泡沫铝夹芯板的制备技术
复合材料泡沫夹芯制备工艺流程
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泡沫铝生产技术
国内东南大学、中科院固体物理所、舰船材料研 究所、东北大学等一些单位从90年代开始对泡沫铝材 料制备技术和性能的研究，对我国泡沫铝材料的发展 都作出了有益的贡献。
东北大学在“十五”国家“863”高技术、国家教 育部科技计划、辽宁省重点攻关计划等支持下，实现 了工程化、产业化，形成了工业生产技术。产品规格 达到800mm× 2000 mm，使中国成为继日本之后 能够生产大规格泡沫铝材料的国家。其他单位制品规 格为500mm× 500 mm或600mm× 600 mm。
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年10 月上午 2时21 分20.10. 602:21 October 6, 2020
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年10 月6日 星期二2 时21分 33秒02 :21:336 October 2020
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9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 2时21 分33秒 上午2时 21分02 :21:332 0.10.6
3.8 音乐厅、录音室等场合降噪
日本音乐厅、动漫录音室等采用泡沫铝吸声内壁，避免回响
3.9 公路与河底隧道降噪
不吸潮，保持高吸音率, 吸收汽车噪声。降噪效果提高数倍。
3.10 地铁隧道降噪
地铁隧道车站，泡沫铝吸声板不吸潮、防火，降噪效果提高数倍。
韩国地铁通风口格子型泡沫铝吸声装置
3.11 建筑内泡沫铝吸声吊顶
2006年泡沫铝生产技术和泡沫铝产品通过了辽宁 省科技厅和辽宁省经济委组织的鉴定。
东北大学在2003年获得了“熔体直接发泡制造闭 孔型泡沫铝的方法”发明专利，拥有完全的知识产权。
2007年12月闭孔泡沫铝材料被国家科技部等列为 国家重点新产品，承担单位：沈阳东大先进材料公司。
泡沫铝板生产工艺
泡沫铝板生产工艺
泡沫铝板是一种新型材料，由于其轻质、隔热、吸声、防火、抗腐蚀等特性，被广泛应用于建筑装饰、交通运输、电子电器、医疗器械等领域。
那么，泡沫铝板生产工艺是什么样的呢？
一、材料准备
泡沫铝板的生产原料主要是铝箔和气体剂。
铝箔为纯铝或铝合金普通卷材，气体剂一般采用环保型氢氟烷（HFC-245fa）或聚四氟乙烯（PTFE）。
二、制备工艺
1.预处理
将铝箔卷材经过除油、酸洗、去污处理，以确保表面光滑、清洁，且无污渍、氧化物等影响质量的因素。
2.复合
将处理过的铝箔卷材与预先计量好的气体剂混合后，通过特殊的泡沫合成设备，利用物理相变的方法在制造过程中把化学反应和液化过程同时进行，形成均匀、稳定的气泡结构，并形成泡沫铝板。
3.加工
将泡沫铝板经过切割、冲孔、弯折等加工工序，制成各种形状和尺寸
的泡沫铝板。
同时，也可以通过表面涂覆或烤漆等方式改变板材颜色、美化表面。
4.品控
对制造出来的泡沫铝板进行外观检查、尺寸测量、性能测试等。
检验
合格后，做好包装、运输等工作即可交付客户。
总的来说，泡沫铝板生产工艺较为简单，主要是通过预处理、复合、
加工和品控等环节完成，其中的核心步骤是复合，只有控制好复合环节，才能制造出质量优良的泡沫铝板。
泡沫铝及其制备方法
泡沫铝及其制备方法泡沫铝是一种具有多孔结构的铝材料，广泛应用于各种领域，如能量吸收、热绝缘、声学隔离等。
本文将探讨泡沫铝的制备方法，并分析其优缺点。
