熔体发泡法和吹气法制备泡沫铝的比较研究

超全面泡沫铝制备工艺汇总泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。

其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，结构特点如：性能特点包括：泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。

因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。

下面就泡沫铝的制备工艺做详尽介绍：1、固态金属烧结法用这种方法生产的泡沫铝多数具有通孔结构,这是由于大部分固相法通过烧结使铝颗粒互相联结,铝始终保持在固态。

1.1、粉末冶金发泡法工艺原理是将混合铝粉与发泡剂粉,经压缩得到具有气密结构的预制体,加热预制体使发泡剂分解释放出气体,迫使预制体膨胀得到泡沫铝。

粉末冶金发泡法工艺流程：特点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝的力学性能;二是可以直接制造形状复杂的部件。

缺点是该方法工艺参数区间较窄,成本较高,制得的泡沫铝尺寸有限。

1.2、散粉烧结法此方法多用于制备泡沫铜。

由于铝粉表面具有的致密氧化膜将阻止颗粒烧结在一起,因此用散粉烧结法制备泡沫铝相对困难。

这时可以通过变形手段破坏氧化膜,使颗粒更易粘结在一起;或加入镁、铜等元素在595~625摄氏度烧结时形成低共熔合金。

这种生产方法包括三个过程:特点：优点是工艺简单、成本低,缺点是孔隙率不高、材料强度低。

如果用纤维代替粉末烧结同样可制得多孔材料。

1.3、粉浆成型法粉浆成型法是将金属铝粉、发泡剂(氢氟酸、氢氧化铝或正磷酸)、反应添加剂和有机载体组成悬浮液,将其搅拌成含有泡沫的状态,然后置入模具中加热焙烧,接着浆开始变粘,并随着产生的气体开始膨胀,最终得到一定强度的泡沫铝。

如果把粉浆直接灌入高分子泡沫中,通过升温把高分子材料热解,烧结后同样可制得开孔泡沫材料。

特点：所制得的泡沫铝强度不高并有裂纹。

1.4、烧结溶解法铝粉与盐粉均匀混合,压制成坯,在压制过程中盐粉基本保持原貌,铝粉发生塑性变形,填充盐粒之间的空隙形成连续的网状基体。

合肥工业大学硕士学位论文泡沫铝的熔体发泡法制备及其性能研究姓名：郑海务申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：凤仪2003.2.1泡沫铝的熔体发泡法制备及其性能研究摘要０ｒ泡沫锅是一种结构和功能～体化的材料√本文采用熔体发泡法，／透跫提关理论分耩帮控秘发遐滠度、搅拌隧阕、爨溢黠闻、诞节发泡裁含黧等铡铸出了孰结构蒸本可控、孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品。

在此基础上，礤究了泡沫铝的动态力学性能以及导逛、导热程电磁屏蔽嚣锈莲饿髓。

使用撵普金淼压杆测试了泡沫铝试样的动态压缩性能。

实验结果表强，泡沫锤熬聪鼹强发涟着澎交率魏罐热蘧增麴；瘟交黠露钵豺瓣的成变率敏感度影响很小，但是泡沫铝的应变率敏感度不是常数，而是睫饕真应交翦璞热霭耀大，在秘榉的盛变下，夔着寂交率变铯糕度黎增大而增大：泡沫铝的能量吸收随着成变率的增加而增加并且和泡沫铝戆密度鬻关；溅沫铝憋吸能效率睫麓应变率瓣增糖略有下降。

研究了泡沫绢的导热系数耩电导鬻与箕徽结构（孔隙率、孔径）的关系，结果表明随着孔隙率的增加，泡沫铝的导热系数、电导率部降鬣，琵在魏豫率慕本耦霹条｛孛下琵径辩予泡沫锈韵静热系数与奄嚣率影响很小，可以忽略不计。

