粉末冶金法制备泡沫铝材料
多孔泡沫金属材料ppt课件
多孔泡沫金属材料
制备工艺方法Hale Waihona Puke 其分类（1）按制备工艺分类
（2）按被加工金属的物理状态分类
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多孔泡沫金属材料
制备工艺方法及其分类
（3）按孔隙的形成机理分类
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多孔泡沫铝的制备工艺
制备工艺介绍
（1）熔体发泡法
将合金熔化并保持温度为650 ～ 670 ℃;然后加 入M g 粉 , 以降低熔体的表面张力;搅拌 10 min 并添加定量的发 泡剂 , 控制处理温度为 530 ℃;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
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， 可制备各种异型件和复合结构，是当今研究
的热点方向。
（4）电化学沉积法
也称为镀覆金属法，通过金属喷涂工艺、硬化处理、化学预镀三个步骤, 将金属(如镍和铜等)覆盖在聚氯基甲酸乙酯材料上,再将脂原体用热分解的方法 去除, 从而制得泡沫金属。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。
孔径在 0. 5 ～ 6mm，孔隙率大于90% 的，称为泡沫金属 ( foam metal)
（2） 按孔的形 状特征
通孔结构 闭孔结构
（3）按其基体的种类进行分类: 多孔泡沫铝，多孔泡沫铸铁，多孔泡沫铝 合金，多孔泡沫镍等。
泡沫金属的介绍及制备
泡沫金属的介绍及制备泡沫金属是一种具有网状结构的金属材料，具有多孔、轻质、吸能等特点，广泛应用于航天航空、汽车、石油化工、建筑和生物医学等领域。
泡沫金属的制备方法有物理发泡法、化学发泡法和合金熔浇法等。
物理发泡法是利用金属粉末与发泡剂混合，通过高温炉将混合物熔化，发泡剂在熔融过程中释放出气体，使金属熔液形成气泡。
通过调整熔融温度、发泡剂添加量和冷却速率等参数，可以控制泡沫金属的孔隙率、孔径大小和形状。
化学发泡法是在金属粉末中添加化学反应剂，如水和一些添加剂，通过反应产生氢气或其他气体。
在高温下，氢气被金属熔融体吸收，形成气泡，使金属熔液膨胀。
利用化学发泡法可以制备具有更高孔隙率和更大孔径的泡沫金属。
合金熔浇法是将金属合金熔化后注入预先制备好的多孔陶瓷模具中，通过真空抽吸或压力注入等手段，将金属熔液填充到模具中的孔隙中，然后经过冷却固化，形成泡沫金属。
合金熔浇法可以制备泡沫金属的孔隙形状和密度更加均匀，同时具有较高的抗压强度和较低的气孔率。
泡沫金属具有以下几个显著的特点：1.轻质高强：泡沫金属的孔隙率通常可以达到80%以上，因此具有很小的密度。
同时，由于金属的连续结构，泡沫金属具有优异的强度和刚度。
2.吸能减震：泡沫金属可以吸收和分散冲击能量，具有较好的减震和吸能性能。
在航天航空领域的燃料箱、汽车碰撞缓冲装置和防弹材料等方面具有广泛的应用。
3.导热性能好：由于泡沫金属的连续结构，其导热性能较好。
可以用作散热器材料，有效降低电子设备和发动机等高温部件的温度。
4.吸声性能好：泡沫金属的多孔结构可以有效吸收和分散声音能量，具有良好的吸音性能。
在建筑和汽车领域被广泛应用于隔音材料。
5.生物相容性好：由于泡沫金属具有金属的特性，如抗腐蚀性和生物相容性，因此可以在生物医学领域应用于植入材料。
总之，泡沫金属具有轻质高强、吸能减震、导热性能好、吸声性能好和生物相容性好等优良特性。
随着科学技术的发展，泡沫金属在各个领域的应用将会进一步扩大。
镁的添加对制备泡沫铝夹芯板泡孔稳定性的影响
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２７ ０ 年第４ ３） ０ 期（ 卷 ８
