Litšobotsi tsa ts'ebetso ea phanele ea koporo e kentsoeng ka carbon fiber aluminium foam sandwich panel ha e bapisoa le sandwich e tloaelehileng ea aluminium foam sandwich panel.

Sandwich ea foam ea aluminiumLiphanele tsa (AFS) li na le motsoako oa litšobotsi tsa sebopeho le ts'ebetso joalo ka letsoalo le tlase, matla a khethehileng a phahameng, ho monya matla a matle, matla a ho futhumatsa, le tšireletso ea motlakase. Thepa ena e babatsehang e etsa hore AFS e be le bokhoni bo boholo sebakeng sa lifofane, lipalangoang le masimong a leoatle. Ha ho bapisoa le li-foam tse se nang tšepe, lipoleiti tsa tšepe tse kantle tsa AFS li ka tiisa foam ka nepo le ho ntlafatsa thepa ea eona e felletseng ea mochini, joalo ka ho tiea le ho kobeha. Ka kakaretso, AFS e entsoe ka mokhoa oa sekhomaretsi, o kenyelletsang ho hokela foam ea aluminium ho liphanele tsa tšepe tse tiileng ho sebelisa sekhomaretsi sa epoxy resin.

Le hoja mokhoa oa ho khomarela sekhomaretsi o ntlafatsa ho senyeha ha sebopeho ka katleho, o tsamaisana le mefokolo, ho kenyelletsa le liphephetso tsa ho tsosolosa le ho ba le monyetla oa ho hlōleha ha delamination tlas'a maemo a phahameng a mocheso kapa a senyang. Ho sebetsana le mefokolo ena, boiteko bo matla ba lipatlisiso bo nehetsoe ho fihlela maqhama a metallurgical pakeng tsa phanele le lera la mantlha.

Hajoale, mekhoa e ka sehloohong ea ho lokisa bakeng sa AFS e reretsoeng ho fihlela maqhama a metallurgical ka kakaretso e arotsoe ka mekhahlelo e meraro: welding, melt foaming, le packing rolling powder metallurgy method. Har'a mekhoa ena, mokhoa oa ho paka oa metallurgy o nkoa o phahametse ho laola sebopeho sa pore le ho fumana foaming ea mocheso o tlase. Mosebetsi oa rona o fetileng o sebelisitse theknoloji ena ho etsa AFS ea boholo bo boholo ka thepa e ntle ea ho atolosa le sebopeho sa liselefouno bakeng sa lisebelisoa tsa indasteri.

Leha ho le joalo, ka lebaka la thepa e batlang e le tlase e hatellang ea mokokotlo oa foam, ntlafatso ea matla a mochine oa AFS e lekanyelitsoe, kahoo ntlafatso e eketsehileng ea matla a motheo oa foam ke ea bohlokoa bakeng sa AFS.

Ho fihlela joale, mekhoa e tloaelehileng e tlalehiloeng ho ntlafatsa thepa ea mochine oa compressive eaaluminium foamke tse latelang: phekolo ea holim'a metsi, phekolo ea mocheso, le ho matlafatsa ka ho eketsa likaroloana, likhoele, metsoako ea motsoako, joalo-joalo Har'a tsona, likhoele tse khutšoanyane tsa carbon tse nang le sekhahla se tlaase, modulus e phahameng ea elastic, le karolo e kholo ea likarolo li khahlile tlhokomelo e pharaletseng e le lisebelisoa tse matlafatsang. Ho feta moo, metallization ea holim'a carbon fibers, ka electroplating kapa lik'hemik'hale tsa lik'hemik'hale tse kang koporo ea koporo kapa nickel plating, e ntlafatsa le ho feta ho koloba ha likhoele tsa carbon ka aluminium e qhibilihisang le ho qoba liketso tse kotsi tsa sefahleho pakeng tsa likhoele tsa carbon le aluminium e qhibilihisang. Hona joale fiber e khutšoanyane ea carbon e sebelisoa haholo ho matlafatsa metsoako ea matrix ea aluminium.