泡沫铝的制备方法主要有物理法、化学法和复合法三种。
物理法是最早应用于泡沫铝制备的方法之一、它基于气体的扩散和相变原理。
首先，将气体注入到铝中，使铝形成气体蒸汽。
然后，在高温下，气体蒸汽扩散到铝表面，并形成具有多孔结构的泡沫铝。
物理法的优点是制备过程简单、成本较低，但由于其制备条件的限制，无法制备出具有均匀孔隙结构的泡沫铝。
化学法是目前应用较广泛的一种泡沫铝制备方法。
它基于金属与化学物质之间的反应原理。
化学法的步骤如下：首先，在铝中加入发泡剂和其他助剂。
发泡剂在加热过程中会产生气体，使铝形成气体蒸汽。
然后，通过控制燃烧速度和温度，使发泡剂产生的气体扩散到铝表面，并在固化过程中形成具有多孔结构的泡沫铝。
化学法的优点是可以调控泡沫铝的孔隙结构和密度，制备出具有不同性能的泡沫铝。
然而，化学法的制备过程较为复杂，需要使用特定的化学药剂，不易控制反应过程。
复合法是物理法和化学法的结合，它综合了两者的优点。
具体步骤如下：首先，通过物理方法制备出孔隙结构较大的泡沫铝原料。
然后，将泡沫铝原料与发泡剂和其他助剂混合，然后再进行烧结或涂覆，使发泡剂扩散到泡沫铝表面，并形成具有均匀孔隙结构的泡沫铝。
复合法的优点是可以通过物理方法得到较大孔隙结构的泡沫铝原料，然后通过化学方法调控其孔隙结构和密度，制备出具有特定性能的泡沫铝。
总体而言，泡沫铝的制备方法多种多样，各有优缺点。
选择适当的制备方法需要考虑制备工艺的复杂度、成本、生产效率以及所需的泡沫铝性能。
未来的研究方向可以进一步探索更简单、高效、可控的泡沫铝制备方法，并改进泡沫铝的性能和应用范围。
泡沫铝性能及制备技术
泡沫铝性能及制备技术泡沫铝是一种具有轻质、高强度、吸能、隔热、耐高温等特点的新型材料，广泛应用于航天、汽车、轨道交通等领域。
本文将介绍泡沫铝的性能特点以及制备技术。
泡沫铝的性能特点：1.轻质：泡沫铝的密度通常在0.5-1.5 g/cm³之间，比铝合金的密度低，比重约为0.3-0.7，因此具有非常轻的重量。
2.高强度：泡沫铝通过气孔结构形成网络状的连续骨架，能够提供良好的强度和刚度。
其抗压强度通常在1-14MPa之间，具有较好的载荷承载能力。
3.吸能：泡沫铝在受到冲击或挤压时，气孔会发生塌陷变形，吸收能量从而降低外界对物体的冲击力。
4.隔热：泡沫铝具有优良的隔热性能，由于其中的气孔能有效地阻碍热传导，使其成为一种理想的隔热材料。
5.耐高温：泡沫铝的熔点较高，可达660℃，在高温环境下具有较好的稳定性。
泡沫铝的制备技术：泡沫铝的制备主要有两种方法：粉末冶金法和气相法。
1.粉末冶金法：该方法通过将铝粉末与气孔形成剂混合，然后在高温下进行烧结制备。
主要包括以下几个步骤：（1）原料准备：选择纯度较高的铝粉末作为基础材料，同时添加一定比例的气孔形成剂，如焦炭粉末、氯化钠等。
（2）混合：将铝粉末和气孔形成剂进行混合，以保证气孔均匀分布。
（3）压制：将混合物进行压制，通常采用半干压制法或等静压制法。
（4）烧结：将压制得到的坯体放入高温炉内进行烧结，在恰当的温度下，气孔形成剂会挥发或燃烧生成气体，形成铝的气孔结构。
（5）后处理：对烧结得到的泡沫铝进行除鼓泡、抛光等工艺处理，使其表面光滑。
2.气相法：该方法通过热分解气相反应制备泡沫铝。
主要包括以下几个步骤：（1）原料制备：选择合适的前驱体材料，如铝烷化合物，如三乙基铝、三异丙基铝等。
（2）膨胀：将前驱体材料加热至其热分解温度，释放出金属铝和气体产物，产生气孔。
（3）固化：将释放出的金属铝和气体产物在冷却后进行固化，固化后形成气孔结构。
（4）后处理：对固化得到的泡沫铝进行除鼓泡、抛光等工艺处理。
泡沫铝生产工艺
泡沫铝生产工艺
泡沫铝是一种轻质、高强度、热绝缘的新型材料，广泛应用于建筑、交通工具、电子产品等领域。
以下是泡沫铝的生产工艺的简要介绍：
