廉,可实现

产品的连续制备。

图1熔体发泡法装置其基本工艺流程是:

将合金熔化并保持温度为

650~670e;然后加入

M g粉,以降低熔体的表面

张力;搅拌10m in并添加

定量的发泡剂,控制处理

温度为530e;在尽可能

减少发泡剂分解的条件下,必须保证发泡剂有充分的分散时间,发泡剂分散后,合金注入模具并水冷,然后经压力机压制,得到二次发泡的发泡先驱体;将先驱体在两相区温度下发泡,即可得到最终的泡沫铝制品。熔体发泡法装置示意图如图1所示。112渗流铸造法[4]

渗流铸造法是将NaCl堆积在铸模中压制成坯,经预热后浇注金属,然后将颗粒去除,制备出通孔的泡沫结构。该工艺的关键是合理选择和搭配粒子的预热温度、铝液浇注温度和冲型压力这3个工艺参数,其中对粒子预热温度的控制尤其重要。金属液的浇注温度对充型长度有较大影响,粒子小则温度适当提高,过高的温度会导致组织不均匀甚至

泄漏。

图2真空渗流法装置渗流铸造法又分为

上压渗流铸造法和负压

渗流铸造法,这2种方

法各有优缺点。这种泡

沫铝制备工艺孔径参数

可控,通孔率高、比表面

积大、成本低,适合大规

5新技术新工艺6#数字技术与机械加工工艺装备2009年第12期

模工业生产。真空渗流法工艺装置示意图见图2。113粉末冶金发泡法[5]

粉末冶金发泡法是德国Fraunhofer应用材料研究所发明的,工艺原理是将混合铝粉与发泡剂粉,经压缩得到具有气密结构的预制体,加热预制体使发泡剂分解释放出气体,迫使预制体膨胀得到泡沫铝。该工艺稳定可控,可制备泡沫铝异型件及其复合结构,能满足交通运输、航空、航天和军工等领域的需求,已成为当前泡沫铝研究中的热点方向。

粉末冶金发泡法多采用6061铝合金粉、A lSi 以及纯铝粉作为发泡原材料。压制时选择合适的压力使均匀混合的粉末致密化,以保证发泡剂完全渗入铝基体,且不存在残余通孔。另外,发泡剂是预制体发泡的核心,一般选用性价比较高的T iH2。在发泡过程中,应综合考虑孔隙率、孔隙均匀性和TiH2有效利用率等因素,确定TiH2添加量的最佳范围。最后,必须合理控制发泡温度及发泡时间。

114电化学沉积法[6]

电化学沉积法是采用电镀工艺来制备泡沫金属材料的,其工艺流程是:首先将泡沫塑料进行预处理,即粗化、敏化、活化、解胶或还原,然后以预处理过的泡沫塑料为阴极,工业纯铝板为阳极,在烷基铝溶液中电镀制成以泡沫塑料为衬底的泡沫铝。然后将制得产品进行后处理,后处理一般采用化学或预热的方法将泡沫塑料去除,最终得到泡沫铝材料。采用电沉积法生产的泡沫铝具有孔洞分布均匀、孔径小、孔隙率高的特点,且其隔热和阻尼特性优于铸造法生产的泡沫铝。

2多孔泡沫铝的应用

随着泡沫铝制备工艺的改进,泡沫铝在航空航天、船舶、电子、汽车制造、建筑、包装、装饰材料、体育器材等领域中的应用正在不断扩大。多孔泡沫金属的应用主要有吸声材料、抗冲击材料、耐高温材料、催化载体材料等。

211吸声材料

泡沫铝隔声性能强,可以通过孔壁的振动吸收声音的能量,孔越小吸收声音的能力越强,可用于制造建筑等行业用的吸音板和消声器。试验证实,泡沫铝消声器在频率为630H z时,噪声最大可降低614dB,而频率在410kH z时,噪声可降低23 dB[7]。由于成本和效率方面的优势,熔模铸造法或沉积法制备的泡沫可以取代现有的消音器材料,目前已制备出最大直径100mm的泡沫消音器。

212抗冲击材料

泡沫铝具有良好的吸收冲击能力。泡沫铝没有方向性和反弹能力,因此具有很好的减震性能,是良好的抗冲击部件材料,可用于航空设备的保护套和缓冲器、汽车刹车器、精密机床的底座及各种安全垫等。另外,将其设计成吸能器能大大提高舰船机械设备的冲击防护能力,所以泡沫铝在国防建设中具有广泛的应用。

213耐高温材料

泡沫铝耐热性强,一般铝合金的熔点在560~ 700e,但泡沫铝即使加热到1000e也不会熔化,因此可以用作航天设备的核心材料、阻燃器和各种耐热隔热材料。

214催化载体材料

由于金属泡沫在韧性和热导率方面的优势,所以泡沫铝常用作催化载体材料。如将催化剂浆料涂于薄的泡沫金属片表面,后通过成型(如轧制)和高温处理,可以用于电厂废气氮氧化物(N O X)等的处理。

3泡沫铝研究应用前景

泡沫铝具有密度小、隔音、吸音、隔热等多种功能,随着技术的进步,泡沫铝将会有广泛的应用前景。在进一步的研究中,应重点解决以下问题。

1)提高性价比。在制备工艺上研究简单可靠、稳定的泡沫铝生产工艺,降低生产成本。

2)提高规模化生产能力。应重点研究泡沫铝的连续化制备工艺,实现泡沫铝生产的工业化及规模化。

3)提高产品质量。改进制备工艺和制备参数,制备在结构和形态上具有良好均匀性的泡沫铝。

4结语

泡沫铝是一种很有发展前途的新型功能材料,可望在较多领域内得到应用。但从目前的应用情况来看,其应用范围仍存在一定局限性,这就需要在理论和制备工艺上继续深入研究,以尽快挖掘泡沫铝的实际应用价值。

参考文献

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[2]Banhar t J.M anufactur e,characterization and application of cellular met als and met al fo ams[J].Pr og r.M ater.Sci, 2001,46:559-632.

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[4]杨思一,吕广庶.泡沫铝渗流铸造的工艺因素分析[J].热加工工艺技术与装备,2005,5:44-45.

