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采用特殊方法制备可控结构的通孔泡沫Al,研究了孔结构参数对非线性阻尼性能的影响规律

海绵铝的形成及其孔结构

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.06.009

采用孔径可以调节的开孔聚氨酯海绵作为模板,将熔模铸造法与渗流铸造法相结合,制备了具有三维网状骨架的高孔隙率(ε=92%～98%)海绵铝;分析了海绵铝骨架所遵循的拓扑规律,并描述了其孔结构.结果表明,对聚氨酯海绵骨架进行加粗处理,可以在ε=92%～98%范围内调节海绵铝的孔隙率,并提高其压缩屈服强度.海绵铝独立孔穴的面数f、棱数e和顶点数v遵循Euler定律f-e+v=2;孔穴的平均棱数n与平均面数f符合关系n=6(1-2/f).

关键词: 海绵铝 , 高孔隙率 , 熔模铸造 , 渗流铸造

闭孔泡沫铝的表面积与耐腐蚀性能

张勇明 , 何德坪 , 施国栋 , 褚旭明 , 戴戈 , 王辉

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.04.008

通过建立闭孔泡沫铝表面积模型,并进行相应的腐蚀试验,研究了泡沫铝孔结构参数与表面积和耐腐蚀性能的关系.结果表明:平均孔径一定时,材料孔隙率越大,实际表面积越大;孔隙率一定时,平均孔径越小,实际表面积越大;闭孔泡沫铝的耐腐蚀性远低于实体金属,在孔径相近情况下,随孔隙率的增大,耐腐蚀性能下降;孔隙率增加,使材料耐腐蚀性能下降的根本原因是表面积的增大.

关键词: 闭孔泡沫铝 , 表面积 , 耐腐蚀性能

胞状铝(合金)的准静态压缩性能

郑明军 , 何德坪

功能材料

测量了新型轻质(0.14ρ0～0.09ρ0,ρ0为纯铝的密度)高强度胞状铝合金(ZL111)和胞状纯铝的压缩应力(σ)-应变(ε)曲线.胞状铝合金的压缩屈服强度σs 比胞状纯铝高40%以上,其σ-ε曲线呈锯齿状,平台斜度((dσ)/(dε))比后者小.提出了确定泡沫金属材料致密化起始点εD的方法,为实际应用和科学研究提供了依据.

关键词: 胞状铝合金 , 孔隙率 , 致密化起始点

高比强度多孔铝合金的压缩性能和能量吸收特性

杨东辉 , 何德坪

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2005.08.005

采用渗流法制备了具有通孔结构的ZL111基多孔铝合金,研究了固溶时效热处理扣孔结构参数对多孔铝合金压缩性能和能量吸收特性的影响.结果表明:固溶时效热处理可以有效提高ZL111基多孔铝合金的表观杨氏模量、屈服强度和压缩吸能能力;固溶时效热处理使压缩吸能能力随着孔隙率的增大而呈现规律性减小,并使能量吸收效率对孔隙率和孔径的敏感程度减小.

关键词: 多孔铝合金 , 压缩性能 , 能量吸收能力 , 能量吸收效率

超轻多孔金属孔结构的X射线断层扫描分析

施国栋 , 何德坪 , 张勇明 , 何思渊

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.03.004

利用X射线断层扫描技术获得了超轻多孔铝试样的任意截面重构图像,通过对该图像的分析实现了对多孔铝试样孔结构的描述,并得到了重构横截面的面孔隙率.结果表明:超轻多孔铝试样孔结构描述新方法与传统剖开试样分析方法相比,可以获得相同的孔结构分析结果,并具有非接触、非破坏和提高效率的特点.

关键词: X射线断层扫描技术 , 闭孔泡沫铝 , 孔结构

CaCO3在铝熔体中的热分解特性及在泡沫铝制备中的应用

胡古月 , 褚旭明 , 何思渊 , 何德坪

机械工程材料

通过热分析方法对CaCO3粉在铝熔体和氮气中的热分解特性进行了分析，在此基础上，采用CaCO3作为增黏发泡剂制备泡沫铝。结果表明：在铝熔体中，CaCO3连续升温分解反应温度比在氮气中的降低了20-30℃，在700℃恒温过程中分解匀速稳定，与泡沫化温度相匹配；铝熔体泡沫化过程中，CaCO3热分解只生成CO2而没有CO；采用CaCO3增黏发泡制备的泡沫铝，孔隙均匀，孔结构为球形或类球形。

关键词: 泡沫铝 , CaC03 , 热分析 , 热分解

高孔隙率、小孔径泡沫铝的制备及压缩性能

甘望益 , 何思渊 , 何德坪 , 张勇明 , 王联凤 , 童道池

机械工程材料

以纯铝为基体材料、钙为增黏剂、TiH_2为发泡剂制备了高孔隙率(>80%)不同孔径的泡沫铝;研究了对发泡剂进行表面氧化处理、增黏搅拌时间、发泡剂加入量和发泡时间对泡沫铝孔结构的影响,并对不同孔径的泡沫铝进行了压缩试验.结果表明:对发泡剂进行氧化处理可以减缓其释放氢的速度,经过相同时间发泡后可获得孔径更小的泡沫铝,但要获得相同孔隙率的泡沫铝,则经氧化处理发泡剂的加入量应比未经氧化处理的大;延长增黏搅拌时间有利于获得小孔径泡沫铝;其他条件相同时,泡沫铝的孔径和孔隙率随着发泡时间的延长而增大;孔隙率相近时,孔径小的泡沫铝,单向压缩应力应变屈服平台较高,吸能能力也较大.

关键词: 泡沫铝 , 压缩性能 , 孔结构 , 高孔隙率

球形孔泡沫纯铝的静态力学性能

王展光 , 张勇明 , 何思渊 , 何德坪 , 单建

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.09.012

在获得球形孔泡沫纯铝压缩应力-应变曲线基础上,研究了泡沫纯铝的压缩屈服强度、吸能能力.结果表明:球形孔泡沫纯铝与球形孔泡沫铝合金的压缩应力-应变曲线相似,分为三个部分:线弹性阶段、平台阶段和密实阶段;球形孔泡沫纯铝相对于球形孔泡沫铝合金是一种吸能能力更强、韧性更好的新材料;采用Gibson-Ashby模型来分析球形孔泡沫纯铝的压缩屈服强度,吻合良好.

关键词: 球形孔泡沫纯铝 , 压缩屈服强度 , 吸能能力