【摘 要】
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占位法作为一种重要的泡沫铝制备方法,具有制备工艺简单、孔隙率可控、操作安全性高、材质适用性广、易于实现规模化生产等优点。本文选用硫代硫酸钠(Na2S2O3)作为造孔剂原料,以替代传统的造孔剂(如尿素、盐)。首先,将Na2S2O3熔化注入设计好的硅胶模具中,获得不同形状大小的造孔剂;其次,将造孔剂和铝粉按照一定比例混合压实,获得复合预制体;再次,用一定温度水溶液将造孔剂溶出,获得泡沫铝坯样;最后,按
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占位法作为一种重要的泡沫铝制备方法,具有制备工艺简单、孔隙率可控、操作安全性高、材质适用性广、易于实现规模化生产等优点。本文选用硫代硫酸钠(Na2S2O3)作为造孔剂原料,以替代传统的造孔剂(如尿素、盐)。首先,将Na2S2O3熔化注入设计好的硅胶模具中,获得不同形状大小的造孔剂;其次,将造孔剂和铝粉按照一定比例混合压实,获得复合预制体;再次,用一定温度水溶液将造孔剂溶出,获得泡沫铝坯样;最后,按照一定加热规范对坯样进行烧结处理获得具有和造孔剂相一致的孔型结构的泡沫铝。对所获泡沫铝进行了孔结构、金相分析和准静态压缩试验。对Na2S2O3作为造孔剂与尿素为造孔剂制备泡沫铝进行了比较。结果表明:(1)硫代硫酸钠可以作为一种良好的造孔剂制备泡沫铝。硫代硫酸钠熔点低,易溶于水,无毒性。利用3D打印和翻模硅胶模具技术,可以制备任意形状大小的造孔剂,从而实现对泡沫铝孔结构的控制。制备了3种孔隙率(65%、70%和75%)和3种孔径((?)2mm、(?)3mm和(?)4mm)的泡沫铝。(2)实验条件下,溶解去除造孔剂的最佳水浴温度为60℃;溶解去除造孔剂的时间,孔隙率在70%以上的泡沫铝坯样为2h、孔隙率为65%的泡沫铝坯样为6h。随着孔隙率的减小,泡沫铝的通孔量就会减少。泡沫铝坯样的烧结温度在600℃~620℃,烧结时间为2h~4h。(3)使用Na2S2O3制备的泡沫铝的具有很好的孔型结构,压缩应力应变曲线较平稳;使用尿素作为造孔剂制备的泡沫铝胞孔变形较为严重,试样表面易出现裂纹、会率先发生断裂或弯曲,压缩应力应变曲线波动比较明显;两者平台应力接近。(4)孔隙率对泡沫铝力学性能的影响要大于孔径的影响。随着孔隙率的增加泡沫铝的力学性降低;孔径对泡沫铝力学性能的影响会受到孔隙率的影响,孔隙率与孔径对泡沫铝力学性的影响存在着交互作用。
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