[发明专利]基于复合磁场作用下的电磁搅拌制备泡沫铝的装置及方法

权利要求书

1.基于复合磁场作用下的电磁搅拌制备泡沫铝的装置，其特征在于，装置包括：反应器壳体（1）、模具（2）、电磁搅拌装置（3）、温控装置（4）、感应线圈（5）、填充材料（6）、阀门（7）、通气口（8）和进料管道（9）；

所述反应器壳体（1）内部装配有可拆卸式的模具（2），所述反应器壳体（1）外壁下部围绕设置有电磁搅拌装置（3），所述反应器壳体（1）内壁底部设置有温控装置（4），用于调节模具内腔温度；所述感应线圈（5）围绕嵌入在模具（2）内壁上部区域，嵌入空隙部分用填充材料（6）填充，使感应线圈（5）固定在模具（2）内壁里面；所述反应器壳体（1）的顶端设置有进料管道（9），进料管道（9）侧部设置有通气口（8）；进料管道（9）与反应器壳体（1）的进料口处设置有阀门（7），用于调节气固混合物流量；所述感应线圈（5）为空心管，内部通水冷却；所述感应线圈（5）接通外部交流电源；所述电磁搅拌装置（3）接通交变电流。

2.根据权利要求1所述的基于复合磁场作用下的电磁搅拌制备泡沫铝的装置，其特征在于，所述填充材料（6）为导热而不导电的材料。

3.基于复合磁场作用下的电磁搅拌制备泡沫铝的方法，采用权利要求1所述的基于复合磁场作用下的电磁搅拌制备泡沫铝的装置，其特征在于，方法包括以下步骤：

步骤1：按质量分数比进行备料，纯铝或铝合金锭：增稠剂： TiH₂=（96.5~99）：（2~3）：（1~2）；所述增稠剂为硬质陶瓷颗粒，包括SIC颗粒和Al₂O₃；

步骤2：将纯铝或铝合金锭放入模具（2）中，利用温控装置（4）加热，待纯铝或铝合金锭熔化得到熔体，然后升温到850 ~900℃，恒温直至熔体温度均匀后，将通过进料管道（9）将增稠剂加入熔体内，并将感应线圈（5）接通交流电，交流电的输入电流强度为50A~100A，频率为800 Hz ~2500Hz，并向电磁搅拌装置（3）通以5～10Hz的交变电流，进行电磁搅拌8~10min；

步骤3：利用控温装置（4）将熔体温度调为620~680℃，向电磁搅拌装置（3）通以20～40Hz的交变电流，进行电磁发泡搅拌；同时将惰性气体与TiH₂以气固混合物的形式经由通气口（8）通入熔体中，同时改变感应线圈电流强度及频率，进行发泡搅拌0.5~6min；

步骤4：待TiH₂与熔体混合均匀后，保温1~6min，使熔体与TiH₂进行充分发泡反应；

步骤5：反应结束后，将感应线圈（5）的交流电关闭，待模具（2）冷却，获得泡体均匀性良好的泡沫铝。