镁 的添 加 对 制 备 泡 沫 铝 夹 芯板 泡 孑 稳 定 性 的 影 响 Ｌ
张 敏 ， 国胤 姚 广春 祖 ，
（． １ 东北大 学 材 料 与冶金 学 院 ， 教育 部材料 先进 制备技 术工 程 中心 ， 宁 沈 阳 １０ ０ ； 辽 １ ０ ４ ２ 武 汉科技 大 学 材 料 与冶金 学 院材 料成 型与控 制工 程系 ， ． 湖北 武汉 ４ ０ ８ ３ ０ １）
径大小 在 ７ ～ｌ Ｏ ｍ 之 间。实验 流程 图如图 １ 示 。 ４ ５ 所
末原料 生产过程 中产 生的氧化 物颗 粒在 孔 壁上 的 润 湿
性， 使氧化 物颗粒嵌 入孔 壁 中 ， 阻碍 了孔 壁 上金 属排 液
现 象的产生 ， 效的起 到稳 定泡孔 的作 用 。 有
关键词 ： 复合轧 制 ； 沫铝 夹 芯板 ； 泡 Ｍｇ的添 加 ； 湿 润 性； 稳定 泡孔 中图分 类号 ： ＴＧ１ ６ ２ ４ ． 文献 标识 码 ： Ａ
出夹 芯板 。使用 线切 割 电火花 机将 获得 的夹 芯板切 割 取样 ， 后用 数码 相 机拍 摄 了预 制 体 发泡 后 三 明治 板 的
宏观 照片 。通 过 孔 壁 的 扫 描 照 片 Ｓ Ｍ （ｃｎ ｅ ｃｒ ｎ Ｅ ｓａ ｌ ｔｏ ｅ
ｍｉ ｏ ｔｕ ｔｒ） 明镁 元 素 的添 加起 到稳 定 孔壁 的作 ｃ ｓｒ ｃｕ ｅ说 ｒ
摘 要 ： 通过粉 末一 板 复合 轧制 方 法 制备 出一种 界 铝
面 为 冶金 结 合 的 泡 沫 铝 夹芯 板 。 分 别 采 的 材 料是 ｌ 厚 的商 业 用 的纯 铝板 ｍｍ
处理和 添加 Ｍｇ元 素 的方 法 来提 高 芯 材 泡 沫 的 稳 定
泡沫铝的动态力学性能研究
第34卷 第4期稀有金属材料与工程V ol.34, No.42005年 4月RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERINGApril 2005收到初稿日期：2003-08-08；收到修改稿日期：2004-09-20基金项目：国家基金委和中国工程物理研究院联合基金项目资助(10076020)作者简介：凤 仪，男，1964年生，教授，合肥工业大学材料学院，安徽 合肥 230009，电话：0551-*******，E-mail: fy123@泡沫铝的动态力学性能研究凤 仪1，朱震刚2，潘 艺3，胡时胜3(1. 合肥工业大学，安徽 合肥 230009)(2. 中国科学院固体物理研究所内耗与固体缺陷开放实验室，安徽 合肥 230031)(3. 中国科学技术大学力学和机械工程系，安徽 合肥 230027)摘 要：采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术，研究了孔隙率对泡沫铝在高应变速率(700 s -1~2 600 s -1)条件下力学性能的影响，并与准静态条件下(1×10-3 s -1)的性能进行了对比。
实验发现泡沫铝在准静态和动态条件下呈现逐层破坏的特征，从而在应力-应变曲线上出现一平台区；由于铝合金本身存在的应变速率敏感性和多孔材料中气体的作用，使泡沫铝的平台应力随应变速率的增加而增大，当孔隙率较低时，增加尤为明显;泡沫铝的应变速率敏感度随应变的变化而变化。
关键词：泡沫铝；霍普金森压杆；动态力学性能中图法分类号：TB339 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2005)04-0544-051 前 言在传统的工程材料中孔洞被认为是1种结构缺陷，因为它们往往是裂纹形成和扩展的中心，对材料的性能产生不利影响。
但是当材料中孔洞的数量增加到一定程度以后，材料就会因为孔洞的存在而具有一些特殊性能，从而形成1个新的材料门类，这就是所谓的多孔或泡沫材料。
自然界中存在许多多孔材料，如蜂窝、木材、珊瑚等。