1. 原料准备：泡沫铝的主要原料是铝粉和发泡剂。
铝粉要求纯度高，颗粒均匀。
发泡剂通常采用细小颗粒的无机盐。
2. 预处理：铝粉经过筛网控制颗粒大小，并进行预处理。
预处理主要包括除湿、烘干和筛分等步骤，以保证原料的质量。
3. 混合：将预处理后的铝粉和发泡剂按一定比例混合。
混合时要保证均匀，以确保后续的发泡过程能够顺利进行。
4. 压制：将混合好的原料放入特殊的模具中，进行压制。
压制过程中需要控制压力和温度，以确保压制出的泡沫铝具有一定的孔隙结构和力学性能。
5. 硬化：压制后的泡沫铝放置在恒温恒湿的环境中进行硬化。
硬化时间一般为几小时到几天，依据具体的工艺和要求进行调整。
6. 烧结：硬化后的泡沫铝需要进行烧结处理，以提高其强度和稳定性。
烧结温度和时间必须严格控制，以防止泡沫铝的过度烧结和变形。
7. 表面处理：根据应用需要，泡沫铝可以进行表面处理，如涂
层、阳极氧化等，以提高其防腐蚀性和装饰性。
8. 检测和包装：生产过程中需要对泡沫铝进行质量检测，包括外观质量、物理性能等。
合格的产品经过检测后进行包装，以保证产品的完整性和安全性。
以上是泡沫铝的生产工艺的简要介绍。
随着技术的进步和需求的不断增加，泡沫铝的生产工艺也在不断改进和完善，以满足市场的需求。
我们相信，随着工艺的不断改进，泡沫铝在未来将有更加广阔的应用前景。
泡沫铝的制备技术
泡沫铝的制备技术泡沫铝是一种具有轻质、高强度和良好吸能特性的新型材料。
它由铝合金制备而成，通过控制气体发泡剂在融化的铝合金中释放气体，形成气孔结构。
在本文中，我将详细介绍泡沫铝的制备技术。
1.铝合金材料准备：选择适合的铝合金材料作为原料。
常用的铝合金包括铝硅合金、铝镁合金和铝锰合金等。
合金中的铝含量通常在80%以上。
2.铝合金材料预处理：将铝合金材料进行破碎、筛分和清洁处理。
破碎可以增加原料的表面积，有利于气体发泡剂的扩散和释放。
筛分可以控制原料的粒径范围，使气体发泡剂均匀地分布在铝合金中。
清洁处理可以去除杂质，提高泡沫铝的质量。
3.铝合金材料熔化：将预处理后的铝合金材料放入特定的熔炉中进行高温熔化。
铝合金的熔点通常在600-900摄氏度之间，熔化温度根据具体合金的种类和要求进行控制。
4.气体发泡剂注入：在铝合金熔融状态下，将气体发泡剂注入熔融金属中。
常用的气体发泡剂包括钠硼酸、钠铝酸盐和钠氢杂酸等。
气体发泡剂的选择和注入量可以根据要求进行调整，以得到所需的气孔结构。
5.发泡：在气体发泡剂注入后，通过搅拌或其他搅动方式，将气体发泡剂均匀地分散在铝合金中。
随着气体的释放，铝合金中形成大量的气孔结构。
气孔的大小和分布可以通过调整气体发泡剂的类型和用量来控制。
6.冷却和固化：在发泡过程中，由于气孔的形成，铝合金会逐渐冷却固化。
冷却过程中，泡沫铝的形状和结构会逐渐稳定。
7.切割和后处理：冷却固化后的泡沫铝可以进行切割和后处理。
切割可以根据具体需要，制作出不同形状和尺寸的泡沫铝制品。
后处理可以包括表面处理、热处理和物理性能测试等。
以上是泡沫铝的基本制备技术。
不同的制备方法和工艺参数会对泡沫铝的性能和结构产生不同的影响。
因此，在实际制备过程中需要根据具体要求进行优化和调整。
随着科学技术的不断进步，泡沫铝的制备技术也将得到更多的改进和发展，为泡沫铝的应用提供更广阔的空间。
包套轧制技术制备泡沫铝夹芯板的发泡效果
对 泡 沫 铝 夹 芯 板 进 行 及 时 冷 却 可 以 保 证 泡 孔 均
匀 、面 板不 出现 熔化 。理 想 的冷 却状 态应 是 发泡 体 内外 同时凝 固 ，温度 梯度 很 小 ，使气 泡尽 量 保 留在
