[发明专利]一种通孔泡沫铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通孔泡沫铝的制备方法，属于多孔泡沫金属材料领域。

背景技术

通孔泡沫铝具有高比表面、吸音、保温、隔热、渗透、过滤、能量吸收等特性，在催化、化工、能源、环保、噪音控制、缓冲减震等领域有巨大的市场潜力。

目前，公知的通孔泡沫铝的制备方法主要有渗流铸造法和电沉积烧结法，这两种制备方法都存在工艺复杂、成本高的不足，而且都采用了泡沫塑料(如聚氨酯)或NaCl为前躯体，在成孔过程中(后)通过加热将泡沫塑料燃烧去除或将NaCl用水溶除，这样易造成环境污染，并增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通孔泡沫铝的制备方法，具有泡沫铝结构可控、工艺简单、低成本、材料可循环利用、不污染环境的特点，可实现工业化生产。

本发明所采用的方案是：采用熔点低于铝或铝合金的不同直径的铅或锌金属球经混合、烧结后获得前驱体，铝或铝合金为渗流体，通过压力渗流的方法将渗流体渗入到前驱体中，冷却得到复合体，加热复合体使前驱体金属铅或锌从复合体中熔除，得到通孔泡沫铝。

本发明的具体技术方案是：前驱体大金属球的直径在1mm～5mm间，小金属球的直径在0.1mm～0.5mm，大小球体积比：3∶1～11∶1；前驱体金属球在混合时，在混料机中以50rpm～300rpm的转速混合10min.～70min.；金属铅或锌球的烧结温度为其熔点的0.3倍～0.9倍，在氩气保护下烧结10min.～180min.，金属球烧结体在渗流前于其熔点的0.3倍～0.9倍的温度预热5min.～100min.；铝或铝合金基体的熔化温度比其熔点高50℃～400℃，熔化保温时间20min.～100min.；压力渗流时控制渗流压力为5MPa～100MPa，渗流温度比基体金属熔化温度低5℃～10℃，渗流速度为0.1mm/s～10mm/s，渗流后的复合体水冷却；前驱体熔除温度比前驱体金属的熔点高50℃～150℃，熔除时间10min.～100min.，熔除后采用空冷。

前驱体金属大小球分别采用两种不同直径规格的金属球，大小球的体积比根据具体需要的孔隙率、孔径确定。

从复合体中熔除后的前驱体金属铅或锌可回收循环利用。

本发明的有益效果是：(1)利用了不同金属的熔点差，以较低熔点的铅或锌球烧结体为前驱体，较高熔点的铝或铝合金为渗流体，通过一次渗流复模的方法实现了通孔泡沫铝的制备，获得的通孔泡沫铝的孔隙率为80％～98％，孔径范围为0.1mm～5mm。具有泡沫铝结构可控、工艺简单、低成本、材料可循环利用、不污染环境的特点。(2)设备条件简单，能实现规模化生产。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例一：

锌球(大球直径2mm、小球直径0.3mm，大小球体积比5∶1)在混料机内混合均匀(转速：120rpm，混合时间：30min.；)后，放入氩气保护的烧结炉中进行烧结(烧结温度：320℃，烧结时间25min.)获得锌渗流前驱体，将烧结的锌渗流前驱体预热(预热温度：280℃，预热时间10min.)备用。同时，纯铝在石墨坩锅中加热到750℃熔化、保温30min.，通过压力渗流(渗流压力：6MPa，渗流体温度：740℃，渗流速度：2mm/s)，渗流后的复合体水冷却得到铝和锌前驱体的复合体，将此复合体进行加热熔除锌(加热温度：560℃，熔除时间25min.)，空冷后得到孔隙率89％、孔径范围0.3mm～2mm的泡沫纯铝。

实施例二：

锌球(大球直径3mm、小球直径0.2mm，大小球体积比11∶1)在混料机内混合均匀(转速：150rpm，混合时间：20min.；)后，放入氩气保护的烧结炉中在进行烧结(烧结温度：300℃，烧结时间30min.)获得锌渗流前驱体，将烧结的锌渗流前驱体预热(预热温度：250℃，预热时间10min.)备用。同时，ZLD104合金在石墨坩锅中加热到690℃熔化、保温30min.，通过压力渗流(渗流压力：9MPa，渗流体温度：680℃，渗流速度：2.5mm/s.)，渗流后的复合体水冷却得到铝合金和锌前驱体的复合体，将此复合体进行加热熔除锌(加热温度：550℃，熔除时间30min.)，空冷后得到孔隙率80％、孔径范围0.2mm～3mm的泡沫ZLD104合金。

实施例三：

铅球(大球直径5mm、小球直径0.2mm，大小球体积比3∶1)在混料机内混合均匀(转速：200rpm，混合时间：15min.；)后，放入氩气保护的烧结炉中在进行烧结(烧结温度：260℃，烧结时间50min.)获得铅渗流前驱体，将烧结的铅渗流前驱体预热(预热温度：220℃，预热时间10min.)备用。同时，AlSi12合金在石墨坩锅中加热熔化(加热温度650℃，保温时间30min.)，通过压力渗流(渗流压力：12MPa，渗流体温度：640℃，渗流速度：3mm/s)，渗流后的复合体水冷却得到铝合金和铅前驱体的复合体，将此复合体进行加热熔除铅(加热温度：450℃，熔除时间20min.)，空冷后得到孔隙率98％、孔径范围0.2mm～5mm的泡沫AlSi12合金。