中空球形件泡沫铝合金的制备及控制

采用二次发泡方法制备具有致密表皮的中空球形件泡沫铝合金，利用位移传感计算机，实时测量二次泡沫化铝合金孔隙率随时间变化P-t曲线，研究了二次泡沫化过程中孔隙率变化规律。结果表明，二次泡沫化过程分为缓慢增长、快速增长和坍塌3个阶段，通过二次泡沫化获得了制备孔结构均匀、具有致密表皮的泡沫铝合金中空球形件的方法，孔隙率范围可在50，4％～93．8％变化。     

铝合金熔体泡沫化过程中粘度的变化

用新型旋转扭矩探测仪对铝合金熔体增粘过程中的粘度进行了实时检测和控制,研究了熔体粘度的变化规律以及粘度对孔结构的影响规律.结果表明,在铝合金的增粘过程中粘度的变化与生长曲线类似;熔体的粘度过高使胞孔小、数量多;而粘度过低则相反.铝合金熔体泡沫化过程的最佳粘度值为27～28 mN·m,可以获得孔结构高度均匀、高比强的泡沫铝合金.     

球形孔泡沫铝合金三明治梁的三点弯曲变形

研究了球形孔泡沫铝合金的单轴压缩性能,得到了抗压强度与相对密度的关系;与多边形孔泡沫铝合金和泡沫纯铝作了对比,发现球形孔使力学性能有了较大的提高.根据球形孔泡沫铝合金三明治梁三点弯曲的载荷(P)位移(δ)曲线研究了四种常见破坏模式并建立了破坏模式图.用极限载荷公式得到的计算值与极限载荷的实验值吻合良好.球形孔泡沫铝合金力学性能高于多边形孔泡沫铝合金及泡沫纯铝,因而其三明治梁的力学性能最好.     

球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能

研究了球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金在1 MHz～10 MHz的超声衰减性能.结果表明:泡沫铝合金的超声衰减性能决定于其孔结构;通孔泡沫铝合金的超声衰减系数α随着孔径d的减小、孔隙率Ps减小和比表面积Sv的增加而增大;闭孔泡沫铝合金的超声衰减系数α随孔径d的减小、孔隙率Ps的增加和比表面积Sv的增加而增大;当孔径d、孔隙率Ps相近时,闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能优于通孔泡沫铝合金;在1 MHz～10 MHz二者是具有良好阻尼性能的轻质材料.其衰减机制为在弹性范围内超声应力波在具有大量孔隙界面的泡沫铝合金中的衰减.     

铝熔体泡沫形成过程中粘度对孔结构影响

采用简便有效的测量搅拌电机功率的方法控制铝熔体泡沫化过程的粘度，研究了粘度、温度与孔结构的关系，随熔体表观粘度提高泡沫孔径变小。合适的表观粘度有利于提高泡沫孔径分布的均匀性、获得高的孔隙率、泡沫孔径随温度提高而增大。     

用低压渗流法制备泡沫铝合金

用低压渗流法生产泡沫铝合金,研究了影响液体金属渗流高度的工艺参数。实验表明,渗流高度随着颗粒的预热温度、外加渗流压力和铝液浇注温度的升高而增加,其中颗粒预热温度的影响最为显著,其他因素的影响不大。实验还表明,颗粒尺寸对于降低渗流高度起了重要作用,颗粒尺寸越小,渗流高度越低。对于不同尺寸的颗粒,都存在一个临界预热温度。     

泡沫铝冶金连接及其界面结构与力学性能研究

以Zn-10Al合金作为粘结合金,采用功率超声辅助的热浸镀法进行泡沫铝板的冶金连接,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察接头组织及界面结构,采用X射线能谱仪(EDS)测定界面处元素分布,对样品进行拉伸实验和摆锤冲击实验,并与无功率超声辅助样品和胶接样品比较。功率超声辅助冶金接头密实连续,Zn、Al元素相互扩散,在界面处连续分布;无功率超声辅助接头中存在大量气孔等缺陷。功率超声辅助冶金接头的拉伸性能和冲击性能均优于无功率超声辅助接头和胶接接头。在功率超声辅助下进行连接时,其空化作用和声流能较彻底地破除泡沫铝基体表面的氧化膜,同时能够促进组织均匀化、去气除杂,有利于形成良好的冶金结合和致密的冶金接头。     

泡沫铝合金三明治结构结合界面及剪切性能的研究

提出了一种新的泡沫铝合金三明治结构的制备工艺--直接将铝板/混合粉末/铝板通过一次大压下量复合轧制,然后在炉中直接发泡成最终产品的制备工艺.实验成功的制备出铝面板的泡沫铝合金芯的三明治板.讨论了铝面板泡沫铝夹芯板轧制过程中以及发泡过程中界面的结合情况及界面结合机理.结果表明,轧制过程中界面结合属于机械结合,结合机制为薄膜理论;发泡过程中界面结合属于冶金结合,而铝面板与粉末体结合发泡后,界面处则只发生Al原子的互扩散,没有新相生成.剪切实验结果表明,预制坯的界面剪切强度较低,能够直接在界面处剥离开或者将板剥离开一半后将板拉断;而发泡后的泡沫铝夹芯板的界面结合力很强,剪切时断裂发生在芯材中或者铝面板上.     

泡沫铝合金消除气体噪声的试验研究

以空气压缩机为噪声源,在不同气体压力条件下,分别测试了3种不同孔径的泡沫铝试样以及空载时排气噪声值,阐述了噪声产生的特点,并根据小孔消声理论分析了泡沫铝的消声机理.研究发现:泡沫铝在高频段有很好的降噪效果,低频段的效果相对较弱,并且孔径越小,消声效果越好;泡沫铝的降噪效果与孔径尺寸、孔结构、孔隙率、宏观结构及原始噪声类型有关.     

聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料导热性能的研究

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和导热系数测试仪分别研究了改性后的泡沫铝合金的表面的红外结构、复合材料的界面结合问题以及所制备复合材料的导热性能。结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;泡沫铝合金与聚甲醛两相界面结合良好;泡沫铝合金的充填提高了复合材料的导热性能。当泡沫铝合金孔隙率为60.48%~75.41%时,聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料的导热系数随孔隙率(λ)的增大而降低,其导热系数在10.2945~17.6471 W/(m·K)之间。     

高比强高孔隙率泡沫铝合金三明治梁

研究了高比强泡沫铝合金和泡沫纯铝的单向压缩和剪切性能,对以高比强泡沫铝合金为夹芯的三明治梁失效模式的尺寸范围和承载能力进行了理论计算,结果与实验结果符合得很好.给出了泡沫铝合金三明治梁的设计方法,表明在较小的设计载荷下,三明治梁是以刚度作为设计的控制条件;在较大的设计载荷下,以相对强度为设计的控制条件.泡沫铝合金三明治梁与泡沫纯铝三明治梁的对比表明,在刚度设计控制条件下,前者的刚度是后者的1.00～1.185倍.在强度设计控制条件下,剪切破坏和压凹破坏失效模式下的泡沫铝合金三明治梁比泡沫纯铝三明治梁的极限强度分别提高57%～180%和90%～220%.     

铝及其合金熔体的增黏及泡沫化特性

研究了纯铝、普通铝硅合金和新型多组元铝合金的增黏和泡沫化特性．这三者加入Ca增黏后的物相组成和发泡后的气泡壁微观组织以及三者熔体的表面张力．结果表明：Ca加入后，经过搅拌形成的大量弥散分布的细小Al-Ca中间化合物颗粒快速增加了纯铝以及新型多组元铝合金熔体的黏度，而Ca加入普通铝硅合金中与Si等元素形成较大的颗粒，因而增黏效果不如前两者；Ca的加入也显著降低新型多组元铝合金和纯铝熔体的表面张力，普通铝硅合金降低不多；在相同的表观黏度下，表面张力的差异是引起纯铝．普通铝硅合金、新型多组元铝合金等三种熔体泡沫化特性差异的主要原因．     

Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维对铝合金基复合材料的增强作用

采用一种具有芯-壳结构的复合纳米纤维增强铝合金复合材料,可以在提高抗拉强度的同时增加塑性。通过真空热压烧结技术制备了Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂复合纳米短纤维增强2024铝合金复合材料。研究了纤维添加质量分数对复合材料致密度、硬度、抗拉强度及延伸率的影响;并探究了芯-壳结构在复合材料增韧中的作用。结果表明:Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维具有良好的分散性,在超声分散及机械搅拌混粉后均匀吸附在铝合金颗粒表面,无分层及团聚现象;经热压烧结后,Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维以短纤维形态均匀分散在铝合金基体内,少量添加Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维起到了桥联和孔洞填充作用,使复合材料致密度和硬度提高;添加质量分数为1wt%时,抗拉强度和延伸率取得最大值,由铝合金的249.3 MPa、2.9%增加到299.1 MPa、4.3%。Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维的添加可以细化晶粒,阻碍裂纹扩展,且在拔出/断过程中Al₂O₃@Y₃Al₅O₁₂纳米短纤维芯-壳结构的塑性变形起到了增强增韧作用。      

热处理条件对锻造ZK60-Y镁合金力学性能的影响

研究了不同热处理条件下锻造ZK60-Y镁合金微观组织的变化对其力学性能的影响.结果表明,直接进行人工时效的合金具有优越的强度和塑性.XRD分析表明,析出相主要有Mg2Zn3、Mg24Y5、Zn2Zr3和w-Mg3Y2Zn3.Mg2Zn3和w-Mg3Y2Zn3等析出相的尺寸、数量及其在基体中的分布状态对合金的力学性能影响很大.锻造态下大块破碎呈带状分布的Mg3Y2Zn3相及T4和T6态下粗化呈片层状的Mg2Zn3相是合金力学性能降低的主要原因.细小呈带状分布的Mg3Y2Zn3相和细层片状分布的Mg2Zn3相及其在此状态下细小的晶粒使T5态合金具有优越的抗拉强度和塑性.     

锂对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金时效特性的影响

通过时效硬化曲线的测量、室温拉伸实验以及时效组织的电镜观察,研究了添加锂对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金时效特性的影响.结果表明,在Al-4.0Mg-1.5Cu-0.4Ag合金中添加锂,可以加速合金的时效进程,但其时效硬化效果并不能简单地随着含锂量的增加而逐步加强,只有当锂含量达到2.0%(质量分数)时,才表现出显著的时效硬化与强化效果.含2.0%Li的A1-4.0Mg-1.5Cu-0.4Ag合金中Z相、δ′以及δ′/β′复合粒子的弥散析出是产生显著时效硬化与强化的原因.     

热处理对2519铝合金接头组织及性能的影响

研究了焊后时效及固溶＋时效热处理对2519铝合金焊接接头组织和力学性能的影响．结果表明,时效处理后,处于欠时效态的焊缝析出强化相增加,硬度升高,而过时效态的热影响区软化区组织和硬度没有明显变化,焊接接头的强度略微提高,塑性下降．固溶＋时效处理后,焊缝中网状共晶减少,焊缝和热影响区软化区内的析出相形态变为细小的针状,且数量增加,焊缝金属硬度明显提高,热影响区的软化现象消失,焊接接头的强度和塑性显著增加．