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纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压致密化行为研究
摘要
纯铝粉末多孔烧结材料具有广泛的应用前景，但其性能受到多孔结构的限制，不能满足一些实际应用的要求。采用通道转角挤压技术可以改善多孔材料的致密化程度，提高力学性能。本文以纯铝粉末多孔烧结材料为研究对象，探讨通道转角挤压引起的致密化行为，以及其对力学性能的影响。采用SEM、EDS、XRD等测试手段分析了样品的组织结构和成分，并通过压缩试验和金相观察研究了通道转角挤压对材料力学性能和组织结构的影响。结果表明，在一定挤压压力下，通道转角挤压可以使材料中的孔隙率得到有效缩小，同时提高了材料的强度和塑性。
关键词：纯铝粉末多孔烧结材料；通道转角挤压；致密化；力学性能
Abstract
Purealuminumpowderporoussinteredmaterialshavebroadapplicationprospects,buttheirperformanceislimitedbytheporousstructureandcannotmeettherequirementsofsomepracticalapplications.Thechannelcornerextrusiontechniquecanimprovethedensificationdegreeofporousmaterialandimproveitsmechanicalproperties.Inthispaper,purealuminumpowderporoussinteredmaterialistakenastheresearchobject,andthedensificationbehaviorcausedbychannelcornerextrusionanditsinfluenceonmechanicalpropertiesarestudied.SEM,EDS,XRDandothertestingmethodsareusedtoanalyzethestructureandcompositionofthesamples.Theeffectsofchannelcornerextrusiononthemechanicalpropertiesandmicrostructureofthematerialarestudiedthroughcompressiontestsandmetallographicobservation.Theresultsshowthatundercertainextrusionpressure,channelcornerextrusioncaneffectivelyreducetheporosityofthematerial,whileimprovingitsstrengthandplasticity.
Keywords:purealuminumpowderporoussinteredmaterial;channelcornerextrusion;densification;mechanicalproperties
介绍
多孔材料是一种具有广泛应用前景的材料，其特点是具有较大的孔隙率和较轻的质量，而且可以通过其孔隙结构来实现不同的功能。纯铝粉末多孔烧结材料因其高比强度、轻量化等优点而在航空、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。与此同时，孔隙网点也是影响其力学性能的重要因素。多孔性通常可以为材料提供吸能能力，但对于一些需要较高强度和刚性的应用来说，其孔隙率限制了材料的应用范围。除了优化材料化学成分和烧结加工工艺外，通过通道转角挤压可以改善多孔材料的致密化程度，从而提高其力学性能。
通道转角挤压是一种新型的金属塑性加工技术，其基本原理是在多道挤压的基础上，通过挤压模具中的转角使金属材料产生横向应变，从而产生逆向回流和膨胀流，从而达到材料致密化的目的。通道转角挤压对材料的变形方式、应变率和时间尺度等有较强的影响，因此具有较高的操作性和控制性。研究通道转角挤压对材料的致密化效果和力学性能的影响，对于构建高性能多孔材料具有重要的理论意义和实际价值。
本文以纯铝粉末多孔烧结材料为研究对象，通过通道转角挤压调制不同的加工参数，研究了其致密化效果和力学性能的变化规律，并探讨了加工参数对材料组织结构和孔隙形貌的影响。
实验部分
1.实验材料和设备
本实验采用纯铝粉末为原料，使用离心压力机烧结成多孔材料。实验所需设备包括通道转角挤压机、扭力传感器、压力传感器和金相显微镜等实验设备。
2.通道转角挤压工艺
选择合适的挤压模具，将多孔材料置于挤压模具中，通过通道转角挤压机施加压力，调节挤压速度、挤压力和挤压次数等参数，进行加工。
3.宏观力学性能测试
采用万能试验机进行压缩试验，测试材料的强度和塑性等宏观力学性能，并测量材料的密