Bhav Singhetal. ho lokisitsoe likhoele tsa k'habone tse koahetsoeng ka koporo tse matlafalitsoeng ke metsoako ea aluminium ea matrix ka mokhoa oa ho lahla. Muetal. metsoako e entsoeng ka aluminium ea matrix e matlafalitsoeng ka likhoele tsa khabone tse koahetsoeng ka nickel ho sebelisoa mokhoa oa ho lahla li-roll tse peli. Liphetho li bonts'itse ntlafatso e kholo matleng a tsitsitseng a metsoako ka ho eketsoa ha likhoele tsa khabone. Leha ho le joalo, ho bile le lipatlisiso tse fokolang tse entsoeng kaaluminium foam e matlafalitsoee nang le likhoele tsa carbon tse koahetsoeng ka koporo. Caoetal. pele ho lokisitsoe likhoele tsa k'habone tse koahetsoeng ka koporo li matlafalitse foam ea aluminium ka mokhoa oa ho qhibiliha ho qhibidiha. Liphello li bontša hore 0.35 vol% ea Cf e ka tsitsisa foam ea aluminium ka ho thibela ho phatloha ha filimi ea metsi, 'me boholo ba likhoele tse kentsoeng ho foam li tsitsitse haholoanyane. Muetal. e bontšitse hore thepa ea damping ea foam ea aluminium e lokiselitsoeng ke mokhoa oa ho qhibilihisa foam e ntlafalitsoe haholo ka ho eketsoa ha Cf.

Ka hona, ho ka fihleloa qeto ea hore tlatsetso ea Cf e ka ba leano le sebetsang la ho ntlafatsa ka nako e le 'ngoe botsitso ba ho foamma le thepa ea mochini.makoko a aluminium. Ho feta moo, ha ho e-s'o be le litlaleho tse mabapi le likhoele tsa k'habone tse entsoeng ka koporo tse matlafalitsoeng tsa aluminium foam sandwich panels tse lokiselitsoeng ka mokhoa oa phofo oa metallurgy, o susumelletsang bafuputsi ho etsa lithuto tse tebileng haholoanyane tšimong ena.

Liphuputso tse ngata li entsoe ka mochine oa nucleation le botsitso bamakoko a aluminiumka tlatsetso ea mekhahlelo e matlafatsang. Phapang ea palo ea pore le pore morphology,

