[发明专利]一种孔径可控的泡沫铝超临界制备方法

说明书

本发明属于铝材料技术领域，具体涉及一种孔径可控的泡沫铝超临界制备方法，包括：步骤1，将乙基纤维素加入至无水乙醇中超声5‑10min，得到分散醇液；步骤2，将碎铝屑加入至分散醇液中搅拌20‑50min，得到悬浊醇液；步骤3，将超临界二氧化碳流体冲入悬浊醇液中，恒压微波反应1‑3h，沉降后得到混合液；步骤4，将混合液放入金属模具进行加热恒压反应1‑3h，然后缓慢恒温泄压反应2‑4h，并采用氮气吹扫后冷却得到泡沫铝前驱体；步骤5，对泡沫铝前驱体进行光照分解反应2‑4h，得到泡沫铝材料。本发明彻底解决了不能任意控制和调整结构参数的问题；制备方法简单，有利于进行批量化生产，且生产成本低；制备出的发泡铝具有稳定均匀的孔隙结构，提高孔隙可控性。

技术领域

本发明属于铝材料技术领域，具体涉及一种孔径可控的泡沫铝超临界制备方法。

背景技术

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。它密度小、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。泡沫铝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能以及可回收性。泡沫铝的这些优异性能使其在当今的材料领域具有广阔的应用前景，是很有开发前途的工程材料，特别是在交通运输工业，航天事业和建筑结构工业等方面。现阶段泡沫铝的研究还存在一些问题，其最主要的问题在于于泡沫铝的制备还不能任意控制和调整结构参数，孔结构均匀性也较差。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种孔径可控的泡沫铝超临界制备方法，彻底解决了不能任意控制和调整结构参数的问题；制备方法简单，有利于进行批量化生产，且生产成本低；制备出的发泡铝具有稳定均匀的孔隙结构，提高孔隙可控性。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种孔径可控的泡沫铝超临界制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将乙基纤维素加入至无水乙醇中超声5-10min，得到分散醇液；

步骤2，将碎铝屑加入至分散醇液中搅拌20-50min，得到悬浊醇液；

步骤3，将超临界二氧化碳流体冲入悬浊醇液中，恒压微波反应1-3h，沉降后得到混合液；

步骤4，将混合液放入金属模具进行加热恒压反应1-3h，然后缓慢恒温泄压反应2-4h，并采用氮气吹扫后冷却得到泡沫铝前驱体；

步骤5，对泡沫铝前驱体进行光照分解反应2-4h，得到泡沫铝材料。

所述步骤1中的乙基纤维素在无水乙醇中的浓度为20-50g/L，所述超声的频率为20-40kHz，温度为40-50℃。

所述步骤2中的碎铝屑在分散醇液中的浓度为100-140g/L，所述搅拌的速度为1000-1500r/min。

所述步骤3中的超临界二氧化碳流体的加入量是碎铝屑质量的40-60％，所述恒压微波反应的压力为5-10MPa，温度为40-50℃，微波功率为200-600W。

所述步骤4中的加热恒压反应的温度为100-120℃，压力为7-8MPa。

所述步骤4中的缓慢恒温泄压反应的温度为100-110℃，泄压速度为0.2-0.4MPa/min，所述氮气吹扫的速度为10-30mL/min。

所述步骤5中的光照分解反应的光照强度为2.5-4.5W/cm²，温度为100-150℃。

步骤1将乙基纤维素超声溶解在无水乙醇中，能够形成良好的溶解体系与分散体系，具有良好的分散性，同时乙基纤维素在超声条件下形成快速溶解，提升溶解速率。