纯氧分压Gasar工艺下藕状多孔银的气孔结构研究（英文）

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是制备藕状多孔金属的新工艺,利用自行研制的Gasar装置,制备了不同纯氧分压下的藕状多孔银试样,研究了氧气分压对藕状多孔银气孔形貌(气孔率、气孔尺寸和分布、气泡形核)的影响。结果表明:氧气分压对气孔形貌影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大而平均气孔直径减小。     

Ag-O系定向凝固制备藕状多孔Ag

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备藕状多孔金属的新工艺,在高压纯氧气氛中,利用自行研制的Gasar模铸装置制备了藕状多孔Ag试样,并研究了氧气压力对气孔率、平均气孔直径的影响。结果表明:在多孔Ag中,氧气压力对气孔率和平均气孔直径的影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大,而平均气孔直径减少,当氧气压力为0.5 MPa时,气孔分布最为均匀。     

藕状多孔金属Mg的Gasar工艺制备

金属／气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺．本文利用自行开发的Gasar装置，成功制备了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg，并研究了气体压力对气泡形核、气孔率、气孔大小和分布的影响。     

Gasar工艺获得均匀藕状多孔结构的气压选择

在用金属-气体共晶定向凝固（Gasar）制备藕状规则多孔金属的工艺中,气体压力是对多孔结构影响最大且最方便调控的工艺参数,在讨论Gasar工艺中所用气体种类选择原则的基础上,通过分析Gasar凝固过程,给出了获得指定气孔率且气孔尺寸分布和位置分布都均匀一致的理想藕状多孔结构的气压选择条件．以Mg-H系为例从实验上验证了该选择条件,为制备高质量的藕状多孔金属提供了合理的工艺参数．     

金属-气体共晶定向凝固制备藕状多孔金属的研究

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.利用自行开发的Gasar装置,成功制备了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg,并研究了铸型预热温度和气体压力等工艺参数对气孔率、气孔大小和分布的影响.结果表明:提高铸型预热温度可以完全消除无气孔金属壳;随着氢气压力的增大,铸锭的平均直径都在减小;在整个Gasar凝固中约有8%左右的氢气溢出.     

金属-气体共晶定向凝固工艺参数对藕状多孔金属镁结构的影响

利用自行丌发的Gasar装置，成功制备了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg，并研究了铸型预热温度和气体压力等工艺参数对气孔率、气孔大小和分布的影响。结果表明：提高铸型的预热温度可以完全消除铸锭侧向的无气孔金属壳：随着氢气压力的增大，铸锭的气孔率和气孔平均直径都在减小、气孔的尺寸分布均匀性提高。     

气压对藕状多孔Cu-Cr合金气孔结构及形貌的影响

采用金属/气体共晶定向凝固工艺(Gasar),在不同氢气压力条件下制备了藕状多孔Cu-Cr合金,研究了氢气压力对藕状多孔Cu-Cr合金气孔结构和形貌因子的影响。结果表明,当氢气压力大于气孔形成临界压力时,随氢气压力的增大,气孔率和孔隙密度增大,而平均气孔直径缓慢减小;当氢气压力大于气体逸出临界压力时,气孔率和平均气孔直径急剧减小,而孔隙密度大幅增加;此外,随氢气压力的增加,气孔形貌因子逐渐减小。     

藕状规则多孔结构形成的压力条件和气孔尺寸的演变规律

金属-气体共晶定向凝固（Gasar）是一种制备规则多孔金属的新工艺,本工作通过分析气泡的生长条件,建立了藕状多孔结构形成的压力判据（H2气和Ar气分压比）,并从实验上研究了凝固压力对气孔尺寸的影响规律,结果表明,随着凝固压力（气体总压）的增大,气孔平均直径不断降低。     

熔体过热度对定向凝固藕状多孔金属结构均匀性的影响（英文）

结构均匀性是影响藕状多孔金属的物理和力学性能的重要参数。系统研究熔体过热度对金属-气体共晶定向凝固(Gasar)制备藕状多孔金属的多孔结构均匀性以及气孔率、气孔形貌的影响规律。实验结果表明,凝固过程中存在一临界过热度(△T_c),超过该临界值时,凝固界面前沿熔体中会发生气泡的形核和上浮溢出("冒泡"或"沸腾")现象,结果造成气孔率的下降。另外,过高的过热度会导致相邻气孔的合并粗化,形成大尺寸气泡,最终获得不均匀的气孔结构。在实验结果基础上,建立气泡溢出的临界过热度(△T_c)理论模型和氢气溢出系数计算模型。在考虑氢气溢出时,理论预测的气孔率与实验结果吻合较好。     