#5新技术新工艺6#数字技术与机械加工工艺装备2009年第12期

机床零部件感应器设计及选型

卯石刚1,宿新天2

(1.沈阳机床股份有限公司,辽宁沈阳110141;2.保定市金能换热设备有限公司,河北保定071000)

摘要:以典型零件感应加热淬火方式为基础,分析了感应器的设计和选用原则,以期提出实用的感应器设计技术,从而保证感应加热工艺的实施和淬火工件的质量。

关键词:感应器;施感导体;导磁体

中图分类号:T G 14211 文献标志码:A

Design and Application of Inductors on Machine Tool Components

M A O Shig ang 1,SU X int ian 2

(1.Sheniy ang M achine T oo l Co.Ltd.,Shenyang 110141,China;2.Baoding Jinneng Heat Ex changer Co.L td.,Bao ding 071000,China)

Abstract:In this paper,the desig n and select ion pr inciples wer e analy zed,based on the study o f the inductive heating and quenching metho ds fo r the ty pical com ponents.Further more,t he practical design metho ds of the inducto rs wer e put forw ar d so as to insure implementat ion of the inductiv e heating techno log y and the quality of the components.

Key words:Inducto r,Inductor co il,M ag netizer

感应加热淬火具有独特的工艺特点,加热时间短、速度快,细化淬火组织,具有强化力学性能的效果;感应热处理可对零部件局部加热,实施表面或局部强化处理,所以在机床零部件生产中,大量采用感应加热淬火技术,但由于零部件表面形状千差万别,为使加热均匀,就应不断改进和更新感应器的结构,使有效圈的施感导体与零部件的间隙保持合适的尺寸,才能获得最佳的淬火效果。以下就感应器的结构、

设计和选型进行了具体论述。

图1 床身导轨淬火感应器

1 感应器结构

感应器的结构一般由5部份组成,如图1所示。

1)连接卡头

其作用是把感应器

连接固定在感应电源输

出口处(淬火变压器次

级),并将电流传导给汇流排。

2)汇流排

将工作电流引至施感线圈,并起到增加感应器

整体结构强度及延伸工作区的作用。

3)施感导体(线圈)

通过一定频率的感应电流,与工件待淬火表面区域产生电磁涡流耦合作用,使该表面迅速加热至淬火要求温度。

4)冷却附件

在大多数连续淬火感应加热过程中,冷却附件是用于冷却连接卡头、汇流排及施感线圈,并且可以直接提供冷却介质进行淬火,这就大大简化了感应器结构。

5)导磁体

根据实际感应加热的实践,导磁体在感应淬火中起到驱磁、聚磁的重要作用,因此,导磁体也应作为感应器的一部分加以分析。

[5]刘杰,王录才,王芳.P CM 法制备泡沫铝的研究现状及应用前景[J].铝加工,2008,1:31-34.

[6]孙伟成,武小娟.电沉积泡沫铝[J].金属功能材料,2003,10(2):19-21.

[7]张勇.两种泡沫铝消声器的消声性能研究[J].功能材料,2004,35(增刊):2251-2253.

[8]顾太平,黄映云.泡沫铝在冲击安全防护中的应用[J].

噪声与振动控制,2005,3:58-60.

作者简介:张立春(1970-),男,硕士,工程师,主要从事多孔

材料的研究。

收稿日期:2009年8月5日

责任编辑吕德龙

75#5新技术新工艺6#数字技术与机械加工工艺装备 2009年第12期

铝业有限公司年产3万吨熔铸生产线方案书

方案依据: 1）熔炼炉熔化原料为废铝原料，保温炉用于配置合金铝锭或者合金铝棒。 2）全厂车间配置4台15吨燃油熔铝炉（配蓄热式燃烧器）。 3）燃料为重油或者轮胎油。 4）熔炼车间占地面积为30米×60米一、设备名称及数量： 1）3吨叉车2台 2）5吨叉车1台 3）5吨行车1台 4）炉前操作工具1批 5）15吨斜门拱顶方形炉（配蓄热式燃烧器）4台 6）铝渣处理设备1套 7）铝棒铸造机（含液压平台）1套 8）铝棒铸造模X套 9）铸造操作工具1批 10）铸造冷却系统1套 11）铸造深井1个 12）流槽X米 13）过滤箱1套 14）锯棒机1台 15）20米长铸锭机2套 16）自动叠锭机2套 17）在线除气设备1套 18）永磁搅拌器1套 19）除尘系统1套二、熔铸车间设备价格： 1）3吨叉车（买方自备） 2）5吨叉车（买方自备） 3）5吨行车（买方自备）

4）炉前操作工具（买方自备） 5）15吨斜门拱顶方形炉（配蓄热式燃烧器）40万元/台，4台共160万元。 6）铝渣处理设备8万元/套 7）铝棒铸造机6.5万元/套 8）铝棒铸造模6万元/套。 9）铸造操作工具1.8万元/套 10）铸造冷却系统（买方自备） 11）铸造深井（买方自备） 12）流槽0.1万元/米 13）过滤箱3000元/套。 14）锯棒机1.1万元/台 15）20米长铸锭机18万元/套，2套共36万元。 16）自动叠锭机14万元/套，2套共28万元。 17）在线除气设备15万/套 18）永磁搅拌器38万/套 19）除尘系统（买方自备）合计：熔铸车间设备投资约伍佰万元左右。三、价格条件： 1．设备的价格包括设计、制造、安装和调试的费用。 2．此价格不包括税收及运输费。 3．设备基础不包括在该价格内。四、技术附件：蓄热式熔铝炉及保温炉熔铝炉适用于再生金属熔炼行业，是将金属废铝或铝合金炉料放在熔池中，用燃烧火焰将其熔化，去除杂质，并进一步调整合金成分，达到工艺要求的成分标准和温度要求的熔炼炉。保温炉是将铝或铝合金溶液升温、保温、排气，以达到工艺要求的有色冶金炉。炉型有倾动式、固定式、矩形和圆形选择。炉膛温度要求1100℃，熔池容量一般在5～50吨之间。

超全面泡沫铝制备工艺汇总

超全面泡沫铝制备工艺汇总泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，结构特点如：性能特点包括：

泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。下面就泡沫铝的制备工艺做详尽介绍： 1、固态金属烧结法用这种方法生产的泡沫铝多数具有通孔结构,这是由于大部分固相法通过烧结使铝颗粒互相联结,铝始终保持在固态。 1.1、粉末冶金发泡法

