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泡沫铝夹芯板的粉末冶金制备工艺

刘佳 , 祖国胤 , 卢日环 , 孙世亮

材料与冶金学报

采用包套轧制法成功制备出了泡沫铝夹芯板,该工艺使泡沫铝夹芯板的面板与芯层达到了冶金结合.重点研究了发泡参数对泡孔生长的影响及泡孔的演变行为.结果表明:发泡温度、冷却速度与最终的发泡效果密切相关.发泡过程中,夹芯板芯层泡孔经历了气泡的形核、长大和合并等过程.

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 包套轧制 , 发泡参数 , 泡孔演变

镁的添加对制备泡沫铝夹芯板泡孔稳定性的影响

张敏 , 祖国胤 , 姚广春

功能材料

通过粉末-铝板复合轧制方法制备出一种界面为冶金结合的泡沫铝夹芯板.分别采用对发泡剂的处理和添加Mg元素的方法来提高芯材泡沫的稳定性.研究发现只有同时对发泡剂处理以及添加Mg元素才能够提高泡沫的稳定性.研究了此种方法中重要的泡沫稳定机制,Mg元素的添加改善了铝硅合金粉末原料生产过程中产生的氧化物颗粒在孔壁上的润湿性,使氧化物颗粒嵌入孔壁中,阻碍了孔壁上金属排液现象的产生,有效的起到稳定泡孔的作用.

关键词: 复合轧制 , 泡沫铝夹芯板 , Mg的添加 , 润湿性 , 稳定泡孔

粘接界面泡沫铝夹芯板的三点弯曲失效数值模拟

强斌 , 刘宇杰 , 阚前华

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.11.017

对粘接界面泡沫铝夹芯板三点弯曲载荷下的变形特性进行了实验和数值模拟方面的研究.基于有限元软件ABAQUS建立了泡沫铝夹芯板的三维有限元模型,应用内聚力模型对三点弯曲过程中典型的破坏模式——面板与芯层的界面脱粘给予了合理的模拟,模拟所得的结果与实验结果比较吻合.并在此基础上分析了面板和芯层厚度对夹芯板承载能力和吸收能量能力的影响.结果表明,增加芯层的厚度能够更大程度上提高泡沫铝夹芯板的承载能力和吸收能量的能力.

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 内聚力模型 , 三点弯曲实验 , 数值模拟

泡沫铝夹芯板的制备技术

张敏 , 陈长军 , 姚广春

材料导报

泡沫金属是一类具有低密度以及新奇的物理、力学、电学、声学等特殊性能的新型材料.而泡沫铝的潜在用途之一是作为泡沫铝夹芯板的芯材使用.详细介绍了制备泡沫铝夹芯板的不同方法,如胶粘法、超声焊接法、激光协助发泡法、扩散焊接法、面板与预制材料轧制-包覆法和粉末复合轧制法等.通过比较,在国内粉末复合轧制法工艺简单,是最有希望适合高温作业和大批量生产的方法.

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 制备方法 , 粉末复合轧制 , 高温作业

拉压弹性模量差异对泡沫铝夹芯板三点弯曲模拟的影响

强斌 , 刘宇杰 , 阚前华 , 陈哲

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.026

泡沫铝材料是一种典型的拉压双模量材料,即受拉与受压时弹性模量不同。使用 ABAQUS 有限元软件对泡沫铝夹芯板的三点弯曲行为进行了模拟。首先,对泡沫铝芯层采用可压缩泡沫模型,通过对芯层的受拉区和受压区采用不同的弹性模量来讨论拉压弹性模量差异对夹芯板三点弯曲行为的影响。同时,在泡沫铝压缩响应一致的情况下,对可反映拉压弹性模量差异的孔洞模型和未考虑拉压弹性模量差异的可压缩泡沫模型的夹芯板三点弯曲模拟结果进行了比较。研究表明,泡沫铝芯层的弹性模量对夹芯板的三点弯曲行为模拟有较大影响。若不考虑泡沫铝拉压弹性模量的差异,得到的夹芯板三点弯曲情况下的加载刚度和屈服荷载明显偏低。

关键词: 拉压双模量 , 泡沫铝夹芯板 , 可压缩泡沫模型 , 三点弯曲 , 数值模拟

泡沫铝夹芯板芯材发泡的研究

张敏 , 陈长军 , 姚广春

功能材料

泡沫铝夹芯板不仅克服了单一泡沫铝材料强度较低的缺点;而且还具有泡沫铝材料的诸多特殊性能,是一种非常有发展潜力的材料之一.通过复合轧制的方法制备了冶金结合的界面的泡沫铝夹芯板.研究表明,早期发泡的孔隙主要以横向方向长扁孔为特征,主要是长扁孔的形成与扩展.通过对泡沫铝芯材在不同的工艺参数下进行发泡得出通过本实验的最佳混料时间为2h,轧制压下率为60%~70%,发泡温度在620~630℃之间,发泡时间在8~10min.

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 早期发泡 , 发泡温度 , 发泡时间

泡沫铝夹芯复合板的三点弯曲试验

范爱琴 , 张艳芳 , 张勇明

物理测试

通过采用锌基合金,配合机械除膜方法制备了全焊结构通孔泡沫铝夹芯复合板。采用SEM/EDAX分析了焊接区和芯层/面板结合界面结构和化学成分分布,通过准静态三点弯曲试验测试不同芯层厚度的泡沫铝夹芯板的刚度,获得了载荷-位移曲线和失效形貌。研究表明:泡沫铝与面板的结合界面存在钎料过渡区,钎料合金元素呈连续梯度分布状态,三点弯曲过程可分为弹性,塑性和失稳3个阶段,弯曲过程平滑,随着芯层厚度减小,复合板的承载能力显著下降。在弯曲过程中芯层与面板之间未发生分离失效。

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 三点弯曲 , 钎焊

Si和Mg粉末对泡沫铝发泡过程的影响

张敏 , 陈长军 , 王晓南

材料热处理学报

研究不同添加量及不同组合添加量的合金元素镁和硅对气泡发泡过程中孔的大小,孔的形状以及孔的均匀性的影响,并采用SEM对泡孔孔壁结构的研究来确定硅元素和镁元素的添加对泡沫稳定性的影响.结果表明,纯铝粉末中单独加入硅和镁对泡沫的稳定性作用不大,而共晶成分的铝硅合金添加1%左右的镁后泡孔更均匀,泡壁更光滑些,发泡过程更稳定.

关键词: 泡沫铝夹芯板 , 合金粉末 , 稳定性

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