6、熔体鼓气发泡法制备泡沫铝的装置优化研究

1.4.1 闭孔泡沫铝材料制备方法

1.4.1.1 熔体发泡法

该法是在熔融金属中加入增粘剂，使其粘度提高，然后加入发泡剂，发泡剂在高温下分解产生气体，气体膨胀使金属液外发泡，冷却下来或浇注即可得到泡沫金属。发泡剂有钛氢化物、锆氢化物、碳酸钙及碳酸氢等，但常用的是钛氢化物和锆氢化物。发泡剂的分解温度最好比发泡金属的熔点稍高一些。采用这种工艺，只要搅拌速度和金属熔体的粘度合适，就可以制备出孔径分布均匀、孔隙率变化幅度较大的泡沫铝样品。

1.4.1.2 直通气体发泡法

直通气体发泡法：将气体（空气、氮气、氩气等）代替发泡剂吹入熔融金属中，并采用高速搅拌和增粘，冷却凝固后也可以得到质量较好的泡沫金属。这种工艺成本低、孔隙率高，但因气体很容易从熔融金属中逃出，因而控制较难。

Cymat 和 Norsk Hydro 熔体发泡工艺采用连续气体注入法。Cymat 熔体发泡工艺通常以纯铝或镁铝合金以及 SiC 或 Al₂O₃ 颗粒，用传统铸造设备预处理原料并将熔体倒入装有漏斗的容器，通过小喷口将气体注入搅拌器。气体通过搅拌器进入熔体形成分散的小气泡。气泡大小可以通过气体流速、搅拌器设计和搅拌速度来控制。这种方法简单、廉价，但是这种方法生产的泡沫铝材料孔的尺寸不均匀，存在密度梯度以及因传送带的机械作用而引起的孔结构不均匀。