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氢化稀土发泡剂制备泡沫铝的研究

作　者: 李继荣
导　师: 孙挺
学　校: 东北大学
专　业: 应用化学
关键词: 泡沫铝 发泡剂 氢化稀土 熔体发泡法 压缩性能 吸能效率
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 文献综述  11-27
  1.1 引言  11
  1.2 泡沫铝的结构特征  11-12
  1.3 泡沫铝材料的性能  12-14
    1.3.1 力学性能  12-13
    1.3.2 渗透性能  13
    1.3.3 声学性能  13
    1.3.4 阻尼性能  13-14
    1.3.5 电屏蔽性能  14
    1.3.6 热物理性能  14
    1.3.7 减震性能  14
  1.4 泡沫铝的制备方法  14-18
    1.4.1 铸造法  15-16
    1.4.2 粉末冶金法  16-17
    1.4.3 金属沉积法  17-18
  1.5 泡沫铝的国内外发展状况  18-21
    1.5.1 国外泡沫铝材料研发概况  18-20
    1.5.2 国内泡沫铝材料研发概况  20-21
  1.6 泡沫铝的应用及前景展望  21-23
    1.6.1 泡沫铝的应用  21-22
    1.6.2 前景展望  22-23
  1.7 泡沫铝中稀土的性质作用  23-25
    1.7.1 稀土元素的性质  23
    1.7.2 稀土在铝及铝合金中的影响作用  23-25
  1.8 本文研究意义和内容  25-27
    1.8.1 本文研究的意义  25-26
    1.8.2 本文研究的内容  26-27
第2章 氢化稀土的基础研究  27-42
  2.1 氢化稀土的物理性质  27-28
  2.2 氢化稀土的成分  28-30
    2.2.1 试验仪器及方法  28
    2.2.2 分析结果  28-30
  2.3 氢化稀土的分解  30-41
    2.3.1 条件试验  30-33
    2.3.2 氢化镧分解热力学  33-35
    2.3.3 氢化镧分解动力学  35-41
  2.4 小结  41-42
第3章 制备泡沫铝材料试验研究  42-62
  3.1 熔体发泡法原理  42-44
  3.2 试验原料与设备  44-45
    3.2.1 试验原料  44
    3.2.2 试验设备及装置  44-45
  3.3 试验步骤  45-46
  3.4 试验结果及讨论  46-59
    3.4.1 不同发泡温度发泡实验  46-48
    3.4.2 粘度对发泡效果的影响  48-49
    3.4.3 不同发泡剂加入量试验  49-51
    3.4.4 不同搅拌时间发泡试验  51-54
    3.4.5 不同保温时间试验  54-55
    3.4.6 氢化稀土+氢化钛混合发泡试验  55-57
    3.4.7 少量氢化钛发泡试验  57-59
  3.5 镧在泡沫铝中分布的研究  59-61
  3.6 小结  61-62
第4章 泡沫铝试样压缩性能测试  62-70
  4.1 泡沫铝合金的单向压缩试验  62-67
    4.1.1 试验设备及条件  62
    4.1.2 泡沫铝合金的压缩应力-应变曲线的一般形态  62-63
    4.1.3 试验结果  63-67
  4.2 泡沫铝的能量吸收性能  67-69
    4.2.1 吸能性能的表征方法  67
    4.2.2 试验结果及分析  67-69
  4.3 小结  69-70
第5章 结论  70-71
参考文献  71-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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