论文部分内容阅读
泡沫铝不仅具有密度小、轻质、高比强度的特点,而且具有减振、阻尼、吸音、隔声、隔热、电磁屏蔽等物理性能,在轨道交通、建筑机械、冶金化工、电子通讯、航空航天、军事装备等多个领域具有广阔的应用前景。熔体直接发泡法是当今制备泡沫铝材料的主要方法之一,其特点是工艺简单,成本低,能够制备大规格的泡沫铝材料。本文针对熔体直接发泡法制备泡沫材料中存在的问题,进行了氢化钛氧化处理后热分解规律的基础研究,并以工业纯铝为基体原料,研究碳纤维增强铝基泡沫材料的制备工艺,研究了不同合金元素对制备碳纤维增强铝基泡沫材料的影响,采用SEM.XRD等检测手段对制备的泡沫铝材料的形态结构进行了表征,并对所得到的泡沫铝材料进行了准静态压缩实验和能量吸收特性分析。得出的主要结论如下：(1)氧化处理对氢化钛释放氢气的温度有明显的影响。随着氧化处理温度的提高氢化钛的峰值分解温度不断提高,但氢含量在不断减少。(2)氢化钛氧化处理后在其表面形成了网格状的致密氧化膜,氧化膜的厚度在1μm～3μm,且氧化膜的形成是一个渐变过程。(3)碳纤维增强泡沫铝材料工艺研究表明：碳纤维长度对所制泡沫铝材料表观密度的影响没有明显的规律,随着碳纤维含量的增加,制备的泡沫铝表观密度先增加后降低。(4)向碳纤维/铝复合材料中添加金属Ca.Mg时能够显著改变熔体的热物理性质,表现为黏度的增加和表面张力的下降,在该种条件下能够制备出低密度、高孔隙率的碳纤维增强泡沫铝材料。(5)碳纤维增强泡沫铝的力学性能受密度的影响很大,随着密度的增大,平台应力逐渐变大,起始压实应变变小,能量吸收能力增加。随着纤维含量的增加,平台应力、起始压实应变和能量吸收能力均呈现增加的趋势；纤维长度的改变对其压缩性能的影响没有明显的规律。(6)随着纤维含量和合金元素含量的增加,制备的碳纤维增强泡沫铝材料的脆性都有不同程度的增加。在密度相近的条件下,Ca.Mg含量的变化对泡沫铝材料的压缩性能影响较小。