小孔径开孔泡沫铝的制备与功能特性

kaola1992

孔泡沫铝的功能特性与孔径大小密切相关，减小孔径有利于提高其吸声、散热、吸水、负载等性能。在石膏型渗流法的基础上，通过对石膏型的制备以及渗流工艺参数的进一步优化，制备出了孔径≤1mm的开孔泡沫铝。在此基础上，通过表面修饰等方法，在泡沫铝孔表面合成多种形貌和材料体系的微纳结构，并对修饰后泡沫铝的吸声、吸/脱水等性能进行了实验研究。具体研究内容如下： 1、小孔径开孔泡沫铝的制备 通过对浆料配比的进一步优化，获得了流动性、固化速度及强度、抗裂性可控的石膏浆料配比及石膏型制备方法；通过对石膏型固化过程与金属液渗流工艺的完善，制备出了孔径约1mm的小孔径开孔泡沫铝。 2、孔构型对开孔泡沫铝吸声行为的影响 对不同孔径开孔泡沫铝吸声行为的研究表明，孔径对其吸声性能的影响较小；通过压缩变形的方式可以显著提高其吸声性能，并使吸声峰向低频方向移动。与原始样品相比，压缩后孔径对吸声性能影响趋于明显，孔径越小，吸声性能越好。 此外，流阻对开孔泡沫铝吸声性能的影响较大，并存在一最佳值。在样品背面引入空腔可以改善材料低频吸声性能，随空腔厚度增加，吸收峰向低频方向移动。 3、表面修饰对开孔泡沫铝吸声行为的影响 采用化学水浴法和无模板生长法分别在开孔泡沫铝孔棱表面合成了微米尺度的ZnO棒和针状Co3O4团簇，结果显示表面修饰后泡沫铝的吸声性能明显提高，并且表面修饰组织结构尺寸越大，低频吸声性能越好。 4、吸/脱水性能 根据载人航天器环境控制系统的需求，开展了开孔泡沫铝吸/脱水性能的研究。并通过压缩和表面生长亲水性微纳结构等方法，使之吸水性能明显增加。