闭孔泡沫镁的制备及其压缩性能研究

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1、硕士学位论文闭孔泡沫镁的制备及其压缩性能研究PreparationofClosed—cellMagnesiumFoamsandItsCompressivePropertiesResearch学科、专业：学号．J√·材料加工工程21005061完成日期：窒Q!兰生墨旦!Z旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表

2、的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：困塾塑盐塑堑到垒馥匡磕性醴纽度作者签名：复f虱丕受日期：丝丝年—笪月上日大连理工大学硕士学位论文摘要泡沫金属是由金属基体和气孔组成的复合材料，它将连续相金属的特性和分散相气孔的特性有机地结合在一起，成为一种结构功能一体化材料，可用于航空航天、交通运输、建筑机械、冶金化工、电子通讯等多个领域。由于泡沫镁及泡沫镁合金的基体金属具有更低的密度(1

3、．749／cm3)和较高的比强度，因而随着泡沫金属材料的开发研究，泡沫镁作为一种新型泡沫金属材料逐渐引起研究者的关注。本文首先探索了熔体发泡法制备泡沫镁的基本工艺，分析了阻燃、增粘、发泡和保温等因素对试样孔隙率和孔结构的影响，最后总结出本实验条件下熔体发泡法制备闭孔泡沫镁的最佳工艺参数：在750℃向镁熔体中加入O．5wt．％Y和5wt．％Ca块阻燃；而后加入3wt．％的l80目SiC增粘，以900r／min的速度搅拌熔体使SiC颗粒均匀分布；在635．640℃加入2wt．％的CaC03发泡剂，以1200r／min的速度搅拌2

4、0s；迅速转移试样至800℃保温炉中，保温约3mira取出试样，在空气中冷却。为消除泡沫镁试样中存在的裂缝、异常大孔和无泡区等缺陷，采用溶液．凝胶法在发泡剂CaC03表面形成Si02包覆层，并利用SEM、XRD和TGA／SDTA分析了包覆层的主要成分、微观结构和覆前后的CaC03的热稳定性。对比发泡实验表明，包覆后的CaC03分散性和浸润性提高，发泡速度减缓。最终结合钙合金化阻燃处理，在无气体保护条件下，分别以不同粒度的包覆后的CaC03为发泡剂，制得了孔径不同且孔结构均匀的闭孔泡沫镁试样。对闭孔泡沫镁进行压缩性能测试后发现

5、，其压缩应力．应变曲线呈三个变形阶段：弹性变形阶段、塑性平台区和致密化阶段。由于包覆后的CaC03制得的闭孔泡沫镁孔径细小、结构均匀，相同密度条件下闭孔泡沫镁试样的压缩屈服强度和比强度高于闭孔泡沫铝。但泡沫镁在压缩时呈现出一定的脆性，镁基体的韧性还有待提高。关键词：熔体发泡法；闭孔泡沫镁；无气体保护；发泡剂包覆；压缩性能PreparationofClosed—cellMagnesiumFoamsandItsCompressivePropertiesResearchAbstractMetalfoamisakindofcompo

6、sitematerialconsistedofmetallicmatrixandgasbubbles．Asanovelstructuralandfunctionalcompositematerial，metalfoamcanbeappliedtoaerospace，transportation，automotive，constructionmachinery，metallurgicalchemical，electroniccommunicationandotherfields．Magnesiumandmagnesiumall

7、oyfoamhasgraduallycausedtheattentionofresearchers，becauseofthelowerdensities(1．749／cm。)andhighspecificstrengthofitsmagnesiummatrix．Thebasicpreparationprocessofclosed—cellmagnesiumfoamwasexplored，andtheeffectsofignition-proof,thickening—agent，blowingagentandheatpres

8、ervahontoporestructureofmagnesiumfoamswerestudied．Andthenasetofoptimizedparameterstofabricateuniformmagnesiumfoaminourexperimentconditionwasobtai