泡沫镁的制备工艺及压缩性能研究(1).pdf

河北工业大学硕士学位论文泡沫镁的制备工艺及压缩性能研究姓名：黄春瑛申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：赵维民20100401河北工业大学硕士学位论文泡沫镁的制备工艺及压缩性能研究摘要泡沫镁及镁合金具有良好的阻尼性能、抗冲击性能、电磁屏蔽性能、吸声性能及生物相容性能在汽车、航空、航天、建筑及医学等领域具有广阔前景。本论文采用熔体发泡法和粉末冶金法制备泡沫镁研究了制备工艺参数对发泡效果的影响探讨了泡沫镁发泡机理并对泡沫镁进行压缩性能测试。采用熔体发泡法制备了泡沫镁材料研究了添加剂的颗粒大小、含量及加入温度发泡温度及保温时间对孔隙率和孔结构的影响。研究表明在720℃向熔化的镁熔体中加入7wt%的增粘剂并以500r/min的转速搅拌熔体3min；继续升温至740℃加入2.5wt%含量的发泡剂并以1000r/min的转速搅拌熔体0.5min在740℃保温5min采用水冷方式冷却可制备出孔隙率43.7~90.08%、平均孔径0.7~3.5mm的泡沫镁材料。此外还研究分析了制备过程中的无泡层、局部大孔、裂纹及氧化渣等缺陷的成因及防止措施。采用粉末冶金法制备了泡沫镁材料研究了预制块压制方式、压制力、发泡剂含量及发泡温度对发泡效果的影响。研究表明预制块采取冷压再热压方式（冷压压制力270MPa400℃下热压压制力440MPa保压时间均为30s）发泡剂含量2.5wt.%740℃保温5min采用水冷方式冷却。通过该方法可制备孔隙率12.3~38%平均孔径1.2~2.2mm的泡沫镁材料。并研究分析了制备过程中的局部大孔和开裂等缺陷的成因及防止措施。探讨了两种方法的发泡机理发泡过程包括发泡剂分解、气泡形核并长大及气泡破灭等三个过程。发泡剂释放的CO气体使镁熔体膨胀该气体是液固反应的产物。气泡非均质形核在驱动力作用下自发长大当气泡内压过大时开始合并和破灭。通过改变影响气泡稳定性的熔体粘度、表面张力及气泡表面吸附作用等因素可减少气泡破灭。对泡沫镁进行压缩试验并研究孔隙率及孔径对压缩性能的影响。结果表明：泡沫镁的压缩曲线包括弹性阶段、屈服阶段和致密化等三个阶段；随孔隙率和孔径增大压缩曲线位置、平台应力值及能量吸收能力均下降而致密化应变值升高。关键词：泡沫镁熔体发泡法粉末冶金法发泡机理压缩性能i泡沫镁的制备工艺及压缩性能研究STUDYONFABRICATIONPROCESSANDCOMPRESSIVEPROPERTYOFMAGNESIUMFOAMABSTRACTMagnesiumandmagnesiumalloyfoamhasgooddampingpropertiyimpactresistanceelectromagneticshieldingpropertyacousticabsorptionandbiocompatibilitycanbeapplictedintheautomotiveaerospaceandaircraftindustiesconstructionandmedicalfields.Inthispapermagnesiumfoamswerefabricatedbymeltfoamingandpowdermetallurgy.Theinfluenceofprocessingparametersonfoamingeffectfoamingmechanicsandcompressiveprope