033-47、新型功能材料泡沫铝的制备及性能研究

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所属分类:新材料项目

033-47、新型功能材料泡沫铝的制备及性能研究

成果与项目的背景及主要用途:

泡沫铝材是一种新型的功能材料,一般孔隙率在45%~98%之间,根据孔隙特点分为开孔与闭孔两种,各国学者早在40年代后期就对泡沫金属材料有所研究,但由于发泡工艺与孔的尺寸很难控制,一直未得到发展,直到80年代中期以后才取得长足进展,开发出了一些有工业价值的生产工艺。目前,日本与德国在研究、生产与应用泡沫铝材与其他金属泡沫方面居世界领先地位。我国对泡沫铝材的研究始于80年代后期,并取得了一系列的研究成果,但尚未取得突破性的成就,仍处于起步阶段。

目前,泡沫铝的应用主要有:防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还应用于冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域,应用范围还在不断扩大。

技术原理与工艺流程简介:

本课题采取的是传统的粉末冶金工艺,把铝粉和造孔剂混合后,压制成预制件,在热水中将造孔剂溶解掉,然后在真空炉中对预制件进行真空烧结,就得到了开孔泡沫铝。本试验方法具有以下优点:

1.采用的粉末冶金法可以制备复杂形状的试样,工艺简单容易实现。

2.通过改变工艺参数可以十分容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小。这一点是其它方法难以做到的。

3.采用的造孔剂为尿素、碳酸氢铵,成本低、形状可控且容易去除。

技术水平及专利与获奖情况:

  1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR工程技术二区,2004年影响因子2.112,检索号:952BD.同时被Ei检索,检索号:05289206237)
  2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR工程技术三区,2004年影响因子1.186)
  3. 姜斌,赵乃勤. 泡沫铝的制备方法及应用进展.金属热处理. 30(2005)36-40.(Ei检索,检索号:05279197817)

应用前景分析及效益预测:

泡沫铝以其独特的结构而具有许多优异的性能,它不仅具有多孔材料所具有的轻质特性,还具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能,如渗透、阻尼、能量吸收、高比表面积、电磁屏蔽等性能。目前,泡沫铝材已经广泛应用于防火装饰材料、冲击能量吸收材料、热交换器等。由粉末冶金法制备的泡沫铝工艺简单,成本低廉,可以制备复杂形状的试样。并且通过改变工艺参数可以容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小,这一点是其它方法难以做到的。所以本方法有推广应用价值。

应用领域:

泡沫铝的应用主要有:防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体扩散器盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还可广泛应用于冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域。

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