涎试了淹濠锱翡电磁孱薮效麓。

缨果表鹾，在孔径摇避时，熬麓嚣隙率的增大，泡沫铝的屏蔽效能随之下降。

幽孔隙牢相近时，随着孔径懿增大，泡沫铝静羼蔌效鼹瞧下降。

瑟蓐发见乎对泡沫镪匏爨菠效能笼影响。

美键键；泡沫锈凄态艨缩导熬系数窀露牵邀磁鬓激ＭｅａｎｓｏｆＭＦＴａｎｄＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙｔｈｅｔｈｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＦｏａｍＡｂｓｔｒａｅｔＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｌｏｓｅｄ．ｃｅｌｌｆｏａｍｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｂａｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｏｒｅｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｍｅｌｔｆｏａｍｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏａｍａｇｅｎｔ，ｆｏａｍｉｎｇ（ＭＦＴ）．Ｂｙｒｅｌａｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｔｉｒｒｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｈｏｌｄｔｉｍｅ，ｍｅａｎｓｏｆｇｅＲｉｎｇｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄ。

泡沫铝材料的制备方法及应用研究作者：苏旭东，等来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2014年第10期苏旭东1 任志菲2 （1.中电投宁夏能源铝业集团有限公司宁东铝业分公司；2.宁夏银川国龙医院）摘要：本文分析了泡沫铝材料不同于其他金属的优良性能，并介绍了目前泡沫铝材料采用的制备方法及其应用研究现状，最后指出了今后研究泡沫铝材料的发展方向。

关键词：泡沫铝制备方法应用1 概述所谓泡沫铝材料，就是由铝或是铝合金基体与气孔(闭孔或通孔)进行复合而得到的一种结构一体化的具有轻质功能的新型材料。

由于其自身结构的特殊性，使其具有不同于其他金属的特殊性能，如高孔隙率和比表面积，还有较强的能量吸收性、高的比强度、抗冲击性能、电磁屏蔽、高阻尼等优良的性能，使得其在各个领域得到了广泛的应用。

其性能的好坏主要由制备方法来决定，因此，本文主要对其制备方法和应用现状进行了分析。

2 泡沫铝材料的制备方法2.1 粉末冶金发泡法粉末冶金发泡法是指将铝或是铝合金的粉末和发泡剂(一般为TiH2)根据一定的比例进行配制并均匀混合，使其在给定的压力之下被压缩成较为致密的预制胚体，之后通过轧制、模锻或挤压等方法将其加工为半成品，然后放入规定形状的钢模内，温度被加热到预制体的熔点，与发泡剂产生的气泡混合得到闭孔泡沫铝材料。

2.2 熔体发泡法熔体发泡法中主要应用的两种方法是直接吹气法和发泡剂发泡法，它的发泡过程是在液相中完成。

前者是向金属熔融液中均匀混合分散SiC、Al2O3 等，利用特制的旋转喷头对底部吹入气体形成气孔后进行冷却和凝固。

后者是将发泡剂和金属熔融体混合均匀，使得气体膨胀得到泡沫金属。

2.3 熔模铸造法熔模铸造法是指把已准备好的泡沫塑料装入具有一定形状的模具中，并向其中加入液态的耐火材料，耐火材料在硬化过程中会使泡沫塑料达到气化的条件，之后把液态的金属熔融液浇铸到模具中，当液体冷却之后即可达到耐火材料与金属分离的目的，从而得到与模具形状一样的泡沫铝材料。

泡沫铝发泡效率与泡体均匀性研究刘希泉;罗振勇;周向阳【摘要】研究了用TiH<,2>为发泡剂制备泡沫铝过程中发泡剂加入量、发泡温度、搅拌时间、搅拌速度和保温时间对泡沫铝孔隙率、发泡效率和结构均匀性的影响.研究结果表明,随着发泡剂加入量的增加,泡沫铝的孔隙率逐渐上升;随着发泡温度的升高,发泡效率和均匀度逐渐减小;随着保温时间的增加,泡沫铝样品的孔隙率上升、发泡效率降低、均匀度减小;在5个因素中,搅拌时间和搅拌速度属于次要因素.当发泡剂的加入量为1.1%～1.3%、发泡温度在620～640℃之间、搅拌时间2.5～5.0 min、搅拌速度1 500～2 500 rpm和保温时间3.0～5.0 min时可以制备出孔隙率75%～85%、发泡效率80%以上、均匀性80 以上、平均孔径1～4 mm的泡沫铝样品.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】4页(P89-92)【关键词】泡沫铝;孔隙率;发泡效率;均匀性【作者】刘希泉;罗振勇;周向阳【作者单位】贵阳铝镁设计研究院冶金工艺室,贵州,贵阳,550081;贵阳铝镁设计研究院冶金工艺室,贵州,贵阳,550081;中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文泡沫铝所具有的低密度、高刚度、冲击吸能性、低导热率、低磁导率和良好阻尼性等特性，使得其在许多高科技领域及一般工业领域的应用受到了越来越广泛的重视。

