《鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾心板的製備基礎研究》是依託東北大學，由羅洪傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾心板的製備基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅洪傑
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對紅外線加熱快速製備鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾心板的界面結合機制和泡沫組織形成規律進行研究。主要研究發泡劑改性前後的結構變化及其分解規律；中間複合層對氧化物等的潤濕行為及對界面組織形成的影響；快速發泡過程中界面的形成方式和芯層中氣泡的形核、生長和演化規律以及泡沫組織生長和凝固時氣-液-固之間的相互作用；研究氣泡在非重力方向快速生長所形成泡沫體的巨觀結構和微觀組織特徵；氣-液-固多相體系的快速傳熱、傳質過程以及內部壓力的傳遞方式；預製坯合金成分與熔體發泡特性和泡沫穩定性之間的相互關係，以及對泡沫體結構和界面結合強度的影響；研究界面結合形式、芯層組織特徵和泡孔單元結構與泡沫鋁夾心板力學性能之間的關係。通過研究揭示鋼板與泡沫芯界面之間的冶金結合過程和反應機制以及液態泡沫組織的穩定機制和凝固機理，為製備界面結合強度高、泡沫結構均勻的鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾心板提供理論依據。
結題摘要
儘管泡沫鋁兼具結構（如質量輕、比強度大、比剛度大等）和功能（如阻尼減震、隔熱、吸音隔聲、電磁禁止等）性特徵，使其在交通運輸等領域和軍事工業上具有誘人的發展前景，但從結構設計上看，需要將其與緻密的金屬面板複合並製成以泡沫鋁為芯材的夾心板材料，這樣才能實現在一定載荷下的最佳力學性能。我國目前製備泡沫鋁夾心板只能採取膠粘的方法，在實際套用中膠粘部分容易老化失效，特別是在高溫、高速撞擊或受力彎曲條件下膠粘劑極易揮發或者產生層間脫粘，使夾芯板因界面分層而被破壞。因此，為了適應實際套用的需要，製備具有冶金結合界面的泡沫鋁夾心板已經成為一種必然的發展趨勢。 本項目旨在進行“鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾芯板的製備基礎研究”。主要研究內容包括①設計用於可發泡預製坯製備的鋁合金成分並測定其主要物理性質，研究發泡劑的分解行為並進行改性試驗；②進行發泡劑和鋁合金熔體的匹配性研究，設計中間複合層的合金成分並測定其主要物理性質，進行鋼板/預製坯/鋼板複合試驗及界面結合狀態研究；③進行紅外線快速發泡試驗和泡沫組織的演變分析，研究固-液-氣多相體系的相互作用機制；④進行泡沫鋁夾芯板冷卻試驗和泡沫凝固過程、界面結合狀態研究，進行泡沫鋁夾芯板的性能測試和夾芯板結構特徵對性能的影響研究。經過四年的研究工作，得到了合適的中間複合層合金和預製坯合金成分，明確了泡沫鋁夾心板製備過程中鋼板與泡沫芯的冶金結合過程和反應機制；確立了氣-液-固多相體系的快速傳熱、傳質過程，明確了泡沫組織在橫向生長條件下的形核、生長和演變規律；獲得了鋼/泡沫鋁/鋼複合泡沫夾心板製備過程的控制參數和製備結構均勻、性能優良泡沫鋁夾心板的理論依據；形成了具有自主智慧財產權的泡沫鋁夾心板製備新技術和相關金屬泡沫材料的製備技術原型，使我國在具有冶金結合界面的鋼/泡沫鋁/鋼複合大規格泡沫夾芯板製備方面達到世界先進水平。該項工作對於推動金屬泡沫化理論的發展和完善，以及材料層狀複合、強化理論的發展具有一定意義。截至2015年底，在項目執行期內出版《泡沫鋁材料》專著1部；發表論文（含錄用）18篇，其中SCI論文6篇，EI論文8篇，ISTP論文3篇；獲得發明專利4項，申報發明專利2項；培養碩士研究生9名（已畢業）、博士研究生1名（已畢業）。