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究泡沫金属是由金属膜片之间的空隙组成的一种多孔材料，具有低密度、高强度和优异的吸能性能。
因此，泡沫金属已经成为航空航天领域中的重要材料之一。
本文将介绍泡沫金属的制备方法和在航空航天领域的应用研究进展。
一、泡沫金属的制备方法泡沫金属制备的基本原理是用脱模剂将预制的金属膜片分隔开来，并在其表面形成底部保护层。
然后，通过各种方法加入金属的孔道，形成连通的泡沫状结构。
常用的泡沫金属制备方法有以下几种：1. 模板法：模板法是通过将金属液浸渍在导电或非导电模板中，通过氧化、还原或电解反应，将纳米、微米或毫米级金属颗粒均匀沉积到模板孔洞中，然后再通过退火、烧结或溶解模板的方式获得泡沫金属。
2. 溶液法：溶液法是将金属盐溶解在有机或无机溶剂中，再加入还原剂或沉淀剂，使金属离子还原成原始金属，并在待反应的工艺条件下形成泡沫金属。
3. 反渗透法：反渗透法是将金属膜片置于内部受到压缩气体的反渗透区域内，然后将水分子透过膜片发生膨胀，其气泡成为抗剪切的靠拢和相互支撑的力，最终形成多孔泡沫金属。
以上方法各有其特点，对于不同金属材料，选择不同的制备方法具有一定的优劣之处。
例如，模板法相对简单，控制精确度高，但仅适用于制备薄壁泡沫金属；溶液法制备速度快，成品密度低，但安全性有待提高。
二、泡沫金属在航空航天领域的应用研究进展1. 引擎隔板泡沫金属具有低密度和高强度等特性，已广泛用于航空发动机的隔板。
其可阻隔来自不同部位的工作介质，拥有优异的隔音和隔热效果，还可热回收，降低燃料消耗量和减少工作环境污染。
2. 飞行器结构泡沫金属还可用于航空器结构的轻量化设计中，如飞机梁、机翼材料和飞行器隔板等部位。
采用泡沫金属制造的轻量化飞机构件，可以降低金属消耗，提高载荷能力，减轻飞机自重负担。
3. 航天器外壳泡沫金属还可用于航天器热控制外壳。
由于泡沫金属具有良好的吸热能力和隔热能力，因此可将热传递限制在特定区域，避免航天器表面温度过高或过低，提高航天器的使用寿命。
铝合金粉末冶金的研究及应用
铝合金粉末冶金的研究及应用随着科技的进步和工业现代化的推进，人们的日常生活中越来越多的物品采用了铝合金材料。
铝合金的优点是轻质、耐腐蚀、抗氧化、导热性好等等。
其中，铝合金粉末冶金技术是制造铝合金物品的重要方法之一。
一、铝合金粉末冶金的概述铝合金粉末冶金（Powder Metallurgy，PM）是一种利用粉状金属制造零部件的工艺技术。
该方法生产的零件密度高、材料均匀，能在铝合金材料的研究和开发中起到重要作用。
铝合金粉末冶金生产过程主要包括烘干、筛选、混合、压制、烧结等多个工序。
其中，为了保证材料的均匀性，混合环节的控制很关键。
同时，烧结工序也是制造高品质铝合金材料的重要工序。
二、铝合金粉末冶金的应用铝合金粉末冶金技术在许多领域中都有广泛的应用。
以下列举一些主要应用：1.汽车制造：铝合金粉末冶金技术生产的零部件密度高、强度大，适合应用于汽车轻质化的要求。
2.航空制造：航空器结构的高温、高强度、高刚性及耐腐蚀等多重特殊要求，铝合金粉末冶金技术生产的材料可以满足这些要求。
3.医疗器械和电子领域：铝合金粉末冶金材料具有良好的生物相容性和振动防护性能，可用于制造人类接触材料，如人工关节、牙科植入物等。
除此之外，铝合金粉末冶金技术在计算机行业、建筑业、船舶制造等领域也有广泛的应用。
三、铝合金粉末冶金技术的发展和前景铝合金粉末冶金技术，在其其他领域的应用得到迅速发展和广泛应用的基础上，其研究和应用也逐步升级。
特别是随着高技术和智能化的应用，国内外铝合金粉末冶金技术也进一步提高和发展，成为新材料和科技的重要领域。
在当前的国际环境下，在“新能源、新技术、新材料”的背景下，铝合金粉末冶金技术发展具有广泛而重要的应用前景。
同时，铝合金粉末冶金技术也将成为我国未来工业发展的重要方向。
总之，铝合金粉末冶金技术的研究和应用在现代工业制造中具有重要意义。
随着科技的不断进步，其应用领域也在不断扩展，为我们的生活和经济发展带来更丰富的选择。