泡沫铝的制备方法有熔体吹气发泡法、熔体发泡剂发泡法、渗流铸造法、粉末冶金法等，其中熔体发泡法为最容易实现连续化大规模生产的方法之一［1－5］。

泡沫铝的评价指标中除孔隙率之外，发泡效率和均匀性也是评价泡沫铝的重要指标。

发泡效率可以评价制备泡沫铝工艺的生产效率和成品率［6］，而泡体均匀性与泡沫铝力学和其他物理性能有着直接的关联，因为在拉伸和压缩实验中，泡沫铝的应力通常会集中在泡体不均匀的部位［7－8，13－14］。

底吹法制备泡沫铝工艺的研究底吹法制备泡沫铝是一种新型的金属复合材料，具有轻质、高强度、吸能性能等优点，在航空航天、交通运输、建筑材料等领域具有广泛的应用前景。

本文将对底吹法制备泡沫铝的工艺进行研究，包括原理、工艺步骤、影响因素以及优化方向等方面。

首先，底吹法制备泡沫铝的工艺原理是在铝合金液中注入气体，通过气体在铝合金中的析出形成气泡，实现铝合金的泡沫化。

泡沫铝的中空气泡可以有效提高材料的强度和韧性，同时减轻了材料的重量，提高了吸能能力。

1.原料准备：选择高纯度的铝合金材料，将其熔化成液态铝合金。

2.铝合金液注入：将铝合金液注入制备好的底吹法制备泡沫铝模具中。

3.底吹注气：通过底部的气体导管，将气体注入铝合金液中，在液态铝合金中形成气泡。

4.熔体冷却：待气泡生成后，加速材料的冷却速度，使气泡固化。

5.产品取出：待材料冷却后，将泡沫铝从模具中取出，进行后续加工。

影响底吹法制备泡沫铝工艺的因素主要包括气体流量、注气时间、液态铝合金的成分、模具温度等。

适当的调节这些因素可以提高泡沫铝的孔隙率、强度和韧性。

优化底吹法制备泡沫铝工艺的方向包括以下几个方面：1.材料选择：选择合适的铝合金材料，以提高泡沫铝的力学性能和耐腐蚀性能。

2.工艺参数优化：通过调节气体流量、注气时间、模具温度等参数，探究最佳工艺条件，以增加泡沫铝的孔隙率和强度。

3.模具设计改进：改进泡沫铝制备模具的结构设计，以提高产品表面质量和规模化生产的效率。

4.表面处理技术：采用表面处理技术，如阳极氧化、电化学沉积等，改善泡沫铝的表面性能和耐腐蚀性。

总之，底吹法制备泡沫铝是一种具有广泛应用前景的金属复合材料，在航空航天、交通运输、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。

通过对其工艺的研究，不断优化工艺参数和材料选择，可以进一步提高泡沫铝的性能和生产效率，满足不同领域的需求。

熔体发泡法制备稀土泡沫铝合金试验研究
王玉芳;郑江华
【期刊名称】《中国钼业》
【年(卷),期】2010(034)004
【摘要】简述了熔体发泡法制备稀土泡沫铝合金的发泡机理,主要讨论了温度、搅拌时间、发泡剂含量等对其发泡性能的影响及微量稀土元素在泡沫铝合金中的作用,通过实验得出最佳的工艺条件.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】王玉芳;郑江华
【作者单位】金川集团有限公司火法冶金研究所,甘肃,金昌,737100;金川集团有限公司火法冶金研究所,甘肃,金昌,737100
【正文语种】中文
【中图分类】TF845
【相关文献】
1.熔体吹气发泡法制备泡沫铝合金研究 [J], 吴新光;刘荣佩
2.Mg及TiH2添加量对熔体发泡法制备泡沫铝性能的影响 [J], 龚成龙;吴序鹏;钟云强;王子瑜;黄本生;
3.熔体发泡法制备高强度稀土泡沫铝合金制备实验 [J], 高珊珊
4.熔体发泡法制备多孔泡沫钢发泡剂的研究 [J], 张冬平;蒋业华;卢德宏;黎振华;胡晓舟
5.熔体吹气发泡法制备泡沫铝的试验研究 [J], 徐方明;王倩;许庆彦;熊守美
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摘要泡沫铝的独特结构与性能，使得其在汽车、建筑等领域有着广泛的应用前景；然而，目前泡沫铝制备成本居高不下的缺陷，严重阻碍了它的大规模商业化应用；研究泡沫铝的低成本制备技术意义重大。