工艺原理是将混合铝粉与发泡剂粉,经压缩得到具有气密结构的预制体,加热预制体使发泡剂分解释放出气体,迫使预制体膨胀得到泡沫铝。粉末冶金发泡法工艺流程：特点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝的力学性能;二是可以直接制造形状复杂的部件。缺点是该方法工艺参数区间较窄,成本较高,制得的泡沫铝尺寸有限。 1.2、散粉烧结法此方法多用于制备泡沫铜。由于铝粉表面具有的致密氧化膜将阻止颗粒烧结在一起,因此用散粉烧结法制备泡沫铝相对困难。这时可以通过变形手段破坏氧化膜,使颗粒更易粘结在一起;或加入镁、铜等元素在595~625摄氏度烧结时形成低共熔合金。这种生产方法包括三个过程: 特点：优点是工艺简单、成本低,缺点是孔隙率不高、材料强度低。如果用纤维代替粉末烧结同样可制得多孔材料。 1.3、粉浆成型法粉浆成型法是将金属铝粉、发泡剂(氢氟酸、氢氧化铝或正磷酸)、反应添加剂和有机载体组成悬浮液,将其搅拌成含有泡沫的状态,然后置入模具中加热焙烧,接着浆开始变粘,并随着产生的气体开始膨胀,最终得到一定强度的泡沫铝。

山东再生铝生产制造项目申报材料

山东再生铝生产制造项目申报材料规划设计/投资分析/产业运营

承诺书申请人郑重承诺如下： “山东再生铝生产制造项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。公司法人代表签字： xxx科技公司（盖章） xxx年xx月xx日

项目概要在工业用的结构金属中，铝的可回收性是最高的，再生效率也是最大的。由于铝的抗腐蚀性能高，除了某些铝制化工容器与装置外，铝产品在其使用期间基本不被腐蚀，几乎可以得到全部回收。且再生铝的实际生产能耗不超过电解铝能耗的5%。所以回收与再生废铝是一项效益巨大的节能工程。从2013年美国地质调查局发布数据显示，美国2012年再生铝量340万吨，其中53%来自生产过程产生的废弃边角料，47%来自含铝的废弃品；再生铝制品占整个铝消费市场总量的35%。 2016年我国铝消费量3161.5万吨，过去十年CAGR达到13.8%，未来我国铝消费仍将保持稳定增长态势，2020年我国铝消费总量将达到4300万吨，CAGR达到8%。该再生铝项目计划总投资16465.34万元，其中：固定资产投资13442.86万元，占项目总投资的81.64%；流动资金3022.48万元，占项目总投资的18.36%。达产年营业收入25291.00万元，总成本费用19106.23万元，税金及附加323.04万元，利润总额6184.77万元，利税总额7360.88万元，税后净利润4638.58万元，达产年纳税总额2722.30万元；达产年投资利润率37.56%，投资利税率44.71%，投资回报率28.17%，全部投资回收期5.05年，提供就业职位475个。

粉末冶金法制备泡沫铝

粉末冶金法制备泡沫铝的工艺研究及其展望摘要泡沫铝由于具有多种独特的性能，已备受研究者的关注。制备泡沫铝的方法很多，本文主要介绍了粉末冶金法制备泡沫铝的工艺，对影响工艺的因素进行了分析，提出了粉末冶金法需要改进的方面，以推动粉末冶金法制备泡沫铝的研究和应用。关键字泡沫铝粉末冶金法影响因素 1 引言泡沫铝作为一种新型的功能材料，以其独特的性能，具有广阔的应用前景[1,2]。泡沫铝由于轻质结构，吸声，隔音等性能，正大范围应用于汽车，航空，公路建设，建筑装饰等工业和国防科技领域[3]。目前制备泡沫铝的方法有熔体发泡发法、渗流铸造法、液态金属凝固法、熔模铸造法、粉末冶金法、固-气共晶凝固法、添加球料法等。其中，粉末冶金法是近年来国外研究比较集中的一种工艺[4]。粉末冶金发泡法是由德国Fraunhofer材料研究所发明的一种生产方法，利用此方法制备出结构均匀的泡沫材料，可以加工成近成品尺寸的零件[5]，也可以制成三明治式的复合材料，中间为泡沫铝材料层，而两面为生长成一体的铝薄板。粉末冶金法在欧洲得到了广泛的研究，目前，制备较为成功的有德国FOAMINAL、奥地利的ALULIGHT和斯洛伐克的ALU FOAM三个品牌[6]。我国对粉末冶金法制备泡沫铝的研究还处于实验阶段，北京的有色金属研究总[7]、太原重型机械学院[8]、东南大学、东北大学[9]等单位对粉末冶金法进行了研究。 2 泡沫铝的粉末冶金法制备 2.1 制备原理首先将铝粉和发泡剂（通常是TiH2）粉混合均匀，然后将其压制成致密的预制块，预制块中不能有残留的气孔和缺陷，否则会对产品质量造成很大的影响。将预制块放入炉中加热，加热至铝熔点附近，发泡剂受热开始分解生成气体，首先形成气孔，然后长大，使预制体膨胀，形成多孔的泡沫铝。图1为粉末冶金法制备泡沫铝的工艺流程图。

泡沫铝及其制备方法

泡沫铝是同时兼有金属和气泡特征的新型轻质功能-结构一体化材料，其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，如(1)轻质：密度仅为金属铝的10%～40%；(2)高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍；(3)高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5～10倍；(4)良好的隔声性能（闭孔）和吸声性能（通孔）：声波频率在800～4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上；声波频率在125～4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数可达0.8； (5)优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6～18GHz之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60～90dB；(6)导热系数低，闭孔泡沫铝导热系数相当于大理石；而通孔泡沫铝则具有良好的散热性。泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。一、粉末冶金发泡法。粉末冶金发泡法是将铝或铝合金粉末与发泡剂(一般为TiH2)按一定比例配制并混合均匀，在适当的压力下压成致密的预制胚体，然后将压好的预制体进一步加工成半成品，再将此半成品放入所需零件形状的钢模内，加热到接近预制体熔点的温度，使发泡剂分解释放出气体形成气泡，制得闭孔泡沫铝。类似于粉末冶金法的烧结工艺过程的另一种方法是烧结脱溶法。首先将铝或铝合金粉末和可去除填充颗粒混合均匀，再把混合物压制成致密的半成品，然后在一定温度烧结。若填充颗粒为尿素、碳酸氢氨等可分解有机物，则烧结过程中颗粒会