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究一、本文概述本文旨在探讨粉末冶金法制备铝基复合材料的工艺过程、性能特点及其应用前景。
铝基复合材料作为一种新型的高性能材料，以其轻质、高强、耐磨、抗腐蚀等特性在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有广泛的应用价值。
粉末冶金法作为一种制备铝基复合材料的常用方法，具有工艺简单、成本低廉、材料利用率高等优点，因此受到了广泛的关注和研究。
本文首先介绍了铝基复合材料的基本概念和分类，概述了粉末冶金法制备铝基复合材料的原理和方法。
接着，详细分析了粉末冶金法制备过程中影响铝基复合材料性能的关键因素，包括粉末的选择、复合剂的添加、成型工艺、烧结工艺等。
在此基础上，本文进一步探讨了粉末冶金法制备铝基复合材料的性能特点，如力学性能、热学性能、电磁性能等，并分析了其在实际应用中的潜力和挑战。
本文总结了粉末冶金法制备铝基复合材料的研究现状和发展趋势，提出了未来研究的重点和方向。
通过本文的研究，旨在为铝基复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动铝基复合材料在更多领域的应用和发展。
二、铝基复合材料的理论基础铝基复合材料作为一种先进的轻质高强材料，其理论基础主要建立在金属学、材料科学、复合材料力学以及粉末冶金学等多个学科的基础上。
铝基复合材料以其低密度、高比强度、良好的导热和导电性、出色的抗腐蚀性以及优异的可加工性而广受关注。
铝基复合材料的性能提升主要得益于增强相的选择与加入。
增强相可以是颗粒状、纤维状或晶须状，其种类和性能直接影响复合材料的力学、热学、电磁等性能。
常见的增强相包括SiC、Al₂O₃、TiC等陶瓷颗粒，以及碳纤维、玻璃纤维等。
这些增强相在铝基体中通过阻碍位错运动、提高基体强度等方式，显著提升了复合材料的综合性能。
铝基复合材料的制备工艺对其性能有着至关重要的影响。
粉末冶金法作为一种重要的制备工艺，通过控制粉末的粒度、形貌、分布以及烧结过程中的温度、压力等参数，可以实现对复合材料微观结构和性能的精确调控。
泡沫金属的介绍及制备
泡沫金属的介绍及制备泡沫金属，又称金属泡沫或多孔金属，是一种具有很高比表面积和极低密度的材料。
它是由金属表面的气泡组成，具有良好的热、声、电和机械性能，广泛应用于过滤、隔热、吸能和结构支撑等领域。
第一种制备方法是模板法。
这种方法首先需要制备一个具有特定孔洞结构的模板，常用的模板材料有泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯和陶瓷材料等。
然后，将金属溶液浸渍到模板中，再通过高温烧结或电解沉积等方法形成金属泡沫。
最后，将模板从金属泡沫中去除，得到所需的泡沫金属材料。
这种方法制备的金属泡沫具有规则的孔洞结构和良好的复制性。
第二种制备方法是粉末法。
这种方法是通过金属粉末与发泡剂混合，然后将混合物置于高温环境中进行烧结，使粉末粒子熔结在一起，形成金属泡沫。
这种方法制备的金属泡沫具有无规则的孔洞结构，适用于一些特殊领域的应用。
第三种制备方法是发泡燃烧法。
这种方法是利用金属粉末与可燃剂的混合物，在燃烧过程中生成大量的气体，从而形成金属泡沫。
这种方法制备的金属泡沫具有高比表面积和较低密度，适用于过滤和催化等领域。
最后一种制备方法是水泡发泡法。
这种方法是将金属粉末与表面活性剂和泡沫稳定剂混合，再将混合物加入水中，通过机械搅拌和超声波处理等方法形成稳定的泡沫液。
将泡沫液移至模具中，加热或烘干后，形成金属泡沫材料。
这种方法制备的金属泡沫具有较低的密度和较高的强度，适用于吸能和噪音控制等领域。
总的来说，泡沫金属是一种新型的多孔金属材料，具有独特的性能和广泛的应用前景。
通过不同的制备方法，可以得到具有不同结构和性能的泡沫金属材料，满足不同领域的需求。