joalo ka boholo, kabo, le sebopeho, hangata li amahanngoa le mekhoa ea nucleation le botsitso. Liphello tse fapaneng tsa nucleation le mekhoa ea ho tsitsisa marang-rang ea oxide tsamaisong ea phofo ea metallurgy e 'nile ea batlisisoa ka botlalo. Li-quaternary alloy powders tse nang le Al-Si–Mg-Cu tse sebelisitsoeng pampiring ena li bontšitse litekanyetso tse ikhethang tsa katoloso le mocheso o tlase o phophomang, ka mocheso oa solidus oa 507 ◦C le mocheso oa liquidus oa 596 ◦C. Leha ho le joalo, ho na le khaello ea lipatlisiso mabapi le mochine oa nucleation, botsitso, le lisebelisoa tse hatellang tsa lik'hemik'hale tsa phofo tse nang le motsoako ona oa alloy, haholo-holo ha o kenyelletsa Cf. Mesebetsing e fetileng, lipatlisiso tsa mekhoa ea nucleation le stabilisation li ne li etsoa haholo-holo ka mekhoa e seng-in-situ, e kenyelletsang tlhahlobo ea tomographic ea lisampole tse ileng tsa pholile ka potlako ka mor'a tšitiso ea ho foka. Ka bomalimabe, submicron bubble nucleation e etsahala nakong ea ho futhumatsa pele 'me e atoloha ka potlako ka nako ea ho tloha ho 100 ms ho isa ho 1 s, hangata e hlahisa mathata bakeng sa ho shebella nako ea sebele. Mokhoa oa sejoale-joale oa synchrotron radiation X-ray imaging o na le matla a phahameng le tharollo ea sebaka sa marang-rang, e lumellang pono ea nako ea nnete, in situ ea ts'ebetso ea nucleation le kholo ea foam ea aluminium maemong a mocheso a phahameng. Hona joale, ke bafuputsi ba fokolang feela ba hlahlobileng li-kinetics tse foaming tsa Al-Si-Mg alloy powder ka mahlaseli a synchrotron. Ka mohlala, García-Morenoetal. e tlalehile liketsahalo tsa bohlokoa tse matla ka har'a foam ea aluminium ea metsi, ho kenyelletsa le nucleation le kholo, bubble rearrangement, retraction ea mokelikeli, agglomeration, le ho phatloha ha filimi. Kamm le al. o ithutile mokhoa oa nucleation le kholo ea AlSi8Mg4 foam ea aluminium ka mahlaseli a synchrotron. Liphuputso tsa bona li bontšitse hore haedrojene e hlahisoang ke ho bola ha li-adsorbate holim'a phofo ea tšepe e emela mokhoa o mong oa bohlokoa oa nucleation. Leha ho le joalo, tšebelisano har'a likarolo tse tlang pele ho eona e rarahane, 'me matla a ho phophoma a ka susumetsoa ke sebōpeho sa tsona. Bakeng sa tsamaiso ea phofo ea Al-Si-Cu-Mg le Al-Si-Cu-Mg ea phofo e nang le Cf e ekelitsoeng, ho utloisisa le ho hlahloba ho qalisoa le ho hōla ha foam ea tšepe ho bohlokoa bakeng sa nts'etsopele ea sebopeho sa foam ho ntlafatsa thepa. bakeng sa likopo.

Mosebetsing ona, Cf/AFS le AFS tse nang le maqhama a metallurgical interfacial li ile tsa lokisoa ke mokhoa oa ho paka o roala phofo oa metallurgy. The bubbles evolution ea Cf/AFS le AFS e ile ea hlokomeloa in situ by synchrotron radiation ho senola mochine oa Cf ka bubble nucleation, kgolo le kopanyo, le botsitso. Ho phaella moo, Cf/AFS le AFS li ne li foamed ho 620 ◦C bakeng sa 15 min ka sebōping sa kamore. Kamora moo, kabo ea boholo ba pore, pore microstructure, le thepa e hatellang ea lisampole tse foamed e ile ea tšoauoa le ho lekoa. Ho latela lithuto tse boletsoeng ka holimo, sebopeho le matla a hatellang a Cf/AFS le AFS li ile tsa hlahlojoa ka mokhoa o hlophisitsoeng.

2. Lisebelisoa le mekhoa

2.1. Lisebelisoa tse so fetoloe

Lisebelisoa tse tšeletseng tse tala li ne li sebelisetsoa ho lokisetsa AFS le Cf / AFS: Al powder (karolelano ea boholo: 45 μm, bohloeki> 99.70%), Si phofo (karolelano ea boholo: 38 μm, bohloeki> 99.50%), Cu powder (karolelano ea boholo: 38 μm, bohloeki > 99.90%), Mg phofo (karolelano ea boholo: 75 μm, bohloeki > 99.70%), phofo ea TiH2 (karolelano ea boholo: 45 μm, bohloeki> 99.70%), le carbon fiber e entsoeng ka koporo (karolelano ea boholo: 1～2 mm, botenya ba koporo e koahetsoeng ke 1.4 μm).

