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陶瓷/ZA22复合泡沫的制备及性能研究

刘家安

   锌铝共析合金(ZA22合金)泡沫是最近开发出的一种新的泡沫材料。ZA22泡沫具有良好的力学性能和优异的阻尼特性,在熔体发泡法制备锌铝合金泡沫的过程中加入陶瓷颗粒或陶瓷纤维既能改善液态锌铝合金泡沫的发泡性又能提高锌铝合金泡沫材料的性能。因此,对SiC颗粒增强ZA22复合泡沫和Al_2O_3纤维增强ZA22复合泡沫的制备工艺及性能开展系统的研究,可以推动泡沫金属的生产和应用。 本文以CaCO_3为发泡剂,通过熔体发泡法制备出SiC颗粒增强ZA22复合泡沫(SiC_p/ZA22复合泡沫)和Al_2O_3纤维增强ZA22复合泡沫(Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫),探索SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫的制备工艺,主要包括:研究发泡剂的分解性质、分析发泡温度、发泡剂加入量、发泡时间和冷却条件等因素对液态ZA22泡沫发泡性及成品的影响,探讨SiC陶瓷颗粒的加入量和颗粒粒径及Al_2O_3陶瓷纤维的加入量对泡沫发泡性的影响规律,采用扫描电镜(SEM)观察复合泡沫样品中增强相的分布规律。研究准静态载荷下,SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫的压缩性能,探讨相对密度、SiC颗粒体积分数和颗粒粒径、Al_2O_3纤维体积分数对SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫准静态压缩性能的影响规律,利用复合球模型建立复合泡沫屈服强度的公式,用于分析复合泡沫的强度。研究动态载荷下,SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫的压缩性能,计算ZA22泡沫的应变率敏感指数,分析泡沫的应变率影响因素,探讨应变率、相对密度、SiC颗粒粒径和体积分数、Al_2O_3纤维体积分数对SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫动态压缩性能的影响规律。研究SiC_p/ZA22复合泡沫及Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫的能量吸收特性,分析复合泡沫的能量吸收机制。研究相对密度、增强物粒径和增强物体积分数对SiC_p/ZA22复合泡沫和Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫的阻尼性能的影响规律,将BP人工神经网络技术用于泡沫阻尼性能的分析。研究以SiC_p/ZA22复合泡沫和Al_2O_(3f)/ZA22复合泡沫为芯材的夹芯复合板的弯曲性能,探讨了相对密度、增强物体积分数和表层面板厚度对复合板极限载荷的影响规律,观察了夹芯复合板的破坏方式。……   
[关键词]:复合泡沫;锌铝合金;压缩性能;阻尼特性;弯曲性能
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:吉林大学2009年