分解气化；若填充颗粒为NaC1等可溶性盐，则在烧结后用溶剂将其溶去得到通孔泡沫铝。二、熔体发泡法。熔体发泡法发泡过程在液相进行，主要有直接吹气法、发泡剂发泡法等。直接吹气发泡法是:首先向金属熔融液中加入SiC、Al2O3等，并均匀分散以提高熔体粘度，然后向熔体底部吹入气体(如氮气、惰性气体等)，在金属液中形成大量气孔后冷却凝固。发泡剂发泡法是：在铝熔融体中加入发泡剂搅拌均匀，加热使发泡剂分解产生气体，气体膨胀而发泡，冷却后得泡沫金属。所用发泡剂通常为TiH2或ZrH2等金属氢化物。通过高速搅拌使发泡剂颗粒迅速均匀分散于铝熔融体中、使用增粘剂（如金属钙）增大熔体的粘度以防止发泡过程中气泡逸出或结合长大，可以使孔结构得到改善。三、二次发泡法。二次发泡法是一种综合了粉末冶金发泡法及熔体发泡法优点的泡沫铝制备方法，其技术工艺路线是在铝熔体中加入增粘剂(Ca、Al2O3等)搅拌均匀，在合适的温度和粘度条件下加入发泡剂(预处理好的TiH2)，分散均匀，在TiH2未分解前将熔体铸入模具中快速冷却凝固，即得到发泡先驱体。当发泡先驱体受热达到一定温度时，先驱体中TiH2开始分解并发泡，最终制得泡沫铝。

科研创新(泡沫铝夹层板制备研究)

科研创新姓名： quanmuyi 学号： 00000000 学院：材料科学与工程专业：材料成型及控制科研题目：泡沫铝及夹层板制备研究指导教师：二O一一年三月徐州 1．泡沫铝 1.1泡沫铝概述

泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征，是一种多空隙低密度的新型多功能材料。它具有密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等特点。因此，应用领域十分广泛。早在 1948年美国人 Sosnik就提出了用汞在铝中气化发泡制备泡沫铝的方法 ,随后 Ellist于 1951年成功地制备出泡沫铝。20世纪 60年代美国 Ethyl 公司成为研制泡沫铝的科研中心基地。但由于发泡工艺与泡的尺寸很难控制，一直没有得到发展。直到20世纪80年代中期以后，才取得长足进展，开发出一些有工业价值的工艺：1991年 ,日本九州工业金属研究所开发出泡沫铝工业化生产工艺。1999年 ,第一届世界泡沫金属学会议在德国不来梅顺利召开 ,重点是关于泡沫铝的制造和应用。随后 ,世界泡沫金属学术会每隔两年召开一次 ,泡沫金属已发展成为一门重要的学科和技术领域[1]。目前 ,在泡沫铝研究方面加拿大、美国和日本处于世界领先地位其中日本的研究进展速度最快 ,不仅将泡沫铝投入了生产并进入了实际应用阶段。国内自 80年代中期开始进行泡沫金属材料的研究 ,经过20多年的探索和研究 ,东南大学、东北大学、中国科学院、北京科技大学、昆明理工大学等多家机构都先后做过许多研究。在泡沫金属制备方面 ,国内对发泡法和渗流法研究得较多且基本赶上国外发达国家水平 ,只是对连续生产方法的研究还属空白 ,仍然有待开发 ,从而扩大泡沫金属的实际应用。由于泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性能等，被认为是一类很有开发前途的工程材料，有着广泛的应用前景，特别在在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。最常用的泡沫铝合金是纯铝、2×××系列合金及6×××合金。铝-硅系铸造合金因其熔点低与良好的成型性能，也可用于制造泡沫材料。目前，世界各国已研制开发出多种制造泡沫铝的方法和加工工艺，生产出了不同的规格品种和用途的泡沫铝材，已取得可喜成果，正在向产业化生产方向发展。 1.2泡沫铝的特性及其应用 1.2.1泡沫铝的主要特性[2] 由于制备工艺的不同,从结构看泡沫铝可分为闭孔结构的泡沫铝和开孔结构的泡沫铝。前者含有大量独立存在的气泡,而后者则是连续贯通的三维孔结构。泡沫铝的性能主要取决于分布在三维骨架间的孔隙特征, 即孔的形态和分布,包括孔的类型、孔的形状、孔的分布、孔的结构。结构不同导致的性能差异,使其具有不同的用途。在冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域得到了和将要得到广泛应用。与传统的金属铝相比,泡沫铝具有如下特征：（1)密度小[3] 泡沫铝是一种轻质功能材料。泡沫铝密度通常为180- 480 kg/ m3,约为铝密度的1/ 10、钛密度的1/ 20、钢密度的1/ 30及木材密度的1/ 3。一般建筑材料采用密度为200- 300 kg/ m3的泡沫铝材, 而用做消声材料时则用密度为320- 420 kg / m3的材料。泡沫铝的密度可在很大范围内变化,目前所能获得的最大孔隙率可达97% ,其尺寸从几个微米到几十个毫米。一般规律是孔隙率越大,泡沫铝的密度越小。

废铝熔炼铝锭的工艺操作规范

废铝熔炼铝锭的工艺操作规范文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

山东省新泰市铸友热处理设备有限公司再生铝熔炼工艺特点? 再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主要原材料，经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。这种铝锭采用回收废铝，而有较低的生产成本，而且它是自然资源的再利用，具有很强的生命力，特别是在当前科技迅猛发展，人民生活质量不断改善的今天，产品更新换代频率加快，废旧产品的回收及综合利用已成为人类持续发展的重要课题，再生铝生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。? 由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件（以Al-Si合金为主）、废铝锻件（Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金）、型材（Al-Mn、Al-Mg等合金）废电缆线（以纯铝为主）等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金的废零件（如Zn、Pb合金等），这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何把这种多种成分复杂的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心问题，因此，再生铝生产流程的第一环节就是废杂铝的分选归类工序。分选得越细，归类得越准确，再生铝的化学成分控制就越容易实现。? 废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝件，在熔炼过程中不及时地扒出，就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等）因此，在再生铝熔炼初期，即废杂铝刚刚熔化时就必须有一道扒镶嵌件的工序（俗称扒铁工序）。把废杂铝零件中的镶嵌件扒出，扒得越及时、

越干净，再生铝的化学成分就越容易控制。扒铁时熔液温度不宜过高，温度的升高会使镶嵌件中的Fe、Cu元素溶入铝液。? 各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，严重损坏再生铝的冶金质量。清除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之一。采用多级净化，即先进行一次粗净化，调整成分后进行二级稀土精变，再吹惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。? 废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，不有效的去除这些气体就使冶金质量大大下降，强化再生铝生产中的除气环节以降低再生铝的含气量是获得高质量再生铝的重要措施。? 再生铝原材料组成? 1、废杂铝来源? 目前我国再生铝厂利用的废杂铝主要来源于两方面，一是从国外进口的废杂铝，二是国内产生的废杂铝。? 进口废杂铝? 最近几年国内大量从国外进口废杂铝。就进口废杂铝的成分而言，除少数分类清晰外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：?

