论文部分内容阅读
多孔泡沫金属是一种金属基体中含有大量结构及分布可控的孔洞,并以孔洞作为复合相的新型复合材料,具有良好的应用前景。本文将电化学技术和泡沫金属制备技术相结合,提出无需添加辅助材料直接制备多孔泡沫金属的新方法—喷射电沉积法,力求制备大面积、具有一定厚度、孔隙率高、组织均匀的泡沫金属。并通过对成型泡沫金属的微观结构、力学性能和散热性能的检测分析,总结出喷射电沉积制备的多孔泡沫金属的组织结构特点,对提高电沉积技术的整体水平,丰富泡沫金属的制造工艺具有重要的现实意义。本文提出喷射电沉积法原理的关键点是此工艺可极大提高极限电流密度,依靠高电流密度下自组织生成枝晶和析氢反应的综合作用制备以枝晶作为孔壁的自支撑结构的多孔泡沫金属。分析定点喷射电沉积各工艺参数沉积情况,指出沉积区域电场均匀和流场均匀是沉积产物均匀生长的必要条件;通过有限元分析指出电场满足均匀要求,采用扫描喷射电沉积方法可改善流场状况。制备扫描喷射电沉积条件下各工艺参数的多孔泡沫金属,分析其结构特征。其试验结果表明:①孔隙率随扫描速度和阴阳极间距的增加而逐渐增大,②孔隙率随喷射速度的增加先减小后增加,③孔隙率随着电流密度的增加而逐渐减小。以上制备的多孔泡沫镍平均孔径在0.15mm~0.38mm之间。分析多孔泡沫镍的力学性能、散热性能。结果表明:①多孔泡沫镍的平均显微硬度低于实体金属镍。孔隙率越高,显微硬度越低。②多孔泡沫镍的静态压缩性能具有三阶段特征,即线弹性段、塑性屈服平台段及致密段。孔隙率越高,平台应力越小。③多孔泡沫镍具有良好散热性能,可以极大提高散热面积,定性的说明了多孔泡沫结构的散热性能要优于实体结构。