一体化成型泡沫铝三明治板材的孔结构控制

张子晨¹，许涛¹，刘楠楠¹，王增¹，夏兴川^1*，丁俭^1，*，陈学广^1，*…

¹1 河北工业大学，材料科学与工程学院，天津市北辰区西平道5340号，邮编300401

*Email: xc_xia@hebut.edu.cn

摘要：泡沫铝三明治板材是一种将泡沫铝芯材和实体金属面板复合得到的新型轻量化结构材料，其有效地解决了单一泡沫铝合金表层单层孔壁力学性能较差、表面粗糙度高以及耐蚀性差等缺陷^[1-2]。胶粘法、粉末冶金和焊接法等传统制备方法往往存在着尺寸范围较小、成本较高、面板与芯材间冶金结合强度较低等不足^[3]。因此，寻求一种一体化成型制备工艺是解决上述难题的有效方法。本研究通过对熔体发泡法进行改进，综合调控各项工艺参数以及增粘剂和发泡剂在熔体中的分布过程，成功地实现了泡沫铝三明治板材的一体化成型，在实现面板与芯材良好的冶金结合的同时，大幅降低了制备成本和工艺繁琐程度。通过对三明治板材孔结构的研究发现：对增粘剂在熔体中的均匀分布控制和发泡剂的气体缓释过程控制可以有效地减小孔径，而实体面板的厚度和界面冶金结合行为则主要受控于模具预热工艺、浇注工艺和保温工艺；同时，复合添加表面活性剂镁颗粒可以平衡气泡长大过程中各点的表面张力，使气孔形貌更圆整。

Fig. 1 Aluminum foam sandwich prepared by Integral-Molding method

关键词：泡沫铝；三明治板材；制备技术；

参考文献

[1] Banhart J Seeliger H W. Aluminium foam sandwich panels: manufacture metallurgy and applications[J]. Adv Eng Mater 2008 10(9):793-802.

[2] Banhart J Seeliger H W. Recent trends in aluminum foam sandwich technology[J]. Adv Eng Mater 2012 14(12):1082-1087.

[2] 刘彦强 樊建中 马自力 等. 泡沫铝三明治板的研究与应用进展[J]. 材料导报 2017 31(15):101-107+138.