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毕业论文-底吹法制备泡沫铝工艺的研究，共68页，25434字
中文摘要
吹气法制备多孔泡沫金属工艺具有原理简单、成本低廉、产品孔隙率高等优
点，工业应用前景广泛。
本文从流体力学角度研究了熔体底部吹气发泡工艺中气泡的生长过程，并通
过实际计算考察了该过程中气泡所受外力对其生长过程的影响，简化出了针对底
吹法制作泡沫铝工艺的气泡生成力学模型。
本文通过实验探索了吹气法制备泡沫铝的工艺参数；总结了该工艺中将陶瓷
颗粒均匀弥散在熔体中的关键技术；研制了用于混合陶瓷颗粒的搅拌器；并最终
实现了吹气发泡工艺，制备出了以 A356 为基体的泡沫铝合金。
在阅读文献和实际实验的基础上，本文探索了底吹法发泡工艺中陶瓷颗粒最
小添加量与熔体高度之间的关系；从数学角度提出了这两个关键发泡参数之间的
一个物理模型并最终得到它们之间的反比例关系式；最后将理论模型与实际结果
进行了比较和分析。
关键词：泡沫铝 底部吹气法

目录
第 1 章 引 言 ..1
1.1 研究背景 1
1.1.1 多孔泡沫金属概述 ..1
1.1.2 泡沫铝及其性质 .....1
1.2 研究现状及理论基础 ...4
1.2.1 多孔泡沫金属国际国内研究现状 4
1.2.2 气体注入法制备泡沫铝工艺 .6
1.3 项目研究内容与目标 ...9
第 2 章 底部吹气法发泡物理学的研究 ..10
2.1 气泡产生动力学回顾 .10
2.2 非牛顿流体中气泡生成模型的建立 ......10
2.2.1 模型描述 :10
2.2.2 当量直径的确定 : ..11
2.2.3 气泡表面微元 j 的径向运动方程的推导： .....12
2.2.4 在气泡表面微元 j 垂直方向上运动方程的推导 .....13
2.2.5 气室压力方程 14
2.2.6 喷嘴方程 .15
2.2.7 模型求解 .15
2.3 静态铝熔体中的非球形模型 ...16
2.3.1 熔融铝及其合金的粘滞性 ...16
2.3.2 相关力的计算及影响探究 ...16
2.4 本章小结 .....19
第 3 章 底部吹气法制备泡沫铝合金工艺 .....20
3.1 实验材料与设备 .20
3.2 实验方法 .....20
3.3 吹气过程实验参数窗口的研究 22
3.3.1 发泡温度 .23
3.3.2 吹气管尺寸及气流量 ...24
3.4 陶瓷颗粒搅拌工艺的研究 25
3.4.1 搅拌及搅拌器介绍 25
3.4.2 吹气发泡法中搅拌器的设计 ......26
3.4.3 搅拌效果影响因素 27
3.4.4 搅拌效果实例 30
3.5 本章小结 .....32
第 4 章 陶瓷颗粒最小添加量与临界熔体高度关系的理论研究 ......33
4.2 模型建立 .....33
4.2.1 模型假设 .33
4.2.2 熔体中气泡稳定过程描述 ...33
4.2.3 模型参数 .34
4.3 理论推导 .....35
4.3.1 最小陶瓷颗粒数目的推导 ...35
4.3.2 关系式的建立 35
4.3.3 关系式的意义 36
4.4 实际计算 .....36
4.4.1 参数确定 .36
4.4.2 实际计算 .37
4.4.3 结果讨论 .38
4.5 本章小结 .....39
第 5 章
结论 ....40
插图索引 .41
表格索引 .42
参考文献 .43
致 谢 46
声 明 47
附录 A-1 外文资料的调研阅读报告 .48
附录 A-2 外文资料的书面翻译 ....1