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泡沫铝的连续制备技术研究

作　者: 张帆
导　师: 左孝青
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 泡沫铝二次发泡连续制备
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

泡沫铝是由气体与金属复合而成的一种高比强结构-功能一体化新型材料,因其具有多种功能,在汽车、航空、建筑等行业有着广泛的应用前景。本文分析了泡沫铝二次发泡制备工艺流程,通过二次发泡制备实验,从熔体途径获得了可发泡先驱体,对发泡先驱体二次发泡,成功地制备了泡沫铝,最终获得了温度、搅拌时间等与泡沫铝连续制备相关的工艺参数。为实现泡沫铝连续化制备,以二次发泡法为基础,结合冶金连铸机设计,设计并制造了连续化制备装置一套,利用该装置进行了先驱体的连铸实验,通过实验得出了连铸工艺参数的初步值和影响连铸的主要问题。通过Fluent软件模拟了连铸时的结晶器凝固温度场,结合实验研究,对关键工艺参数进行了调整,获得了优化的连续制备装置设计。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-20
  1.1 泡沫铝材料的研究发展概况  8-9
  1.2 泡沫铝的结构特征与性能  9-12
    1.2.1 结构特征  9-10
    1.2.2 性能  10-12
  1.3 泡沫铝的应用  12-14
    1.3.1 泡沫铝作为结构材料的应用  12
    1.3.2 泡沫铝作为功能材料的应用  12-14
  1.4 泡沫铝的制备方法  14-19
    1.4.1 液态金属凝固法  14-16
    1.4.2 固态金属烧结法  16-18
    1.4.3 金属沉积法  18
    1.4.4 其他方法  18-19
  1.5 论文的研究内容和意义  19-20
第二章熔体二次发泡法的工艺研究  20-34
  2.1 工艺流程及其实验步骤  21-23
    2.1.1 实验所需材料及设备  21
    2.1.2 实验步骤  21-23
  2.2 实验参数的初步确定  23-25
    2.2.1 合金熔化及保温温度的初步确定  24
    2.2.2 搅拌时间初步确定  24-25
    2.2.3 发泡剂分散时间及搅拌速度的初步确定  25
  2.3 工艺参数的影响及确定  25-33
    2.3.1 合金熔化及保温温度对孔结构的影响  25-28
    2.3.2 搅拌时间对孔结构的影响  28-30
    2.3.3 发泡剂分散时间对孔结构的影响  30-31
    2.3.4 搅拌转速对孔结构的影响  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章连续制备装置的设计与连铸实验  34-50
  3.1 连续制备装置的设计要求及结构  34-36
    3.1.1 连续化装置的设计要求  34
    3.1.2 连续化装置的整体结构  34-36
  3.2 连续制备装置的设计  36-43
    3.2.1 拉速及铸坯尺寸的初步确定  36-37
    3.2.2 分散装置的设计计算  37-39
    3.2.3 中间包的设计计算  39-40
    3.2.4 结晶器的设计计算  40-42
    3.2.5 发泡剂添加器及搅拌器  42-43
  3.3 连续制备装置的组装调试  43-45
    3.3.1 中间包和分散装置加热炉的组装  43
    3.3.2 连续制备装置的组装  43
    3.3.3 装置的调试  43-45
  3.4 连铸试验  45-49
    3.4.1 试验工艺路线与流程  45
    3.4.2 实验材料与设备  45-46
    3.4.3 实验过程与结果分析  46-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章连铸凝固过程传热计算  50-59
  4.1 物理及数学模型的建立  50
  4.2 数学模型的建立简化  50-51
  4.3 边界条件和初始条件的确定  51-53
    4.3.1 初始条件  51-52
    4.3.2 边界条件  52-53
  4.4 温度场的模拟计算及结果分析  53-56
  4.5 连铸设备及工艺的优化  56-58
  4.6 本章小结  58-59
第五章全文总结  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  65-66
附录B 连铸设备优化设计图  66-73

泡沫铝的连续制备技术研究

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