2.2. Ho etsoa ha CF/AFS

Sekema sa mokhoa oa ho paka rolling powder metallurgy se bontšitsoe hoSetšoantšo sa 1. Nakong ea ho kopanya, phofo ea quaternary alloy AlSi6Mg4Cu4 e ile ea lokisoa, ka phofo ea Al, Si, Cu, le Mg ka tekanyo ea 86 wt%, 6 wt%, 4 wt%, le 4 wt%, ka ho latellana. 1 wt% e entsoeng ka oxidized TiH2 phofo (phekolo ea mocheso moeeng bakeng sa 1.5 h ho 470 ◦C) e ile ea eketsoa e le moemeli oa ho foka o lokollang H2 ka potlako mocheso o qhibilihisang o atolosa ho qhibiliha. Ho feta moo, 0.5 wt% ea likhoele tsa carbon li kenyelelitsoe e le mekhahlelo e matlafatsang. Haholo-holo, ho ntlafatsa boemo ba metsi le ho thibela liketso tse kotsi tse kang Al4C3 ho fiber-aluminium melt interface nakong ea ho phophoma, likhoele tsa carbon li ne li koahetsoe ka koporo ka electroplating. Ts'ebetso ea electroplating e hlalositsoe ho Refs.Setšoantšo sa 2e bonts'a likhoele tsa k'habone tse koahetsoeng ka koporo tse fumanoeng ke ts'ebetso ea electroless plating. Ho roala ho na le tšireletso e ts'oanang le e tsoelang pele ea holim'a fiber(Setšoantšo sa 2(a)–(b)). Ka mor'a moo, liqapi tse fapaneng tsa alloy tse sebelisitsoeng thutong ena li ile tsa lokisoa ka ho tsoaka ka botlalo li-powders tse boletsoeng ka holimo le ntle le Cf ka motsoako oa mahlakore a mararo bakeng sa lihora tse 3. Phofo e tsoakiloeng ka mokhoa o ts'oanang e kenngoa ka har'a sekoti se tiisitsoeng, se lateloa ke mekhoa e batang le e chesang ea ho roala.

Sekhahla se batang sa ho phalla se ntša moea ka katleho ka har'a likoti le libaka tse pakeng tsa likaroloana ka letoto la litsela tse ngata le li-depressions tse nyenyane. Sekhahla se chesang se etsa bonnete ba hore selelekela se fihlela sekhahla se lekanyelitsoeng se fetang 98% ka ho feto-fetoha ha phanele le phofo, e thusang ts'ebetso e latelang ea ho foka. Lintlha tse qaqileng tsa mokhoa oa ho roala li hlalositsoe ho Refs. Li-precursors tsa AFS le tsa Cf/AFS li fumaneha ka mokhoa o boletsoeng ka holimo. Qetellong, li-precursor tse peli tse foamable li futhumetse ho 620 ◦C bakeng sa metsotso ea 15 ho etsa mehlala ea Cf/AFS le AFS, e neng e sebelisetsoa ho hlahloba boholo ba pore, sebopeho sa microstructural, le liteko tsa thepa ea mochine.

2.3. Litšobotsi le mekhoa ea tlhahlobo

2.3.1. Sebopeho sa Microstructural

The Microstructure morphology ea Cf/AFS le AFS e ile ea fuputsoa ka ho lekola tlhahiso ea elektrone microscopy (SEM, Zeiss Ultra Plus). Energy dispersive spectroscopy (EDS) e ne e sebelisetsoa ho khetholla sebopeho sa mekhahlelo e fapaneng maboteng a lisele tsa lisampole tse foamed. Likarolo tsa longitudinal tsa lisampole li ile tsa fumanoa ka ho khaola li-specimens tse foamed ho sebelisa mochine oa electro-dicharging (EDM, DK7745). Ka mor'a sena, likaroloana tsa longitudinal tsa mehlala li ile tsa tlotsoa ka pente 'me tsa siloa le ho belisoa ho sebelisoa sandpaper ea 800-grit le 1500-grit, ka ho latellana. Qetellong, li-diameter tse lekanang tsa lisele (Dmean) tsa karolo e pharalletseng ea mohlala li ile tsa khethoa ho sebelisoa software ea tlhahlobo ea litšoantšo, Image Pro Plus 6.0.

Setšoantšo sa 1.Sekema sa mokhoa oa ho paka rolling powder metallurgy.

