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1.2.1泡沫鋁制造方法

泡沫鋁的制造方法有發(fā)泡法，包括熔體發(fā)泡法和注氣發(fā)泡法。除此之外，還有粉末冶金法和熔體滲流法等。

(1)熔體發(fā)泡法

熔體發(fā)泡法是將增粘劑和發(fā)泡劑添加到熔融的液態(tài)金屬中并不停攪拌，發(fā)泡劑受熱產(chǎn)生大量氣泡，冷卻后得到泡沫鋁材料。其中，增粘劑和發(fā)泡劑的選擇和使用是影響泡沫鋁結(jié)構(gòu)的主要因素。增粘劑主要有耐高溫陶瓷顆粒(SiC、Al?O?、粉煤灰等)和合金元素(Ca、Mg、Al),添加增粘劑的作用是在液態(tài)鋁中形成固體粒子，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁液的初步固化。通常來(lái)說(shuō)，添加Ca作為增粘劑的效果要更好，Ca粒子和液態(tài)鋁之間的潤(rùn)濕性更好，可以和液態(tài)鋁更好地反應(yīng)，形成數(shù)量多，形狀復(fù)雜的金屬間化合物。增粘劑的添加量是控制泡沫鋁的質(zhì)量的關(guān)鍵，當(dāng)增粘劑添加較少，液態(tài)鋁的粘度不夠，氣泡會(huì)更容易離開(kāi)，從而難以形成孔洞結(jié)構(gòu)，當(dāng)增粘劑添加較多，液態(tài)鋁的粘度過(guò)大會(huì)增大攪拌難度，發(fā)泡劑分散不均勻?qū)е驴锥捶植疾痪鶆?。除了這些因素，增粘劑還需要控制好溫度、攪拌時(shí)間和攪拌速度。發(fā)泡劑主要用無(wú)機(jī)熱分解發(fā)泡劑，有氫化物(TiH?、ZrH?)和碳酸鹽(CaCO?),其中TiH?是最常用的發(fā)泡劑，熔點(diǎn)和鋁的熔點(diǎn)接近，發(fā)泡時(shí)可以更好地釋放氣體。

(2)注氣發(fā)泡法

注氣發(fā)泡法是一種較為簡(jiǎn)便的泡沫鋁制備方法，通過(guò)加入增粘劑包括耐高溫陶瓷顆粒(SiC、Al?O?、粉煤灰等)和合金元素(Ca、Mg、Al),從而阻礙氣體從液態(tài)鋁中過(guò)快地冒出，進(jìn)而形成穩(wěn)定的泡沫鋁結(jié)構(gòu)，通常使用空氣、CO?以及惰性氣體進(jìn)行發(fā)泡來(lái)制備泡沫鋁。

(3)粉末冶金法

粉末冶金法通過(guò)將鋁粉和發(fā)泡劑混合，并通過(guò)擠壓、軋制形成預(yù)制體，隨后將預(yù)制體放入發(fā)泡爐中加熱，制備成泡沫鋁材料。粉末冶金法制備泡沫鋁時(shí)需要嚴(yán)格控制壓力，并且對(duì)鋁粉的要求也很高，通過(guò)粉末冶金法制備的泡沫鋁通常致密性較差，導(dǎo)致泡沫鋁產(chǎn)品強(qiáng)度不高。

(4)熔體滲流法

熔體滲流法是通過(guò)將固體顆粒放入模具中加熱，然后添加高溫鋁液，使得鋁液充滿固體顆粒的間隙，這一過(guò)程通常需要施加壓力，在冷卻后得到鋁塊和固體顆粒的復(fù)合材料，最后除去固體顆粒，得到泡沫鋁。通常選擇氯化鈉顆粒作為固體顆粒，因?yàn)槁然c顆粒耐高溫、容易控制尺寸并且容易除去。