泡沫铝的毕业论文.doc

目录 第1章 绪论 4 1.1 引言 4 1.2 泡沫铝的制备方法 5 1.2.1铸造法 5 1.2.2 喷溅沉积法 6 1.2.3镀覆金属法 6 1.2.4熔融盐电镀铝 7 1.3 泡沫铝的应用 8 1.3.1环保吸声方面的应用 8 1.3.2汽车材料的应用 8 1.3.3航空航天材料的应用 9 1.3.4建筑装修上的应用 9 1.3.5航海领域的应用 9 第2章 泡沫铝的性能 9 2.1泡沫铝压缩性能的研究进展 12 2.2泡沫铝拉伸性能的研究进展 14 2.3泡沫铝复合结构的力学性能研究 14 第3章 模拟结果和分析 15 3.1 八面体开孔泡沫铝准静态压缩过程分析 15 3.2不同孔隙率条件下的模拟结果 16 3.2.1模拟结果 16 3.2.2结果分析 17 3.3 相同孔隙率不同材料下的模拟结果 18 3.3.1模拟结果 18 3.3.2结果分析 20 第4章 结论 20 第5章 参考文献 21 第6章 致谢 25 附录（英文翻译） 26 第1章 绪论 1.1 引言 现代工艺技术的发展，使得泡沫金属的制备技术日趋完善，制造成本不断降低。以泡沫铝为代表的泡沫金属是近年来发展较快的一种新型功能结构材料。作为结构材料，它具有轻质和高比强度的特点；作为功能材料，它具有减震、吸收冲击能、耐高温、隔声、吸声[1]、隔热、不燃烧、抗腐蚀、电磁屏蔽等物理性能[2-6]。最主要的是它可以将低密度、高刚度、冲击吸能性、低热导性、低磁导率和良好的阻尼性综合在一起[7]。在需要综合利用这些性能的领域内，泡沫金属有着广泛的应用前景[8-9]。 泡沫铝按照基体材料的不同，可将其分为泡沫纯铝和泡沫铝合金两类。由于泡沫铝合金同时具有纯铝和其它合金元素的性能，与泡沫纯铝相比其强度和吸能能力通常得到了提高。常见的泡沫铝合金有泡沫铝硅合金、铝镁合金和铝铜合金。按照孔结构的不同，可将泡沫铝分成开孔和闭孔两种[10]。 泡沫铝具有较高的压缩强度，同时具有较长的平台应力。压缩过程中的大量能量在近似恒定的应力下被吸收[11]，从而使得泡沫铝具有很强的吸能能力。关于泡沫铝吸能性能的研究文献很多。Pkarash等人[12]认为泡沫铝的能量吸收能力不仅与基体材料的弹塑性有关，还与其它一些耗散过程有关，如破碎的孔壁之间的摩擦。Beals等[13]通过对密度不均匀的Alcna泡沫材料的测试分析，指出密度梯度是削弱泡沫材料能量吸收能力和效率的重要原因。在传统的管式吸能装置中，采用泡沫铝作为填充物可以提高结构的刚度和吸能能力，从而改进缓冲吸能装置的性能。国外许多文献都报道了由泡沫铝充当芯材的夹心式组合结构的静动态压缩力学行为的实验研究，国内该方面的文献比较少。 泡沫铝,是一种新型的功能材料, 其发明只有四十余年的历史。Sosnik 在1948 年提出利用汞做发泡剂, 在液态铝合金中气化制取泡沫铝的想法。在1956 年, Ellist根据这一想法成功地制造了泡沫铝。20 世纪60 年代, 美国Ethy l 公司已成为研制泡沫铝的科研中心基地。在1982 年以前所公布的有关泡沫铝的专利技术中, 多半来自美国的LOR 公司和Ethy l 公司。直到今天, 美国、日本、英国、加拿大等国相继研制出多种生产泡沫铝的方法, 并取得了多项技术专利, 已可将泡沫铝制成管材、带材等复合材料。我国对泡沫铝的研究近几年才起步, 80 年代后期, 贵州、大连等地的研究机构曾利用发泡法做过一些研究工作。 1.2 泡沫铝的 1.2.1铸造法 铸造法应用的很普遍, 目前, 泡沫铝的制备工艺大多采用这种方法, 以下介绍几种相关的方法。[14、15] 1) 金属液发泡法　金属液发泡法早期采用的比较普遍, 主要是向液态铝合金中加入TiH2、ZrH2、CaH2 等发泡剂, 然后加热使发泡剂分解成气体, 气体的膨胀使铝合金成泡沫状, 冷却后即得到泡沫铝成品。 2) 渗流铸造法　渗流铸造法是将液态铝合金渗入到填料颗粒的间隙中而获得铝合金填料复合体的一种方法。填料可以使用耐热而可溶的材料( 如精盐) 。样品制成后, 填料粒子可从铸件中浸洗掉, 从而获得具有连通空隙结构的泡沫铝。渗流铸造法又可分为上压渗流铸造法 ( 如图1 所示) 和负压渗流铸造法( 如图2 所示) ,这两种方法的使用都可以得到通孔性良好的泡沫铝样品, 并且填料粒子可以迅速去除, 并重复使用。上压渗流铸造法的工作原理如图1 所示,将嵌套内渗流颗粒紧实后, 连嵌套一起放入预热炉中预热到一定温度后取出并套上外套, 然后从上口倒入铝液并盖上加压盖板, 同时启动气阀, 铝液将会在气压驱动下渗入颗粒间隙中, 待冷却后取出样品并泡入水中去除颗粒, 即得到样品。这种方法操作简单, 空隙率平均可达70% , 便于大规模生产[16、17]。 3) 添加球料法　添加球