Setšoantšo sa 2.Litšoantšo tsa SEM tsa (a) likhoele tsa k'habone tse koahetsoeng ka koporo, le (b) li bonts'a pono e holisitsoeng ea sebaka se tšoailoeng ka lisekoere tse khubelu ho (a). Litšoantšo (c) le (d) ke liphetho tsa EDS tsa ntlha A ho (b).

Setšoantšo sa 3.Sets'oants'o sa sebopeho sa tlhahlobo ea mahlaseli a synchrotron.

2.3.2. Maikutlo a ho foaming a in-situ ka mahlaseli a synchrotron

Sets'oants'o sa moralo oa tlhahlobo ea mahlaseli a synchrotron se setiloeSetšoantšo sa 3. Liteko li entsoe holima 4W1A ea Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF, Beijing Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, China). Ho fapana le litšoantšo tse tloaelehileng tsa ho monya-phapang, pampiri ena e sebelisa litšoantšo tse fapaneng le Mohloli oa Leseli oa Synchrotron Radiation. Mokhoa ona o sebetsana le mefokolo ea litšoantšo tsa setso tsa ho monya, tse sa sebetseng bakeng sa ho bona lintho tse monyang ka bofokoli. Ts'ebetso ea ho phophoma ea mehlala e ne e etsoa ka har'a sebōpi se entsoeng ka lekoeba se entsoeng ka mokhoa o ikhethileng, se nang le fensetere ea lisekoere tsa 15 mm x 15 mm e behiloeng ka tsela e ts'oanang le tataiso ea X-ray. Mohlala oa boholo, joalokaha o bontšitsoe setšoantšong sa 3, o lekanya 15 mm × 15 mm × 2 mm. Mohlala o behiloe ka har'a hlobo e phophomang e nang le palo e itseng ea maqephe a ceramic. Nakong eohle ea ts'ebetso ea ho phophoma, mahlaseli a X-ray a ka feta sampuling 'me a nkoa ke khamera ea mochine o kopantsoeng (CCD). Mohloli o khethiloeng oa X-ray o ne o sebetsa ka matla a 20 Kev, 'me boholo ba ho shebella bo boholo ba 7.4 mm × 7.4 mm bo ile ba sebelisoa ho etsa hore ho be le ts'ebetso e feletseng ea ts'ebetso eohle ea ho phophoma.

Ke habohlokoa ho hlokomela hore lisampole tse hlokometsoeng li ne li behiloe ka mokhoa o lumellanang le tataiso ea ho potoloha le tataiso ea tangential. Ka bobeli li-precursors tse nang le 0.5 wt% Cf le tse se nang 0.5 wt% Cf li ne li e-na le likarolo tsa tsona tse ka thōko ho tloha mahlakoreng ka bobeli a mehlala e sebelisang EDM. Phello ea Cf litšoanelehong tse phophomang tsa foam ea aluminium e ile ea fuputsoa. Ho feta moo, li-precursor tse nang le liqapi tse fapaneng li ne li phophoma ka sebōping se le seng sa mocheso ka mocheso o seng o setiloe oa 620 ◦C.

2.3.3. Teko ea thepa ea compression ea mochini

Mefuta ea compression e ile ea khaoloa ka li-cylindrical tse nang le bolelele ba 23 mm le bophara ba 20 mm ka EDM, 'me tataiso e' ngoe le e 'ngoe e ile ea tiisoa hore e kenyelletsa bonyane li-pores tse feletseng tsa 10 ho qoba phello ea boholo. Liteko tsa quasi-static compression li entsoe ho latela maemo a ISO13314–2011 le GB/T31930–2015, ho sebelisoa mochini oa tlhahlobo ea lisebelisoa tsa elektronike oa AG-XPLUS o nang le moroalo o mongata oa 100 KN. Mehlala e meraro e ile ea lekoa bakeng sa sehlopha ka seng, 'me likhahla tse hatellang tsa khatello ea kelello pampiring ena li emela liphetho tse tloaelehileng tse fumanoang ho tsoa lisampoleng tse tharo tse lekiloeng. Liteko tsohle li ne li etsoa tlas'a taolo ea ho falla, ho boloka lebelo le sa khaotseng la hlooho ea 2 mm / min (e tsamaellanang le tekanyo ea pele ea khatello ea 10-3 s-1) mocheso oa kamore.