原 位 。 模 具 内 冷 却 、空 冷 及 水 冷 对 芯 层 凝 固 及 冷 却 能 力 均 有 影 响 。 当预 制 体 达 到 预 期 的 膨 胀 率 后 将 发 泡 模 具 整 体 从 发 泡 炉 中取 出 ，对 发 泡 模 具 进 行 喷 淋
制在４ ０ ～ ６ ０ ｓ 可 达 到 较 理 想 的 发 泡 效 果 ，得 到 的 泡 孔 结 构 较 为 完 整 均 匀 ，并 且 随 着 发 泡 时 间 的 延 长 ，泡 孔 均 匀 长 大 ， 面 板 平 整 ， 在 达 到 最 高 膨 胀 率 前 未 出 现 面 板 熔 化 现 象 ，具 有 较 好 的发 泡效 果 。
泡剂 具有 较好 的释氢 量 与分解 速 度 ，同时保 持熔 体
有 一定 的黏度 。当发泡温 度为７ ０ ０℃时 ，发 泡 时 间 控
面 。泡 沫铝夹芯板不仅具备泡沫铝材 料的特 性 ，还 克 服 了单 纯泡沫铝强度较低等缺点 ，因而应用 范围大大
拓 展 。泡 沫 铝 夹 芯 板 质 量 轻 、 比 刚度 及 比强 度 高 、能 量 吸收性能好 ，可在降低车辆 的质量 、节能减排的同 时 提 高 驾 驶 的 安 全 性 ，有 着 非 常有 希 望 的潜 在 市 场 。
科研创新(泡沫铝夹层板制备研究)概要
科研创新姓名: quanmuyi 学号 : 00000000 学院:材料科学与工程专业:材料成型及控制科研题目:泡沫铝及夹层板制备研究指导教师:二 O 一一年三月徐州1.泡沫铝1.1泡沫铝概述泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺而成,同时兼有金属和气泡特征, 是一种多空隙低密度的新型多功能材料。
它具有密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等特点。
因此,应用领域十分广泛。
早在 1948年美国人 Sosnik就提出了用汞在铝中气化发泡制备泡沫铝的方法 ,随后 Ellist于 1951年成功地制备出泡沫铝。
20世纪 60年代美国 Ethyl公司成为研制泡沫铝的科研中心基地。
但由于发泡工艺与泡的尺寸很难控制, 一直没有得到发展。
直到 20世纪 80年代中期以后, 才取得长足进展, 开发出一些有工业价值的工艺:1991年 ,日本九州工业金属研究所开发出泡沫铝工业化生产工艺。
1999年 ,第一届世界泡沫金属学会议在德国不来梅顺利召开 ,重点是关于泡沫铝的制造和应用。
随后 ,世界泡沫金属学术会每隔两年召开一次 ,泡沫金属已发展成为一门重要的学科和技术领域 [1]。
目前 ,在泡沫铝研究方面加拿大、美国和日本处于世界领先地位其中日本的研究进展速度最快 ,不仅将泡沫铝投入了生产并进入了实际应用阶段。
国内自 80年代中期开始进行泡沫金属材料的研究 ,经过 20多年的探索和研究 ,东南大学、东北大学、中国科学院、北京科技大学、昆明理工大学等多家机构都先后做过许多研究。
在泡沫金属制备方面 ,国内对发泡法和渗流法研究得较多且基本赶上国外发达国家水平 ,只是对连续生产方法的研究还属空白 ,仍然有待开发 ,从而扩大泡沫金属的实际应用。
由于泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性能等,被认为是一类很有开发前途的工程材料, 有着广泛的应用前景, 特别在在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。
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种方法中界面的结合、泡沫膨胀规律等问题都做了较深入的研
究，但此种方法在制备过程中需要冷压后热压，并且还需要在模
，具中进行，限制了泡沫铝夹芯板成品的大小，使其只能制备出大
小不超过模具尺寸的产品。
Ｆｉｇ．５