论文在系统研究 T i H 2 作为发泡剂的传统泡沫铝制备工艺以及分析该工艺所存在缺陷的基础上，创造性地研制出了一种可替代 T i H 2 类发泡剂的新型廉价发泡剂材料，同时，还研究了采用新型发泡剂的泡沫铝制备工艺；另外，论文还原创性地提出了一种定量表征泡沫铝中泡体均匀性的方法。

主要研究结果如下：（ 1 ）对 T i H 2 作为发泡剂的传统泡沫铝制备工艺系统研究后发现：发泡剂T i H 2 加入量的增加会促使泡沫铝孔隙率的逐渐上升；升高发泡温度，发泡效率和均匀度逐渐减小；随着保温时间的延长，泡沫铝样品的孔隙率上升、发泡效率降低、均匀度减小。

当发泡剂的加入量为 1 . 1 % ～ 1 . 3 w t % 、发泡温度在 6 2 0 ～ 6 4 0 ℃之间、搅拌时间 2 . 5 ～ 5 . 0 m i n 、搅拌速度 1 5 0 0 ～ 2 5 0 0 rp m 和保温时间 3 . 0 ～ 5 . 0 m i n时可以制备出孔隙率 7 5 % ～ 8 5 % 、发泡效率 8 0 % 以上、均匀性 8 0 以上、平均孔径 1 ～ 4 m m 的泡沫铝样品。

（ 2 ）合成了一种可替代昂贵 T i H 2 或 Z r H 2 类发泡剂的新型廉价发泡材料，D S C —D T A 分析发现：所合成的新型发泡剂具有分解温度宽（ 60 8 . 3 1 ～7 5 5 . 8 6 ℃ ），分解速率平缓的特点。

在 6 8 0 ℃ 、7 0 0 ℃ 、7 2 0 ℃ 和7 4 0 ℃恒温条件下发泡剂完全分解所需时间分别为 3 0 m i n 、 1 8 m i n 、 1 1 m i n 和 8 m i n 。

发泡剂分解过程符合无限大平板颗粒的收缩未反应核模型，分解反应受化学反应控制，其反应活化能为1 82 . 5 9 6 K J · m ol - 1 。

JIUJIANG UNIVERSITY毕业设计题目熔体发泡法制备闭孔泡沫铝的工艺研究英文题目Production of Closed-cell Aluminum Foam Using Molten Foaming Method院系专业金属材料工程姓名年级指导教师二零零九年六月泡沫铝是一种新型的多功能复合材料，因其特殊的多孔结构、优异的力学和电学性能而具有很好的应用和发展前景。

本文主要介绍了熔体发泡法的原理及其制备泡沫铝的方法。

采用熔体发泡法，通过调整发泡剂TiH2 和增粘剂铝粉的加入量及搅拌速度制备了不同的泡沫铝，研究了发泡过程中TiH2 和铝粉加入量及搅拌速度对泡沫铝孔隙率、孔径大小及其分布的影响。