废铝熔炼铝锭的工艺流程

山东省新泰市铸友热处理设备有限公司再生铝熔炼工艺特点再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等这种铝锭采用经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。为主要原材料，具有很强的生命而且它是自然资源的再利用，回收废铝，而有较低的生产成本，产品更新换代人民生活质量不断改善的今天，力，特别是在当前科技迅猛发展，再生铝废旧产品的回收及综合利用已成为人类持续发展的重要课题，频率加快，生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。合金由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件（以Al-Si Al-Mg、Al-Cu-Mn为主）、废铝锻件（Al-Mg-Mn、等合金）、型材（Al-Mn 等合金）废电缆线（以纯铝为主）等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金，这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何Pb的废零件（如Zn、合金等）把这种多种成分复杂的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心分选得越再生铝生产流程的第一环节就是废杂铝的分选归类工序。问题，因此，细，归类得越准确，再生铝的化学成分控制就越容易实现。废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分件，在熔炼过程中不及时地扒出，等）因此，在再生铝熔炼初期，即废杂铝刚刚熔化时就必须有一道Cu、Fe（如．。（俗称扒铁工序）把废杂铝零件中的镶嵌件扒出，扒得越及时、扒镶嵌件的工序温度的升越干净，再生铝的化学成分就越容易控制。扒铁时熔液温度不宜过高，元素溶入铝液。、高会使镶嵌件中的FeCu

各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，严重损坏再生这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，铝的冶金质量。清除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之一。采用多级净化，即先进行一次粗净化，调整成分后进行二级稀土精变，再吹惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。不有效的去除废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，强化再生铝生产中的除气环节以降低再生铝的这些气体就使冶金质量大大下降，含气量是获得高质量再生铝的重要措施。再生铝原材料组成、废杂铝来源1一是从国外进口的废杂目前我国再生铝厂利用的废杂铝主要来源于两方面，铝，二是国内产生的废杂铝。进口废杂铝除少数分就进口废杂铝的成分而言，最近几年国内大量从国外进口废杂铝。类清晰外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类： ①单一品种的废铝汽车汽车减速机壳、此类废铝一般都是某一类废零部件，如内燃机的活塞，品

51.泡沫铝的熔体发泡法制备及其应用

第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集泡沫铝的熔体发泡法制备及其应用周君，熊汉青，王志国，王志峰，赵维民（河北工业大学材料科学与工程学院，天津300130）摘要：泡沫铝是一种密度小、比刚度强的新型复合材料，具有良好的力学性能和物理性能，而且还具有阻尼、吸音隔音、阻燃、电磁屏蔽等特殊性能。采用熔体发泡法制备泡沫铝，工序简单，成本低，易于操作。随着现代科学技术的发展，泡沫铝作为结构功能材料被广泛应用在工业、建筑及其他高科技领域，并越来越受到人们的关注。关键词：泡沫铝；性能；熔体发泡法；应用 Preparation of Foam Aluminum by Foaming in Melt and Its Application ZHOU Jun,XIONG Han-qing,WA NG Zhi-guo,WANG Zhi-feng,ZHAO Wei-min (School of Materials Science and Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin300130,China) Abstract:Foam aluminum is a kind of new type composite materials with low density and big specific strength.Meanwhile,it has good mechanical properties,physical performance,damping,sound absorption, sound insulation,flame retardant,electromagnetic shielding and other special performance.The melt foaming method of foam aluminum is simple process,low cost and easy to operate.Along with the develop原ment of modern science and technology,foam aluminum as a structure functional material is widely used in industry,construction and high-tech fields.It is more and more concerned by people. Key words:foam aluminum;properties;melt foaming method;application 多孔金属材料（Cellular metals）是一种新型的材料，它是由相互贯通或者封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成[1]。典型的孔结构有两种：一种是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构，一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构。泡沫铝是第一种结构多孔材料[2]，已经有60多年的研究历史。早在20世纪40年代，美国的科学家就开始了用熔体发泡法制备泡沫铝的研究，并获得了首个泡沫铝的专利，为以后泡沫铝的研究和发展奠定了基础[3]。随后日本、德国、加拿大等国家也开始了泡沫铝的研究，都取得了很大的进展。20世纪70年代初，日本藤井清隆等人开始研究泡沫铝材料。1978年，日本九州工业实验所的上野英俊等人研究出利用火山灰作为发泡剂制造泡沫铝的方法。自1983年以来，以日本九州工业实验所为主的一些研究单位对泡沫铝的研究已十分活跃，并在熔体发泡法方面取得重大进展[4]。进入20世纪90年代以后，很多国家都加大了在泡沫铝研究方面的投入，最值得注意的是德国布莱梅夫雷霍弗实用材料研究所(IEAM)在粉末冶金法生产泡沫铝上取得了突破[5]。我国泡沫铝的研究起步较晚，虽然经过十多年的研究发展，但是与国外的技术水平相比还有一定的差距。目前我国的中国科学院、东北大学、清华大学、昆明理工大学等都在致力于泡沫铝的研究，并作者简介：周君，硕士，地址：中国天津市丁字沽1路8号河北工业大学，E-mail：602443562@https://www.360docs.net/doc/d17904192.html,

闭孔泡沫铝材料的制备技术及其应用

东北大学研究生考试试卷考试科目：新材料制备技术课程编号：y09521086 专业：有色金属冶金姓名: *** 学号：1100865

目录 1 多孔金属材料 (1) 1.1多孔材料 (1) 1.2金属材料 (1) 1.3多孔金属材料 (1) 2 闭孔泡沫铝 (2) 2.1闭孔泡沫铝材料的性能 (2) 2.2闭孔泡沫铝材料的应用 (3) 3 闭孔泡沫铝材料的制备 (5) 3.1理论基础 (5) 3.1.1 氢化钛分解 (5) 3.1.2 熔体黏度 (6) 3.1.3 氢气在铝液熔体中的溶解度 (6) 3.2闭孔泡沫铝材料的制备方法 (7) 3.2.1 熔体发泡法制备泡沫铝材料 (7) 3.2.2 粉末法制备泡沫铝 (9) 3.2.3 其他制备方法 (10) 参考文献 (12)

