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。根据气固反应机理,氢化钛分解反应包括以下4个环节:在TiH2表面上的结晶化学反应;在TiH2TiHx和TiHxTi界面上的结晶化学反应;H穿过TiHx与Ti反应层的内扩散;H穿过Ti表面边界层的外扩散。根据氢化钛分解的过程,其分解过程的收缩核模型如图32所示
图32氢化钛分解模型
312熔体黏度
熔体的黏度可以影响到发泡的好坏,当发泡剂分解出氢气压力一定时,熔体黏度越大,泡沫就越稳定。增加黏度的方法一般是向熔体中加入金属或非金属颗粒。非金属颗粒悬浮在熔体中使熔体黏度增大,如镀铜碳纤维等。一些碳酸盐在分解产生气体进行发泡的同时也会是熔体黏度增大。金属或合金元素在一定温度下和铝液产生固体的金属间化合物析出相使熔体黏度增大,如钙、钛、锰、铁、硅、镁等。
常用的增粘剂是金属钙,在熔体中可以生成钙铝金属间化合物,悬浮在铝熔体中是熔体增黏。这种增粘剂成本低,但是金属钙增加了铝的脆性,重力使铝液下沉,气泡上浮,使气泡的分散和孔结构的均匀性也很难控制。
熔体的黏度和温度也有关系,温度升高,熔体黏度减小。所以温度需要控制在一定的范围,已获得更好的发泡条件,熔体的黏度和温度关系一般可以表示为:
AexpERT
(34)
313氢气在铝液熔体中的溶解度
铝液中氢气溶解度可以用哈培尔CHAPEL法测量。氢在铝液中的溶解度CH
6
f闭孔泡沫铝的制备技术及其应用
与铝液温度T、铝液中氢气分压PH有关,它们的关系可通过下式表达:
Es
CHKPHe2KT
(35)
式中Es氢的摩尔溶解热;
K常数;
T铝液温度,K;
R气体常数;
CH氢在铝液中的溶解度,cm3100gAl;
PH铝液中氢气分压,MPa。
式35也可以用如下Sieverts定律表示。
logCH
05logPH
ABT
(36)
式中A和B为与合金成分有关的常数。常数A和B值见表31:
表31不同铝合金的A、B常数
合金成分A
B
纯Al
2550262
Al2Si2800279
Al4Si2950291
Al8Si3050295
Al16Si3150300
Al2Cu2950290
Al4Cu3050294
Al8Cu3150294
Al3Mg2695150
Al6Mg2620150
由上式可知,对于纯铝中氢气的溶解度,当气体分压一定时,氢的溶解度随温度的升高而增大;当温度一定时,氢气溶解度随气体分压的增大而增大。了解氢气在熔体中的溶解度,对真空下的熔体发泡有指导意义。
32闭孔泡沫铝材料的制备方法
闭孔泡沫铝材料的制备一般经过气泡形核、气泡长大、稳定泡沫、凝固成型四个过程。制备方法常用的有熔体直接发泡法、注气发泡法、粉末致密化发泡法、Gasars法等。
321熔体发r
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