Setšoantšo sa 4.Litšoantšo tsa mahlaseli a synchrotron tse hlahisitsoeng ke nako ea Cf/AFS foaming process: (a) selelekela sa unfoamed ka t0 motsotso oa 380 ◦C; (b)–(c) ho qhibiliha ha koporo ea motheo le mofuta oa II nucleation nakong ea ho qhibiliha ha selelekela; (d)–(g) mefuta e fapaneng ya nucleation le kgolo ya dipudula; le (h)–(i) lipululana tse kopanang le ho qhoma.

3. Liphetho le lipuisano

3.1. Boitšoaro ba ho foaming tlas'a mahlaseli a synchrotron

3.1.1. Phetoho ea foam ea Cf/AFS

Setšoantšo sa 4e bonts'a letoto la litšoantšo tsa mahlaseli a synchrotron tse bontšang ts'ebetso ea ho phophoma ha Cf/AFS. Litšoantšo tsa pele tsa CF/AFS(Setšoantšo sa 4 (a))li ile tsa tšoaroa ha matrix e le boemong bo tiileng ho 380 ◦ C, 'me lekhetlong lena e behiloe e le t0. Ha ho bapisoa le likarolo tse ling tse ka pele ho selelekela, Cf e bonahala e ntšo ka har'a matrix a aluminium a nang le bohlooho haholo. Sena se ka bakoa ke taba ea koporo e phahameng holim'a fiber, joalo ka ha ho bonts'itsoe hoSetšoantšo sa 2(c)–(d), e nang le boima bo boholo ka ho fetisisa bo amanang le athomo ha bo bapisoa le likarolo tse ling tsa selelekela. Ho feta moo, boholo ba Cf bo bonoa bo qhalane, bo arohane, ho fapana le ho bokana hammoho, joalo ka ha ho bonts'itsoeSetšoantšo sa 4(a). Sena se bolela hore ka tlatsetso ea 0.5 wt% ea Cf, ts'ebetso ea 3 h e susumetsang e ka fihlela boemo bo lakatsehang ba ho hasana.

Ho t0+194s (joalokaha ho bonoa hoSetšoantšo sa 4(b)), palo e kholo ea lipululana tse tšoeu, tse batlang li le chitja tse nang le bophara ba ho tloha ho 90 μm ho isa ho 180 μm li ka bonoa ka har'a matrix ea aluminium e bohlooho (e tšoailoeng ka motsu o mofubelu). Palo ea li-bubble e ile ea tsoela pele ho eketseha ka har'a 46 s, joalo ka ha ho bonts'itsoe hoSetšoantšo sa 4(c). Ho phaella moo, phetoho e 'ngoe e hlokomelehang e etsahalang ka har'a matrix ke hore li-bubble tse ling tse nyenyane li atisa ho theha holim'a Cf ka ho qalisoa ha Cu dissolutions (e tšoailoeng ka lebokose la matheba a khubelu). Ho ka etsahala hore ebe ketsahalo ena e bakoa ke mofuta oa II oa nucleation o hlahang ka har'a motsoako oa phofo o nang le koporo. Ho ananeloa ka bophara hore tlatsetso ea Cu e fokotsa haholo mocheso o qhibilihang oa li-alloys. Sena se fella ka ho qhibiliha ho pota-potileng likaroloana tsa phofo ka har'a selelekela sa phofo se nang le phofo ea koporo nakong ea ho futhumatsa, ho hlahisa palo e kholo ea Al-Si-Mg-Cu quaternary eutectic melt ka mocheso o tlase. Letamo la quaternary eutectic melt pool le atisa ho ba sebaka se fokolang ka har'a motsoako 'me le atisa ho ba le nucleation. Ka lebaka leo, li-bubble li na le menyetla e mengata ea ho ba nucleate le ho hōla haufi le koporo e koahetsoeng holim'a fiber. Ho feta moo, karolo e tlase ea mokelikeli ka har'a matrix motsotso ona e baka likhase tse tsoang ho bola ha TiH2 ho bokellana habonolo ka har'a matrix a aluminium. Mofuta oa II oa nucleation o ka qoba khase e bokelletsoeng hantle e qobellang karoloana ea mokelikeli o tlase ho arohana le ho jala mapetsong ka mokelikeli, ho baka tahlehelo e matla ea bongata ba haedrojene.

