[发明专利]泡沫铝的制备工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种泡沫铝的制备方法。

背景技术

泡沫铝是一种结构与功能一体化的新型材料，是孔隙率为40％-90％的多孔金属。泡沫铝有很多优异的性能，如比重小、减震、吸能、耐冲击、吸音等。可以用作轻质装潢建筑材料、阻燃材料、轻化工催化剂、热交换器起到隔音消声、电磁屏蔽、减震抗冲击等作用，目前，泡沫铝夹芯板已经应用到汽车制造、航天、航空等领域，它在新材料领域中占有不可取代的地位。现阶段泡沫铝的研究还存在一些问题，首先在熔体发泡过程中泡沫铝常用发泡剂TiH2粉末颗粒因过早分解使得泡沫铝难以均匀，然后，国内泡沫铝的研究还只存在在实验室范围，还没有达到工业生产的要求，还有目前对于泡沫铝的制备还不能任意控制和调整结构参数，孔结构均匀性也较差。

发明内容

针对泡沫铝生产这一问题，研究了采用熔体发泡法利用化学包覆后的发泡剂制备泡沫铝的制备工艺，比较分析黏度、发泡剂加入温度、保温时间及冷却方式等因素对于泡沫铝制备的影响，具体是通过以下步骤实现的：

步骤一、熔化：将纯铝升温使铝熔化为液态； 

步骤二、增黏：加入增黏剂并不断搅拌，增大熔体黏度； 

步骤三、搅拌：加入发泡剂并搅拌，使其均匀； 

步骤四、保温：当发泡剂混合均匀后，提出搅拌杆，保温一段时间，使气体停留在熔体中形成均匀的气泡； 

步骤五、冷却：将泡沫铝冷却，凝固。

所述的步骤二中增粘剂为MnO2、Ca、Mg、SiC、Al2O3中的任意一种，加入含量为2%。

所述的步骤二中增粘温度为670~690℃、，增黏搅拌速度390~410rpm，增黏搅拌时间5min。

所述的步骤三中添加的发泡剂为化学镀镍后的Ni/TiH2 复合粉末，其含量为1.5%。

所述的步骤三中发泡剂加入温度670~710℃，发泡搅拌速度700rpm，发泡搅拌时间40s~1min。

所述的步骤四中保温温度620~660℃，保温时间为2~4min。

所述的步骤五中冷却方式为水冷或空冷。

本发明优点

    通过本发明的步骤制备出的泡沫铝材料性能优良，样品表观密度0.35g/cm3，孔隙率约为87%，孔径约为5mm，样品压缩性能良好，其应力—应变曲线上有明显的平台阶段，说明泡沫铝具有良好的能量吸收性能，可以作为一种具有能量吸收性能的轻质高阻尼材料。

具体实施方式

实施例1：

步骤一、将金属铝融化为液态。

步骤二、保持液态铝温度670℃加入增粘剂Ca。增黏搅拌速度390rpm，增黏搅拌时间5min。

步骤三、将含量为1.5%，经化学镀镍后的Ni/TiH2 复合粉末加入到液态铝中，发泡搅拌速度700rpm，发泡搅拌时间40s。

  步骤四、当发泡剂混合均匀后，提出搅拌杆，保温温度620℃，保温时间为2min，使气体停留在熔体中形成均匀的气泡； 

步骤五、冷却：将泡沫铝冷却，凝固。

实施例2：

步骤一、将金属铝融化为液态。

步骤二、保持液态铝温度670℃加入增粘剂Mg。增黏搅拌速度400rpm，增黏搅拌时间5min。

步骤三、将含量为1.5%，经化学镀镍后的Ni/TiH2 复合粉末加入到液态铝中，发泡搅拌速度700rpm，发泡搅拌时间50s。

  步骤四、当发泡剂混合均匀后，提出搅拌杆，保温温度640℃，保温时间为4min，使气体停留在熔体中形成均匀的气泡； 

步骤五、冷却：将泡沫铝冷却，凝固。

 

实施例3：

步骤一、将金属铝融化为液态。

步骤二、保持液态铝温度670℃加入增粘剂SiC。增黏搅拌速度410rpm，增黏搅拌时间5min。

步骤三、将含量为1.5%，经化学镀镍后的Ni/TiH2 复合粉末加入到液态铝中，发泡搅拌速度700rpm，发泡搅拌时间1min。

  步骤四、当发泡剂混合均匀后，提出搅拌杆，保温温度660℃，保温时间为4min，使气体停留在熔体中形成均匀的气泡； 

步骤五、冷却：将泡沫铝冷却，凝固。