图５表面热喷涂泡沫构件 Ｓｕｒｆａｃｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎｇ ｆｏａｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
多孔的结构特性使粘接前的表面清理过程较为复杂，胶粘后表
面孔内残留杂质的清除比较困难。面板／芯层粘接后仅在泡沫
的骨架处实现了结合，实际有效结合面积较小，造成夹芯板结合
强度偏低。另外，胶粘工艺主要依靠胶层实现面板与芯层的连
接，因此在高温及强腐蚀等条件下中间胶层融化或变质而失效
时，夹芯板即同时出现分层而被破坏。故采用胶粘工艺生产的
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｆｏａｍ ａｌｕｍｉｎｕｍｓ ａｒｅ ａ ｎｅｗ，ａｓ ｙｅｔ ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｌｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ，ｃｌａｓｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｌｏＷ ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ
ａｎｄ ｎｏｖｅｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｔｈｅｒｍａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｕｓｅｓ ｏｆ ｆｏａｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ
金属一样进行阳极处理，为避免腐蚀，需将处理后泡沫结构中的
电解质去除。表皮的微孔洞有利于粘性涂料的涂覆，但烘焙涂
料会形成气泡（表面涂料气泡）。因为孔洞中气体膨胀并试图从
表面微裂纹中逸出，所以需要留有一些不涂覆的区域以使泡沫
在温度变化时能够“呼吸”。如果泡沫必须完全密封，涂覆工艺
应在真空中进行，直到涂层完全凝固为止，而真空限制了涂覆工
ｓａｎｄｗｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
１．２泡沫铝夹芯板预制体的直接成型 １．２．１模具压制成型制备泡沫铝夹芯板
２００２年东南大学梁晓军进行了模具压制成型的泡沫铝夹 芯板的制备研究，并且成功地制备出了泡沫铝夹芯板。主要制 备工艺是将面板（４：，４５ｍｍ）与混合过的粉末一起置入模具 中［２９－３ｚ］（如图８所示），在６３ｔ液压机上进行冷压后，再在４５０℃ 下经过１ｈ左右的保温，然后进行热压，得到圆片状可发泡夹芯 板预制体。再置于如图９［３２］所忝的封闭发泡模具中加热，使芯 部膨胀发泡，冷却凝固后即得到泡沫铝夹芯板。东南大学对此
１．１芯材与面板的不同连接方法
１．１．１胶粘连接方法
’
Ｃｒｕｐｉ Ｖ等Ｉｓ－ｕ］曾采用胶粘的方法将熔体发泡法生产的泡 沫铝与铝板或胶合板粘在一起制备泡沫铝夹芯板，并对胶粘的
夹芯板进行了冲击、疲劳、三点抗弯等力学实验研究。从根本上
来说，胶粘工艺制备泡沫铝夹芯板属于一种物理连接方法。虽
然胶粘工艺具有工艺简单，产品精度较高的特点，但泡沫铝材料
ｍｉｎ（ａ），Ｏ．８ｍ／ｍｉｎ（ｂ）；ｏ．４ｍ／ｒａｉｎ（ｃ））。激光焊接工艺虽然适用 于连续性生产，但速度较慢，且不属于面连接，不适合大型生产。 另外激光焊的连接强度也较低。
Ｆｉｇ．１