工艺参数对藕状多孔Mg合金结构影响的模拟仿真

在金属/气体共晶定向凝固工艺(Gasar)中,气体压力、过热度以及凝固速率是影响藕状多孔金属结构的最重要参数。建立了一个描述Gasar工艺过程的传热、传质、气孔形核、生长、合并及气孔与固相的协同生长的三维非稳态理论模型。并且采用有限差分的方式,实现了定向凝固铸造法Gasar工艺过程中藕状多孔结构形成及演变的计算机仿真,揭示了气体压力和凝固速率对藕状多孔金属最终结构参数的影响。基于Mg-H系的模拟与相应试验结果吻合较好,验证了所建仿真模型的合理性。     

Effect of transference velocity and hydrogen pressure on porosity and pore morphology of lotus-type porous copper fabricated by a continuous casting technique

A continuous casting technique was developed to fabricate, in a pressurized hydrogen atmosphere, lotus-type porous copper with long cylindrical pores aligned parallel to the solidification direction. The molten copper dissolving the hydrogen was pulled downward to be solidified through a cooled mould at a given transference velocity. This technique has the benefit of producing long-sized lotus-type porous metal slabs as long as 700 mm. The effects of the hydrogen gas pressure and the transference velocity on the porosity and the pore morphology were investigated. The porosity was independent of the transference velocity but dependent on the hydrogen gas pressure. The average pore diameter and pore length were affected by the changes of both the transference velocity and hydrogen gas pressure. The change of transference velocity affected the pore formation position near the slab surface. The porosity and pore size were therefore well controlled by the transference velocity and hydrogen gas pressure. It is concluded that the continuous casting technique is a promising method for the mass production of lotus-type porous metals.     

固/气共晶定向凝固中的工艺判据

气体压力和熔体过热度决定熔体中气体溶解量从而直接影响多孔试样的气孔率.通过理论分析建立了固/气共晶定向凝固中气体逸出和藕状多孔结构形成所需的过热度和气体压力判据.以金属/氢共晶为例,计算结果表明,过热度和氩气分压均应有一适中的范围:给定氢气和氩气分压时,过热度应高于藕孔形成临界过热度而低于氢气逸出临界过热度;给定过热度和氢气分压时,氩气分压应高于氢气逸出临界氩气分压而低于藕孔形成临界氩气分压.该分析结果从藕状多孔Mg的实验结果得到了验证,可以作为高质量规则多孔材料实际制备过程的工艺参数指导原则.     

用金属/气体共晶二维定向凝固法制备放射状规则多孔Mg

采用热传导方向为径向的金属一气体共晶二维定向凝固方法（二维Gasar）,在纯氢和氢、氩混合气氛下制备了气孔沿径向规则分布的放射状多孔金属Mg．研究了放射状多孔金属结构的特点以及气体压力等工艺参数对孔隙率、孔径和气孔分布的影响．结果表明,在圆柱形试样的二维定向凝固过程中,金属一气体共晶形成的体积膨胀会在凝固前沿的液相中产生大的对流,影响气孔的生长方向和规则程度,同时还会导致气体的逸出．随混合气体中氩气分压的增大,逸出程度下降;当氩气分压大于氢气分压时,气体的逸出被完全抑止．由此可以准确地预测出放射状规则多孔金属的孔隙率．     

藕状多孔铜的连铸法制备工艺研究

连铸法是一种制备具有均匀孔洞分布的大尺寸藕状多孔材料的新工艺.利用自行开发的GASAR连铸装置,成功拉制出了15 mm的藕状多孔Cu连铸试样,并研究了下拉速率对孔隙率及气孔直径的影响.结果表明:随着下拉速率的增加,连铸试样中气孔尺寸分布逐渐变均匀;下拉速率对孔隙率的影响不大,而气孔直径随下拉速率的增加而降低.     

Fabrication of lotus-type porous Mg−Mn alloys by metal/gas eutectic unidirectional solidification

Lotus-type porous Mg–xMn (x=0, 1, 2 and 3 wt.%) alloys were fabricated by metal/gas eutectic unidirectional solidification (the Gasar process). The effects of Mn addition and the fabrication process on the porosity, pore diameter and microstructure of the porous Mg−Mn alloy were investigated. Mn addition improved the Mn precipitates and increased the porosity and pore diameter. With increasing hydrogen pressure from 0.1 to 0.6 MPa, the overall porosity of the Mg−2wt.%Mn ingot decreased from 55.3% to 38.4%, and the average pore diameter also decreased from 2465 to 312 μm. Based on a theoretical model of the change in the porosity with the hydrogen pressure, the calculated results were in good agreement with the experimental results. It is shown that this technique is a promising method to fabricate Gasar Mg–Mn alloys with uniform and controllable pore structure.