闭孔泡沫铝材料的制备技术及其应用 1 多孔金属材料 1.1多孔材料多孔材料是一种有相互贯通的或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞边界或其表面由支柱或平板构成。自然界中的多孔材料有很多，常见的有蜂窝、海绵、骨骼、软木、珊瑚等。一般，在传统工程材料中，孔洞被认为是一种结构缺陷，然而，这些多孔材料在自然界中能够稳定存在，并表现出一些优异性能。千百年来，这些天然的多孔材料被人们广泛利用，现代技术的发展使得人类仿生这些多孔材料，制备出各种各样的人造多孔材料，如泡沫塑料、泡沫陶瓷和泡沫金属等。这些新型的泡沫材料越来越多地被用作绝缘、缓冲、吸能、吸声等材料，从而发挥了其多孔结构决定的独特性能。典型的泡沫材料孔结构有两种：一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构，由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料；另一种是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构, 通常称之为“泡沫”材料。多孔材料的性能很独特，相对连续介质材料而言, 多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好、阻尼、吸能性能等优点。 1.2金属材料金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料、金属间化合物和特种金属材料等。金属材料与人类文明的发展和社会的进步有着十分密切的关系。铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已广泛应用于各个行业，金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料，其性能一般有：比重大、熔点高、导电导热性能好、高强度、塑性变形、可回收、耐高温等。易加工 1.3多孔金属材料多孔金属材料也称泡沫金属材料，即金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞。由于对孔洞的设计要求不同，孔洞可以是泡沫型的，藕状型的，蜂窝型的等。

废铝再生加工常用工序

废铝再生加工基本工序废杂铝的再生加工，一般经过以下四道基本工序。 (1) 废铝料的备制首先，对废铝进行初级分类，分级堆放，如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对于废铝制品，应进行拆解，去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件，再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件，如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等，要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线，应先分离钢芯，然后将铝线绕成卷。铁类杂质对于废铝的冶炼是十分有害的，铁质过多时会在铝中形成脆性的金属结晶体，从而降低其机械性能，并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在 1.2 ％以下。对于含铁量在 1.5 ％以上的废铅，可用于钢铁工业的脱氧剂，商业铝合金很少使用含铁量高的废铝熔炼。目前，铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除去废铝中过量铁，尤其是以不锈钢形式存在的铁。废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前，必须设法加以清除。对于导线类废铝，一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。目前国内企业常用高温烧蚀的办法去除绝缘体，烧蚀过程中将产生大量的有害气体，严重地污染空气。如果采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法，先通过热能使绝缘体软化，机械强度降低，然后通过机械揉搓剥离下

来，这样既能达到净化目的，同时又能够回收绝缘体材料。废铝器皿表面的涂层、油污以及其他污染物，可采用丙酮等有机溶剂清洗，若仍不能清除，就应当采用脱漆炉脱漆。脱漆炉的最高温度不宜超过566℃，只要废物料在炉内停留足够的时间，一般的油类和涂层均能够清除干净。对于铝箔纸，用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离，有效的分离方法是将铝箔纸首先放在水溶液中加热、加压，然后迅速排至低压环境减压，并进行机械搅拌。这种分离方法，既可以回收纤维纸浆，又可回收铝箔。废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向，它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合，既缩短了工艺流程，又可以最大限度地避免空气污染，而且使得净金属的回收率大大提高。废铝液化分离装置的工作原理如图 1-18 所示

泡沫铝

一、引言现代工艺技术的发展，使得泡沫金属的制备技术日趋完善，制造成本不断降低。以泡沫铝为代表的泡沫金属是近年来发展较快的一种新型功能结构材料。作为结构材料，它具有轻质和高比强度的特点；作为功能材料，它具有减震、吸收冲击能、耐高温、隔声、吸声[1]、隔热、不燃烧、抗腐蚀、电磁屏蔽等物理性能[2-6]。最主要的是它可以将低密度、高刚度、冲击吸能性、低热导性、低磁导率和良好的阻尼性综合在一起[7]。在需要综合利用这些性能的领域内，泡沫金属有着广泛的应用前景[8-9]。泡沫铝按照基体材料的不同，可将其分为泡沫纯铝和泡沫铝合金两类。由于泡沫铝合金同时具有纯铝和其它合金元素的性能，与泡沫纯铝相比其强度和吸能能力通常得到了提高。常见的泡沫铝合金有泡沫铝硅合金、铝镁合金和铝铜合金。按照孔结构的不同，可将泡沫铝分成开孔和闭孔两种[10]。泡沫铝具有较高的压缩强度，同时具有较长的平台应力。压缩过程中的大量能量在近似恒定的应力下被吸收[11]，从而使得泡沫铝具有很强的吸能能力。关于泡沫铝吸能性能的研究文献很多。Pkarash等人[12]认为泡沫铝的能量吸收能力不仅与基体材料的弹塑性有关，还与其它一些耗散过程有关，如破碎的孔壁之间的摩擦。Beals等[13]通过对密度不均匀的Alcna 泡沫材料的测试分析，指出密度梯度是削弱泡沫材料能量吸收能力和效率的重要原因。在传统的管式吸能装置中，采用泡沫铝作为填充物可以提高结构的刚度和吸能能力，从而改进缓冲吸能装置的性能。国外许多文献都报道了由泡沫铝充当芯材的夹心式组合结构的静动态压缩力学行为的实验研究，国内该方面的文献比较少。泡沫铝,是一种新型的功能材料, 其发明只有四十余年的历史。Sosnik 在1948 年提出利用汞做发泡剂, 在液态铝合金中气化制取泡沫铝的想法。在1956 年, Ellist根据这一想法成功地制造了泡沫铝。20 世纪60 年代, 美国Ethy l 公司已成为研制泡沫铝的科研中心基地。在1982 年以前所公布的有关泡沫铝的专利技术中, 多半来自美国的LOR 公司和Ethy l 公司。直到今天, 美国、日本、英国、加拿大等国相继研制出多种生产泡沫铝的方法, 并取得了多项技术专利, 已可将泡沫铝制成管材、带材等复合材料。我国对泡沫铝的研究近几年才起步, 80 年代后期, 贵州、大连等地的研究机构曾利用发泡法做过一些研究工作。二、泡沫铝的制备方法 1. 铸造法铸造法应用的很普遍, 目前, 泡沫铝的制备工艺大多采用这种方法, 以下介绍几种相关的方法。 [14、15] 1) 金属液发泡法金属液发泡法早期采用的比较普遍, 主要是向液态铝合金中加入TiH2、 ZrH2、CaH2 等发泡剂, 然后加热使发泡剂分解成气体, 气体的膨胀使铝合金成泡沫状, 冷却后即得到泡沫铝成品。 2) 渗流铸造法渗流铸造法是将液态铝合金渗入到填料颗粒的间隙中而获得铝合金填料复合体的一种方法。填料可以使用耐热而可溶的材料 ( 如精盐) 。样品制成后, 填料粒子可从铸件中浸洗掉, 从而获得具有连通空隙结构的泡沫铝。渗流铸造法又可分为上压渗流铸造法 ( 如图1 所示) 和负压渗流铸造法( 如图2 所示) ,这两种方法的使用都可以得到通孔性良好