图１超声扭转焊的原理图 Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｌｌ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｏｒｓｉｏｎ ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
ｐｏｗｄｅｒ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｍｅｔｈｏｄ。ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｂｕｌｋ
图３激光辅助ＡｌＳｉ７芯材发泡过程和结果 Ｆｉｇ．３ Ｌａｓｅｒ ａｓｓｉｓｔｅｄ ＡＩＳｉ７ ｆｏａｍｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
１．１．５扩散连接 对于连接面板相似于芯材的金属和制造复杂的结构，扩散
连接是一种很吸引人的制造方法。扩散连接在界面处保留了基 体的金属显微结构。扩散过程要求足够的压缩力来破坏氧化层 从而使界面在原子尺度上紧密接触。金属泡沫在很大的压力下 很容易变形，所以需要超塑性材料作为面板使得在相对低的压 力下形成大的塑性变形，这样有助于氧化层的破裂和界面的紧 密接触。扩散过程如图４所示【２引。此种扩散连接的过程需要 事先将制备好的泡沫铝材料的表面清理干净，但泡沫铝的多孔 表面处理比较困难，另外此种方法对面板的要求也很高，必须为 超塑性材料。因此这种泡沫铝夹芯板的制备过程也具有一定的 局限性。
。Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＡＩ Ｆｏａｍ Ｓａｎｄｗｉｃｈ
ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｌ，ＣＨＥＮ Ｃｈａｎｇｊ ｕｎｌ，ＹＡＯ Ｇｕａｎｇｃｈｕｎ２
（１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
上，可以制备形状复杂的构件，见图５［２７｜。熔化材料的能源可以
是电弧或惰性气体等离子，喷涂材料可以是金属、陶瓷或塑料。，
但此种方法制备工艺较复杂，不适于工业化生产。
，
Ｆｉｇ．７
。
图７多针缝合机器示意图 Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｎｅｅｄｌｅ ｓｅｗｍｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ
图４扩散连接过程的示意图 Ｆｉｇ，４ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｉｌｌｍｔｍｔｉｏｎ ｏｆ ＤＢ ｐｒｏｏ诅ｕｒｅ
万方数据
泡沫铝夹芯板的制备技术／张敏等
·８７·
１．１．６泡沫芯的表面涂覆
泡沫铝夹芯板可以通过泡沫铝板的表面涂覆工艺制
备［３’２６１。但必须考虑多孔结构的润湿性，因为其明显地限制了
浸泡构件的表面处理工艺（酸洗、阳极处理等）。泡沫铝可像铝
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｉｓｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００８１；
．，
， ２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０００４）
艺的应用范围。
，
１．１．７表面热喷涂制备泡沫芯复合结构
涂覆加工很大程度上仅限于平整表面，不适于形状复杂的
构件［３］。但采用热喷涂技术，几乎可生产任何形状的泡沫一喷
涂一沉积复合材料，与粘接复合材料相比，其优点是［２７］是利用熔化的粉末或线材来实现的一种表面技
