氢化稀土发泡剂制备泡沫铝的研究

论文摘要

泡沫铝是一种结构、功能一体化的新型多孔泡沫金属材料,可广泛应用于交通运输、建筑机械、冶金化工、电子通讯和航天航空等多个领域。本论文用氢化稀土代替TiH2作为发泡剂,用回炉料代替纯铝/铝合金,采用熔体发泡法制备泡沫铝,为泡沫铝生产制备寻求一个新途径。通过对氢化稀土成分分析,确定其组成成分以LaH2.43为主。通过热分析实验得到氢化稀土分解过程的TG和DSC曲线,确定了氢化稀土的分解温度,根据阿仑尼乌斯（Arrhenius）方程和Freeman-Carroll数据处理方法,得出了氢化稀土的反应动力学方程、反应级数和活化能。在熔体发泡法制备泡沫铝试验中,用回炉料做原料,省去了增粘的步骤,确定了最佳的工艺条件和工艺参数。发泡剂氢化稀土加入量为2-2.5%（质量分数）,发泡温度为750±10℃。试验中还用氢化稀土和氢化钛混合发泡的方法制备泡沫铝,当发泡剂加入总量为2%（质量分数）,氢化稀土占75%-85%,发泡温度在710℃-720℃时,制备出孔径及分布很均匀的样品。分析解释了泡沫铝中La元素的偏析现象。对泡沫铝的压缩性能进行了检测。检测结果表明：泡沫铝的压缩变形方式通过弯曲、折叠和破裂完成,泡沫铝的压缩应力-应变（σ-ε）曲线具有较长的塑性应力平台。对压缩曲线进行吸能性能分析可知,试验制得泡沫铝有很好的吸能率,吸能效率的峰值都大于80%；应变在ε=0.5时,吸能效率在60%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 泡沫铝的结构特征
• 1.3 泡沫铝材料的性能
• 1.3.1 力学性能
• 1.3.2 渗透性能
• 1.3.3 声学性能
• 1.3.4 阻尼性能
• 1.3.5 电屏蔽性能
• 1.3.6 热物理性能
• 1.3.7 减震性能
• 1.4 泡沫铝的制备方法
• 1.4.1 铸造法
• 1.4.2 粉末冶金法
• 1.4.3 金属沉积法
• 1.5 泡沫铝的国内外发展状况
• 1.5.1 国外泡沫铝材料研发概况
• 1.5.2 国内泡沫铝材料研发概况
• 1.6 泡沫铝的应用及前景展望
• 1.6.1 泡沫铝的应用
• 1.6.2 前景展望
• 1.7 泡沫铝中稀土的性质作用
• 1.7.1 稀土元素的性质
• 1.7.2 稀土在铝及铝合金中的影响作用
• 1.8 本文研究意义和内容
• 1.8.1 本文研究的意义
• 1.8.2 本文研究的内容
• 第2章 氢化稀土的基础研究
• 2.1 氢化稀土的物理性质
• 2.2 氢化稀土的成分
• 2.2.1 试验仪器及方法
• 2.2.2 分析结果
• 2.3 氢化稀土的分解
• 2.3.1 条件试验
• 2.3.2 氢化镧分解热力学
• 2.3.3 氢化镧分解动力学
• 2.4 小结
• 第3章 制备泡沫铝材料试验研究
• 3.1 熔体发泡法原理
• 3.2 试验原料与设备
• 3.2.1 试验原料
• 3.2.2 试验设备及装置
• 3.3 试验步骤
• 3.4 试验结果及讨论
• 3.4.1 不同发泡温度发泡实验
• 3.4.2 粘度对发泡效果的影响
• 3.4.3 不同发泡剂加入量试验
• 3.4.4 不同搅拌时间发泡试验
• 3.4.5 不同保温时间试验
• 3.4.6 氢化稀土+氢化钛混合发泡试验
• 3.4.7 少量氢化钛发泡试验
• 3.5 镧在泡沫铝中分布的研究
• 3.6 小结
• 第4章 泡沫铝试样压缩性能测试
• 4.1 泡沫铝合金的单向压缩试验
• 4.1.1 试验设备及条件
• 4.1.2 泡沫铝合金的压缩应力-应变曲线的一般形态
• 4.1.3 试验结果
• 4.2 泡沫铝的能量吸收性能
• 4.2.1 吸能性能的表征方法
• 4.2.2 试验结果及分析
• 4.3 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