废铝再生及加工方法

废铝的再生和加工方式 2009年11月23日再生铝在主要发达国铝的生产中地位日益突出。发达国家原铝与再生铝的占有比已接近或超出1:1。正因如此，废弃Al的回收再生已成为世界各国的十分重视的工作，并已成为一项重要的产业。然而，铝合金的回收及再生又是一项十分复杂的技术工作，各种铝制品使用范围宽广，使用分散，如何回收集中、分类，再来实现再生加工等均是十分繁杂庞大的工程。其次，全世界不同合金成份，不同性能的合金数以百计，其中许多合金中的成份元素相互排斥，互不兼容。如何以最简易的方法、最低成本、最有效的工艺使废弃Al再生成成份合乎理想合金要求、性能满足使用，质量能达到或按近原生材料水平的再生利用技术是世界各国本行业的追求目标。目前发达国家已形成完善的废杂铝收集、管理、分检系统，适应不断扩大的市场需求，发达国家在生产中不断推出新的技术创新举措，如低成本的连续熔炼和处理工艺，使低品位废杂铝升级的工艺等，用废杂铝已能大量制造供铸造、压铸、轧制及作母合金用的再生铝锭，最大的铸锭重13.5吨，其中重熔二次合金锭(RSI)用于制造易拉罐专用薄板，薄板的质量已使每支易拉罐的重量下降到只有14克左右，某些再生铝还用于制造计算机软盘驱动器的框架。但是我国对废杂铝的回收再生在观念及认识的程度上，却未深化到美、日等发达国家的地步,我国最大也是亚洲最大的再生铝企业是位于上海市郊的上海新格有色金属有限公司,该公司虽然有两组50吨的熔炼静置炉，一组40吨燃油熔炼静置炉；一台12吨的燃油回转炉，这些50吨的炉子不但是中国目前最大的再生铝熔炼炉，而且跻身于亚洲最大的再生铝熔炼炉行列。但是，在一些环措施与工艺技术水平上，即使是新格公司的水平处于国内领先地位，但也仍然属于国外八十年代的水平，至于一些规模小、产量低、环保措施不力的企业还是占大多数，技术改造和环保设施在落实上可以说是困难重重。

粉末冶金原理课程设计文献综述泡沫铝的研究进展制备工艺及

《粉末冶金原理》课程设计文献综述泡沫铝的研究进展制备工艺及趋势学生：学号：11 专业：金属材料工程班级：机材A0941 授课教师：宋杰光机械与材料工程学院二O 一一十月文献综述前言随着现代科技和材料科学的发展，新型多孔材料的应用也越来越广泛。泡沫铝是一种在金属铝基体中分布的有无数气泡的多孔质材料，它具有密度小、比表面积大、电磁波吸收性好、能量吸收性好、换热散热能力高、吸声性和隔音性好及优良的流通和过滤分离能力、耐热耐火、无污染、低吸湿性、能回收再利用等【——】优良性能1 3 。在1940s 后期就美国有了对泡沫金属材料的研究，自1987 年日本九州工业技术研究所发明了泡沫铝的生产技术依赖，在世界范围内开始了该领域的研究。目前，日本与德国在研究、生产和应用泡沫铝与其他金属泡沫方面居世界领先地位。我国对泡沫铝的研究始于1980’s 后期，已取得一系列研究成果，但无突破性进展，未形成生产力【4】。泡沫金属材料的制备大体可分为粉末冶金法、渗流铸造法、喷射沉积法、熔体发泡法和共晶定向凝固法等5。目前研究的重点仍集中在制备过程的控制，研究的热点是如何获得稳定高质量的泡沫结构和简化生产过程、降低生产成本；应用的领域从高科技到民用工业，十分广泛【6】。正文一泡沫铝的性能及应用由于制备工艺的不同，从结构看泡沫铝可分为闭孔结构的泡沫铝和开孔结构的泡沫铝。结构不同导致的性能差异，使其具有不同的用途。在冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域得到了和将要得到广泛应用【7】。与传统金属铝相比，泡沫铝有如下优越性：1 、密度小泡沫铝是一种轻质功能材料。泡沫铝密度通常为1 8 0—4 8 0 k g／r n 3 、约为铝密度的l／l 0 、钛密度的1／2 0 、钢密度的1／3 0 及木材密度的l／3 。一般建筑材料采用密度为2 0 0 —3 0 0 k g ／m的泡沫铝材，而用做消声材料时则用密度为3 2 0—4 2 0 k g／m3 的材料。泡沫铝的密度可在很大范围内变化，目前所能获得的最大孔隙率可达9 7 ％，其尺寸从几个微米到几十个毫米。一般规律是孔隙率越大，泡沫铝的密度越小。2、耐热性强泡沫铝具有较高的耐热性。一般铝合金的熔解温度范围在5 6 0—7 0 0℃，但泡沫铝即使加热到1 4 0 0℃也不熔解，而且在高温下不释放有害气体。以此，在许多场合可以取代发泡树脂或石棉类制品用做隔热与耐热材料及各种热交换器的芯件。还可用做航天设备的核心材料、高温填料、电磁屏蔽材料、阻燃器、慢【】性约束核聚变激光实验中的超热电子抑制材料等8 。3、通透性好具有良好通透性的贯通孔泡沫铝可作为过滤材料，从液体或气体中将固体颗粒过滤出去。通常，通透性随孔径的增加而增加，但它也受表面粗糙度的影响，而且受闭孔数目的的影响较大。可用于各种液体、气体的过滤器和高温除尘器中。4 、刚性强泡沫铝不具有密实金属那样的延展性，拉仲试验无法测出拉伸率，弹性模量约为铝合金的l／50— 1／100。泡沫铝质脆，与铝合金不同，当发生大的变形时，其蜂窝组织产生破坏，反之，如果蜂窝组织不达到破坏强度，泡沫铝是不会产生变形的。5 、比表面积大利用泡沫铝的大比表面积，可达到高的换热性，由此它可用做制造加热器和热交换器的良好材料。另外，也可用做需要巨大表面化学反应的载体，如作为催化剂的载体、多孔电极、充电电池的极板材料、换热器、能量吸收器和催化剂的载体等。6 、隔声性能强泡沫铝可通过气孔壁的振动来吸收声音的能量，用来消声、去除噪声。一般情况下，通孔泡