另外，还分析了泡沫铝试样的缺陷及其形成原因。

实验结果表明：随着TiH2，铝粉加入量的增加,泡沫铝的孔隙率都表现出先增加再降低的变化过程。

当发泡剂含量为1.7～2.2％、增粘剂含量为5～10％及高速搅拌时，可得到较高孔隙率(65-80%)且孔径均匀的泡沫铝。

【关键词】泡沫铝；熔体发泡；孔隙率；TiH2The aluminum foam is a new type of multi-functional composite material, for its unique porous structure, excellent mechanical , electrical properties and good prospects for the use and development. This paper mainly introduces the principle of the melt foam and preparing of the aluminum foam. Several kinds of aluminum foams were fabricated by controlling content of adding TiH2 , Al powder and stirring speed by use of molten foaming method. The influence of content of adding TiH2 , Al powder and stirring speed on the porosity , cell size and cell distributing of the aluminum foams was sdudied . In addition , The flaw of pores and its formation in the aluminum foams was analysed. The experimental results indicate that porosity of the aluminum foams both declines after increasing firstly with the increase of content of TiH2 and Al powder . When the content of foaming agent TiH2 and adding viscosity agent Al powder is 1.8-2.2% and 5-10% respectively , and stirring speed is enough higher, the higher porosity (65-80%)and homogeneous pores of the aluminum foams are fabricated.【Key Words】Aluminum foam; molten foaming method;porosity;TiH2前言 (1)第一章概论 (2)1.1 引言 (2)1.2 泡沫金属的发展 (2)1.3 泡沫材料的结构、性能及特点 (3)1.3.1 泡沫材料的结构 (3)1.3.2 泡沫材料的性能和特点 (4)1.4 泡沫铝的应用及发展前景 (5)1.4.1 结构材料的应用 (5)1.4.2 高温传导材料的应用 (6)1.4.3 隔音消声材料的应用 (6)1.4.4 减震吸震材料的应用 (6)1.4.5 电磁屏蔽材料的应用 (7)1.5 泡沫金属的制备方法 (7)1.5.1 铸造法 (7)1.5.2 发泡法 (8)1.5.3 沉积法 (8)1.5.4 烧结法 (9)1.6 本文研究的主要内容及意义 (9)第二章熔体发泡法制备泡沫铝试样的实验及过程 (10)2.1 实验原理 (10)2.2 实验材料及设备 (10)2.2.1 主要的实验材料 (10)2.2.2 实验设备 (11)2.3 运用熔体发泡法制备泡沫铝的工艺过程 (11)2.3.1 熔化过程 (12)2.3.2 增粘过程 (12)2.3.3 发泡剂混合搅匀过程 (12)2.3.4 保温发泡过程 (12)2.3.5 冷却成型过程 (12)2.4 试样制备及孔隙率的计算 (12)2.4.1 试样制备 (12)2.4.2 孔隙率的计算方法 (13)第三章实验结果及分析 (14)3.1 发泡剂加入量对泡沫铝孔径结构的影响 (14)3.2 增粘剂的加入量对泡沫铝孔径结构的影响 (15)3.3 搅拌速率对泡沫铝结构的影响 (16)3.4 熔体发泡法制备泡沫铝缺陷的分析 (17)3.4.1 孔结构的不稳定性和非均匀性 (17)3.4.2 局部大孔 (17)3.4.3 缩孔 (18)结论 (19)参考文献 (20)谢辞 (22)前言泡沫金属材料具有体积密度小、相对质量轻、比表面积大、力学性能高、阻尼性能好等特点，已成为兼具功能和结构的双重属性材料。

泡沫铝研究综述班级:材科102班姓名：***学号：*********指导教师：***泡沫铝研究综述吴凯青岛理工大学摘要：泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料。

本文首先介绍在制造泡沫铝的过程中起了至关重要的作用的发泡剂。

泡沫铝中气源主要分为H2源和C02气源，氢化物发泡剂应用较为普遍；其次对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了总结；另外分析总结了泡沫铝随着气孔孔径的减小，它的力学性能、电磁屏蔽效能、吸音性能的变化；最后，介绍了泡沫铝作为结构材料、功能材料及功能结构一体化材料应用的研究现状。

关键词：泡沫铝；发泡剂；力学性能；冲击荷载；小孔径Abstract:Foam aluminum is a new lightweight structure and function of materials. This paper describes the process in the manufacture of aluminum foam played a crucial role in the blowing agent. Aluminum foam in the gas source is divided into H2gas supply sources and CO2, hydrides foaming more general; followed by dynamic compression of aluminum foam mechanical properties of experimental measurement techniques are summarized; another analysis summarizes the aluminum foam with pore size decreases, its mechanical properties, changes in electromagnetic shielding performance, acoustic performance; Finally, the research status of aluminum foam as a structural material, structural and functional integration of functional materials materials applications.Keywords:Foam aluminum；Vesicant；Mechanical Properties；Impact load；Small Aperture引言泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料，粉末冶金法是一种制备泡沫铝的重要的方法。