术。通过气体喷射将熔化的材料加速并输送到需要涂覆的表面
Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ Ｂｏｍ等［１６］利用超声扭转焊接的方式将ｌｍｍ的 Ａ１Ｍｎｌ面板和ＡＩＳｉ７的泡沫芯焊接在一起，另外超声扭转焊接 还能够将开孔的泡沫钢（ＧＪＳ４００）［１引、不锈钢的空心结构 （３１６Ｌ）［１８］与金属板焊接在一起。超声扭转焊的过程中需要调 整的参数有焊接高度、焊接力以及焊接能量。焊接过程中焊接 系统会根据需要焊接的材料来没定焊接的参数。设备示意图和 焊接试样如图１、图２所示。但超声扭转焊焊接面积存在一定 的限制，不能够将整个需焊接面全部焊接在一起，这也使得超声 扭转焊的应用受到了限制。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗｉｃｈ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｐｏｗｄｅｒ ｓａｎｄｗｉｃｈ烈ｌ堍，ｈｉｇｈ ｔｅ州ｐｅｍｔｕｒｅ ｗｏｒｋ
０ 引言
泡沫金属是一类具有低密度以及新奇的物理、力学、电学、 声学等特殊性能的新型材料。这种材料在轻质结构、能量吸收 和热控制等方面均具有应用潜力。现在绝大多数商用泡沫金属 均是以泡沫铝和泡沫镍为基础的产品［１３。本文则主要介绍以泡 沫铝为基础制备的产品。泡沫铝材料作为泡沫金属的一种，其 功能和用途十分广泛。泡沫铝的潜在用途之一是作为泡沫铝夹 芯板的芯材使用。泡沫铝夹芯板不仅同时具有泡沫铝材料诸多 优异的性能，同时还解决了单一泡沫铝强度较低的缺点，是一种 综合性能优异的新型功能材料。目前泡沫铝夹芯板材料已在汽 车制造、航空、航天等领域得到应用［１－－４］，并且在轨道交通方面 的应用也很有潜力。但受制备技术及基础理论的制约，目前高性 能泡沫铝夹芯板材料在我国还未实现大规模工业化生产。开发 出一种适合我国国情的高效率、短流程、节能节材白ｇ泡沫铝夹芯 板材料制备新技术对我国国民经济的发展具有重要意义。
万方数据
·８６·
材料导报
２００８年１月第２２卷第１期
过程中要将氧化层去除。去除氧化层的方法有２种：通过刮、刷 或超声波使氧化层破坏；或用钎剂进行处理。但用钎剂处理时 若处理不当很容易导致表面腐蚀的发生。尽管无钎剂钎焊技术 可应用到泡沫铝中，但必须采取一定的防腐蚀措施，因为锡基和 锌基合金与铝的结合可能导致腐蚀问题。所以腐蚀问题限制了 泡沫铝面板和芯材的钎焊。另外在钎焊连接中连接的区域仅限 于孔棱，也会导致结构强度的降低。 １．１．３超声扭转焊接
图２超声扭转焊试样的几何结构 Ｆｉｇ，２ Ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｂｙ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｏｒｓｉｏｎ ｗｅｌｄｉｎｇ １．１．４激光束焊接 激光焊接可以直接将制备好的泡沫芯与面板焊接在一起。 此过程中激光热能的输入导致了板材和泡沫表层的熔化，在凝 固后形成了金属的连接。这种连接仅存在于熔化的板材和靠近 界面处几个熔化的孔结构材料之间。由于激光束具有深的渗透 性，接近板材表面的部分泡沫材料也进入了连接区域。另外，激 光束热能的高集中性，可保证连接区以外的泡沫材料不熔化或 尽可能少熔化［３］。本技术也可以将通过粉末致密化法制备的泡 沫铝夹芯板进行发泡处理，这个过程是将芯材发泡和界面的冶 金结合共同进行［１９￣２引。图３Ｅ２４］是采用激光焊接工艺将预制后 的泡沫夹芯板先驱体进行发泡并冶金结合的示意图（Ｌａｓｅｒ·ＣＷ Ｃ０２激光器；功率Ｐ＝５ｌｉｗ；Ａｒ＝３０ Ｌ／ｎ＇ｆｉｎ；处理速度Ｖ＝２ｍ／