泡沫铝

2.1泡沫铝材料的结构特点泡沫铝是一种轻质功能材料，高孔隙率（60%~90%），孔径一般为0.1~6mm 孔隙结构主要有通孔和闭孔。通孔，密度0.8~1.2g/cm3，孔隙率50%~70%，孔径1mm以下，高温气体和液体的过滤材料，散热材料闭孔，密度0.2~0.5g/cm3，孔隙率80%~90% 2.2泡沫铝材料的吸声性能表面几乎不存在可声波反射的平面。孔道中的空气在声波作用下会发生压缩-膨胀形变，将声能转变成热能。孔隙结构对吸声能力影响较大两种吸声形式即表面漫反射吸声和穿孔亥姆兹共振吸声。在泡沫铝背后设置一空气层，形成泡沫铝吸声箱。随着泡沫铝背后空气层厚度的增加，吸声主频率逐渐向低频移动。 2.3泡沫铝材料的隔声性能声波进入泡沫铝孔隙，引起孔隙中空气震动，继而金属间架振动，金属间架相互牵制，振动受阻而转化为热能。通常使用的聚氨酯泡沫隔声材料，100mm厚最大隔声量为23dB，而泡沫铝材料20mm厚可以隔30dB以上。密度对闭孔泡沫铝的整体隔声性能具有很大影响不同密度新孔泡沫铝裸板的隔声性能变化趋势基本一致厚度对闭孔泡沫铝裸板隔声性能具有显著影响为了减小闭孔泡沫铝裸板中透孔和裂缝对隔声性能的影响，一般在工程中制成夹芯板。相同密度和相同厚度的泡沫铝夹芯板比泡沫铝裸板隔声性能高。厚度太低会造成较多的裂缝和透孔，当两面贴板后，可以很好的解决透孔和裂缝所造成的声损失 2.4泡沫铝材料的压缩强度与块体材料不同，多孔材料的性能测试还与材料的尺寸有关，对较大试样的多孔材料而言，可不考虑材料的尺寸效应。但对试样较小的多孔材料而言，要材料的尺寸效应。闭孔泡沫铝压缩过程经历三个阶段：1、线弹性变形阶段2、坍塌变形阶段：初始坍塌和延续坍塌3、致密化变形阶段动态压缩特征曲线与静态压缩时的特征一样，经历三个变形阶段。动态与静态的压缩应力-应变曲线有着明显的差异：动态的曲线更加光滑，没有明显的平台区域；随着应变的增加，应力增加先快后慢再快，但一直处于增加的趋势，且在阶段2没有出现静态压缩时的应力突降现象；动态压缩的平台应力比静态压缩的平台应力大，且随着密度的逐渐增加，平台应力的差异也在缩小，应力-应变曲线也逐渐趋于一致。静态压缩时速度慢，孔壁破裂后，闭孔内部的氢气就会慢慢释放出来，因此气体在压缩过程中忽略不计。但动态压缩时压缩速度很快，压缩闭孔泡沫铝的过程不单是孔壁和孔棱消耗外力所做的功，孔内的氢气也会引起一个附加强度的增量，由孔壁和孔棱坍塌造成的应力下降会得到一定的补偿，因此动态压缩比静态压缩时应力-应变曲线光滑。 Al基闭孔泡沫铝压缩曲线非常光滑，形变过程非常平稳，显示出典型的塑性泡沫材料特征。Al-6Si基闭孔泡沫铝压缩曲线有明显的起伏，显示出脆性材料的压缩特征，这是由于Al-6Si 基闭孔泡沫铝基体中含有大片状和长条状金相以及大量脆性相。在铝合金中添加粉煤灰颗粒可以提高泡沫铝的压缩强度添加短碳纤维可以显著提高泡沫铝的压缩强度 2.5泡沫铝材料的吸能性能

再生铝的制备

再生铝的未来发展摘要：发展再生铝，被认为是破解电解铝高耗能、高污染难题的方向。省经信委相关人士介绍，汽车产业是再生铝的主要用户。市场需求日增，6家规模相对较大的川企却纷纷减产或停产发展再生铝，被认为是破解电解铝高耗能、高污染难题的方向。省经信委相关人士介绍，汽车产业是再生铝的主要用户。去年四川汽车整车产量翻倍，达近40万辆，飞速发展的汽车制造业对再生铝需求巨大。政策大力提倡，市场需求日增，我省再生铝产业却“不进反退”：6家规模相对较大的再生铝企业均大幅调低产量甚至停产。这其中究竟有何缘由？现状：纷纷减产停产近日，工信部发布《关于有色金属工业节能减排的指导意见》（以下简称《意见》），要求到2015年，实现我国再生铝产量占当年铝产量的30%左右。四川的再生铝产业现状如何？ 3月18日下午，四川益德金属资源有限责任公司总经理冯军领记者走进原材料仓库，指着一小堆废弃的铝制摩托车零件、铝制窗框说：“这些都是春节前进的，两卡车50吨废铝，到现在没用完。” 冯军预计，今年再生铝产量仅有1000吨。对这家设计年产量达10万吨、省内最大的再生铝企业而言，这个数字几乎意味着停产。眉山中能铝业有限公司则干脆停止生产再生铝。对副总经理万里来说，这个决定并不容易：2010年企业投资300万元，研发全新废铝熔炼炉，能耗可降低一半。一停产，当初的投资就打了水漂。炉具如今还堆在厂区，但早已满布灰尘。记者走访了省内6家规模较大的再生铝企业，其中4家比高峰时产量减少80%以上，2家企业则完全停止生产。省经信委相关人士估计，目前省内再生铝产量占铝总产量比值在10%以下，和《意见》要求差距巨大。原因：原料价高产品价低再生铝利润极低，这是企业“不进反退”的直接诱因。冯军手中有一本账：省内回收的型材废铝每吨约1.28万元，加上冶炼过程中每吨约15%的损耗、500元能耗、90元人工及运输费，再生铝每吨成本约为1.53万元；与此同时，受国内铝产能过剩影响，再生铝价格近年大幅下跌：主要产品ADC12铝合金锭，从2008年的每吨2万元已跌至1.6万元。在缴纳17%的增值税后，企业每吨获利仅约200元，利润率约为2%，而废铝占压的资金在千万元以上，“一旦成本控制失当、下游占压货款，很容易陷入亏损”。和沿海企业相比，四川再生铝产业还有自身“软肋”：进口废铝价格较低，但需要每吨500元的高额物流成本；而用本地废铝，又要面对不成熟的废料回收体系，“回收企业一般也就几十吨的进出，又小又散，回收效率低下，抬高了废铝价格。”四川圣道铝业有限公司副总经理程建说。双流县黄水镇废铝回收店老板彭忠直言，进口、本地废铝实行“统一价”：以废铝线为例，进口干净割胶铝线从广东佛山运到成都，和当地铝线的价格相当，都在每吨1.36万元左右。出路：市场和原料都须规模化要渡过难关，企业寄希望于政策扶植。