泡沫铝制备的现状研究.doc.doc

泡沫铝制备的现状研究摘要:简略介绍了国内外泡沫铝技术的现状和发展趋势,以及泡沫铝制备方法, 并对泡沫铝的应用及发展作了分析和展望。关键字:泡沫铝制备方法应用前言泡沫铝是一种在铝骨架内分布着大量气泡的新型材料, 这种把金属相与空气相有机地结合在一起的特殊结构,实现了金属材料的多功能化,包括:轻质、高比强、高比刚度、阻尼、减震、冲击能量吸收、声(隔声、吸声) 、热、电磁屏蔽及其多功能兼容等。独特的结构、性能和在航天、航空、舰艇、陆地运输工具, 高速芯片等高技术领域及一般工业领域的广阔应用前景,使泡沫铝成为当今材料发展的前沿热点。国内外研究现状早在 20 世纪 40 年代后期, 美国就首先对泡沫铝进行了研究。最初是由 Sonik 提出利用汞在铝中气化而制取泡沫铝的想法,随后 Elliot 于 1951 年成功生产出泡沫铝,这标志着泡沫金属研制的开始。 1999 年,第一届世界泡沫金属学术会议在德国不来梅顺利召开, 重点是关于泡沫铝的制造和应用。随后, 世界泡沫金属学术会议每隔两年召开一次, 泡沫金属俨然已发展成为一门重要的学科和技术领域。在泡沫铝研究方面较著名的国外单位有加拿大的 Cymat 公司、日本的九洲工业研究所等。他们都已生产出用于多种用途的泡沫铝材和泡沫铝零件。我国的泡沫铝研究工作较国外一些先进的工业国家起步较晚, 近几年来中国铝业股份有限公司郑州研究院、东北大学、东南大学、北京科技大学、吉林工业大学、中国科学院固体物理研究所、中国船舶重工集团公司 725 研究所、北京航空材料研究院等十几家单位都在进行泡沫铝的生产方法和发泡技术研究。他们大都已制出部分样品,但鲜有工业生产的报道。其原因在于产品的成品率亟待提高、成本还需降低以及生产的连续化,此外,产品的品种单一,一般仅能生产板材[1] 。泡沫铝的制备方法[2-9] 目前制造泡沫铝的方法大体可分为:直接发泡法、铸造法、气泡法、烧结法等。这里主要介绍熔体发泡法及发泡剂泡法。(一)熔体发泡法熔体发泡法以其工艺简单、成本低廉、适宜制造大型板、块材而极具开发潜力。其基本原理主要是将铝或铝合金熔化, 随后加入增粘剂使铝熔体的粘度增加, 以防止气泡从熔体中溢出, 然后加入发泡剂, 最后经冷却使熔体中的气体滞留在熔体内部。工艺过程为: 铝的熔化→铝液的增粘→发泡剂混合→保温发泡→发泡体冷却。其中增粘、混合、发泡和冷却这四个工艺过程对制备孔径和孔隙率可控、结构均匀的泡沫铝至关重要。(二)发泡剂发泡法熔体发泡剂发泡法指的是在具有一定粘度的熔融金属中加入发泡剂并搅拌均匀, 发泡剂分解产生气体并在铝液中形成气泡, 气泡膨胀使金属液体发泡,阻止气泡逸出并冷却含有气泡的熔体,即可获得泡沫铝固体。该方法的特点是工艺简单, 成本较低, 制品孔隙率高, 适合于制备较大规格的产品。但其存在气泡分布不均匀且局部气泡尺寸过大, 操作较难控制, 工艺上不稳定,制品重现性差等问题,需要加以研究和解决。应用(一)泡沫铝在建筑装修上的应用泡沫铝材还可以广泛的应用于建筑装修业的内装饰材料、箱体材料、包装材料和高速公路的护栏。它不但具有良好的保温绝热性能和消音能力, 还是一种热稳定的不可燃材料, 也是一种抗破坏的耐用材料, 并可以完全回收和利用。这些性能符合现代建筑、装修、包装等行业绿色环保和可持续利用的要求, 具有良好的市场前景。在建筑业中, 泡