Phương pháp chế tạo bọt nhôm

Do các quá trình chuẩn bị khác nhau,Bọt nhômcó thể được phân loại thành bọt nhôm ô kín, bánbọt nhôm ô kínvà bọt nhôm ô mở dựa trên cách các lỗ được liên kết. Các phương pháp chế tạo bọt nhôm có thể được phân loại thành ba loại: pha lỏng, pha rắn và lắng đọng.

(1) Phương pháp pha lỏng

Phương pháp pha lỏng là phương pháp chế tạo bọt nhôm trưởng thành hơn, có tiềm năng nghiên cứu và triển vọng ứng dụng rộng rãi, chủ yếu bao gồm thổi khí vàoKim loạiphương pháp lỏng, phương pháp thổi chất lỏng kim loại, phương pháp đúc mẫu chảy và phương pháp đúc thấm.

Phương pháp thổi khí vào kim loại lỏng: trong kim loại nóng chảy nhôm nóng chảy thêm các hạt chất làm đặc, để cải thiện độ nhớt của chất nóng chảy, chất làm đặc thường được sử dụng là silic cacbua, nhôm oxit magiê, v.v. Sau đó, cho kim loại nóng chảy vào không khí, nitơ, hydro hoặc hỗn hợp các loại khí này và khuấy liên tục, sau khi làm mát có thể thu được kim loại nóng chảy có độ xốp 80% ~ 97,5% nhôm bọt, như trong Hình 1.

Hình 1 Hình thái vĩ mô của bọt nhôm được chế tạo bằng phương pháp phun khí

(2) Phương pháp chất thổi kim loại lỏng: thêm chất thổi vào nhôm nóng chảy, bằng cách nung nóng chất thổi phân hủy thành khí giải phóng, giãn nở nhiệt của kim loại nóng chảy thành bọt, sau khi làm mát có thể thu được độ xốp 91% ~ 93% của nhôm bọt. Chất tạo bọt được sử dụng trong sản xuấtbọt nhômTiH2, ZrH2 và CaH2, v.v.

(3) Phương pháp đúc khuôn nóng chảy: sử dụng vật liệu chịu lửa dạng lỏng để lấp đầy các lỗ rỗng trong bọt xốp, làm cứng vật liệu chịu lửa, nung nóng để tạo khí hóa dẻo và thu được cấu trúc lỗ rỗng xốp của vật đúc, nhôm nóng chảy đổ vào vật đúc này, làm nguội và đông đặc để loại bỏ vật liệu chịu lửa, có thể thu được độ xốp 80% ~ 97% của nhôm xốp.

(4) Phương pháp đúc thấm: nhôm lỏng ở nhiệt độ cao dưới áp suất nhất định thấm vào khe hở của vật liệu độn để lấy vật liệu độn kim loại, sau đó sử dụng phương pháp nhúng hoặc rung siêu âm và các phương pháp khác để loại bỏ vật liệu độn, để đạt được độ xốp khoảng 70%nhôm bọt. Chất độn thường dùng là muối hòa tan, bi gốm xốp không hòa tan, bi corundum rỗng, cacbon bọt, v.v. Phương pháp này có thể chia thành hai loại: phương pháp đúc thấm áp suất tăng và phương pháp đúc thấm áp suất âm.

2. Phương pháp pha rắn

(1) Phương pháp luyện kim bột: Phương pháp luyện kim bột là trộn bột nhôm với chất thổi (thường dùng là TiH2) theo tỷ lệ nhất định, chuẩn bị thân phôi trước dưới áp suất thích hợp, sau đó thân phôi đúc sẵn được ép tiếp tục gia công như cán, rèn, v.v., sau đó đưa sản phẩm bán thành phẩm này vào khuôn thép cần thiết, nung đến nhiệt độ nhất định để chất thổi phân hủy tạo thành bọt khí và thu được nhôm xốp. Phương pháp này phức tạp hơn, nhưng chất lượng sản phẩm cao hơn và hiệu suất ổn định, do đó phát triển nhanh, nhưng phương pháp này không thể sản xuất liên tục do chi phí nguyên liệu thô cao.

(2) Phương pháp ngâm bột bùn: định hình độ nhớt nhất định của bột bùn nhôm, vật liệu bọt polyme xốp được nhúng vào bùn này, bột được lắng đọng trong thành lỗ rỗng của vật liệu bọt polyme, sau đó xử lý sấy khô, gia nhiệt để phân hủy nhiệt của vật liệu bọt polyme, vật liệu xốp trong quá trình phân hủy đóng vai trò hỗ trợ tạm thời, và cuối cùng bột nhôm được thiêu kết lại với nhau, sau đó làm nguội để đạt được độ xốp từ 70% đến 90% bọt nhôm.

(3) Phương pháp thêm vật liệu bi: thêm vật liệu bi hoặc bi rỗng vào nhôm nóng chảy và khuấy, để vật liệu bi được phân bố đều trong nhôm nóng chảy; tiếp tục khuấy và làm mát đến độ nhớt đủ, và tiêm mô hình để có được vật liệu bi kim loại hỗn hợp. Khi vật liệu bi thêm vào là chất hòa tan, có thể sử dụng phương pháp rửa nhúng để hòa tan vật liệu bi, để có được nhôm bọt loại lỗ xuyên.

3. Phương pháp điện phân

Bọt bằng quá trình dẫn điện làm vật liệu catốt, tấm nhôm tinh khiết công nghiệp làm vật liệu anot, trong dung dịch mạ nhôm alkyl, để nhôm lắng đọng trên bề mặt bọt, sau khi sấy khô ở nhiệt độ nhất định thiêu kết, bọt bị phân hủy nhiệt,bọt nhôm. Phương pháp này phức tạp và cần điều chỉnh các biến số, nhưng cấu trúc bọt đồng đều hơn. Cấu trúc bọt nhôm chế tạo bằng phương pháp điện phân được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2 Hình thái vĩ mô của bọt nhôm được chế tạo bằng phương pháp điện phân