泡沫铝用AlPO4/TiH2包覆工艺研究

论文摘要

泡沫铝作为一种新型的功能结构材料,由于它的轻质、阻燃、阻尼、吸波等优良的物理性能,近几年来在航空航天、汽车、建筑等行业得到广泛的应用。熔体发泡法制备泡沫铝由于其工艺简单、可以生产大尺寸的泡沫铝,以及工艺设备相对简单等许多优点开始得到广大科技工作者越来越多的重视。TiH2是目前制备泡沫铝使用最普遍也是最好的发泡剂,其释气性能对泡沫铝的发泡过程具有很大的影响。熔体发泡法制备泡沫铝的核心关键技术是在高温下延缓TiH2的分解释气速度。所以,开展有关TiH2包覆改性处理以及在发泡过程中气泡行为的研究,对泡沫铝的制备工艺改进、气泡尺寸的控制和高孔隙率的泡沫铝材料制备均有重要的意义。 在熔体发泡法制备泡沫铝的关键是对TiH2释气的缓释处理,目前常规的手段是对其进行包覆。对TiH2包覆有很多手段,其中主要分为化学包覆和物理包覆;本试验制备出TiH2表面包覆AlPO4的包覆型发泡剂,采用正交试验法研究各种包覆工艺的最佳参数,采用扫描电镜对包覆型发泡剂进行微观形貌分析;采用XRD分析技术对包覆型发泡剂进行物相分析;用集气法测试了不同工艺包覆TiH2的释气行为。 研究结果表明,对TiH2包覆应在碱性环境下进行。在PH=8的环境下,对包覆影响的因素权数,依次为温度、时间、搅拌速度。酸性条件不易包覆。在PH=8时,最佳包覆工艺参数:包覆温度为95—105℃、搅拌时间为300s、搅拌速度为300r/min。TiH2延缓释气的时间可以达到60s;试验确定包覆剂与TiH2可以产生效果的低限摩尔比为1:1;泡沫铝制备最佳温度区间在660～680℃;加入TiH2质量比从1.5%降到0.7%,大大提高了TiH2的利用率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 1.1 泡沫铝的发展概况
• 1.2 制造泡沫铝的工艺
• 1.2.1 固体成型法
• 1.2.3 原位气体发生法
• 1.3 泡沫铝的组织和性能
• 1.3.1 泡沫铝的组织结构
• 1.3.2 泡沫铝的性能
• 1.4 泡沫铝的应用概况
• 1.4.1 功能能材料方面
• 1.4.2 其他方面的应用
• 1.5 本课题研究的内容和意义
• 1.5.1 研究的意义
• 1.5.2 本文研究的主要内容
• 2. 熔体发泡法泡沫铝制备原理
• 2.1 包覆
• 2.1.1 包覆机理
• 2.1.2 包覆过程原理分析
• 2.2 熔铝
• 2.3 搅拌增粘
• 2.4 发泡过程
• 2.5 保温发泡
• 2.6 冷却
• 3. 试验内容及方法
• 3.1 试验原料和设备
• 3.1.1 原材料
• 3.1.2 试验仪器设备及装置
• 3.2 包覆剂
• 3.2.1 设计思想
• 3.2 2 加工包覆剂的工艺路线
• 3.3 泡沫铝制备的工艺流程设计
• 3.4 试验方案及研究方法
• 2处理试验方案与方法'>3.4.1 包覆发泡剂TiH₂处理试验方案与方法
• 2混合释气及缓释处理试验'>3.4.2 包覆剂与TiH₂混合释气及缓释处理试验
• 3.4.3 泡沫铝制备工艺试验
• 3.4.4 试样体积的测量
• 4. 试验结果及分析
• 2粉末包覆及其释气行为分析'>4.1 TiH₂粉末包覆及其释气行为分析
• 2和包覆剂微观结构图'>4.1.1 TiH₂和包覆剂微观结构图
• 4.1.2 XRD射线分析
• 2XRD射线分析'>（1） PH=8时包覆TiH₂XRD射线分析
• 2XRD射线分析'>（2） PH=5时包覆TiH₂XRD射线分析
• 4XRD射线分析'>（3） AlPO₄XRD射线分析
• 2包覆层释氢曲线分析'>4.1.3 TiH₂包覆层释氢曲线分析
• （1） PH值对包覆层释氢曲线的影响
• （2） PH值对包覆性的影响
• 4.1.4 小结
• 2包覆工艺研究'>4.2 包覆剂的制备及TiH₂包覆工艺研究
• 4.2.1 包覆剂制备工艺参数的影响
• 4.2.2 小结
• 4.3 泡沫铝制备实验结果
• 4.3.1 铝液初始温度的确定
• 2对制备泡沫铝的影响'>4.3.2 不同PH值条件下包覆TiH₂对制备泡沫铝的影响
• 4.3.3 小结
• 5. 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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