Setšoantšo sa 4(d)e bonts'a li-bubble qalong li na le nucleate le ho hola sebakeng sa Cf ha matrix e qhibiliha ka botlalo, 'me libaka tsa bubble li lumellana le lera le koahetsoeng ka koporo le nyamelang (le tšoailoeng ka lebokose la matheba a mafubelu). Ho thehiloe hantle hore ho eketsoa ha mekhahlelo ea bobeli ho eketsa palo ea libaka tse fapaneng tsa nucleation, ka hona ho fokotsa mokoallo oa matla bakeng sa ho thehoa ha li-bubble tse ncha ka har'a motsoako oa alloy. Ho sa le joalo, sekhahla sa nucleation se amana le sebaka se felletseng sa heterogeneous nucleation ka bophahamo ba yuniti. Ka lebaka leo, ho ka hlokomeloa hore li-bubble li qala ho kenella libakeng tseo likhoele tsa khabone li leng ho tsona 'me li atoloha ho latela bolelele ba fiber ea khabone. Ka keketseho e 'ngoe ea karoloana ea ho qhibiliha, li-bubble tse ngata tse ncha li ntse li tsoela pele ho hlahaSetšoantšo sa 4(e)–4(g). Leha ho le joalo, sekhahla sa ho kopanngoa ha libaka le ho phatloha ha li-bubble se ea lieha, e leng se bontšang hore li-bubble li na le botsitso bo phahameng. Ho t0 + 426s, palo ea li-bubble e eketseha haholo, 'me

molumo oa selelekela o bonts'a katoloso e kholo(Setšoantšo sa 4(h)). Ho feta moo, ketsahalo ea ho kopana ha bubble (e tšoailoeng ka motsu o mofubelu), moo li-bubble tse nyane li monngoang ke tse kholoanyane ka lebaka la kholo ea Ostwald, ke ts'ebetso e ke keng ea qojoa nakong ea ho fetoha ha makukuno a tšepe [40]. Ketsahalo ena ea kholo e boetse e etsa hore ho be le ponahalo ea palo e nyenyane ea li-bubble tse kholo le tse sa tloaelehang (tse tšoailoeng ka motsu o mofubelu hoSetšoantšo sa 4(i)).

Setšoantšo sa 5.Lits'oants'o tse fetotsoeng ka nako tsa ts'ebetso ea ho foamma ea AFS ka mekhahlelo e fapaneng: (a) selelekela se sa qhibilihang ka t0 motsotso oa 380 ◦C; (b) ho qhibiliha ha koporo ea motheo le mofuta oa II nucleation nakong ea ho qhibiliha ha pele; (c) ts'ebetso ea nucleation le kholo ea li-bubble; le (d)–(f) lipululana tse kopanang le ho phatloha.

3.1.2. Phetoho ea foam ea AFS

Setšoantšo sa 5 se bontša letoto la litšoantšo tsa mahlaseli a synchrotron tse bontšang mokhoa oa ho foaming oa AFS. Ho tšoana le Cf/AFS, setšoantšo sa pele sa tatellano ea mahlaseli a synchrotron se ile sa tšoaroa ha AFS e ne e le mothating o tiileng ho 380 ◦C (bonaSetšoantšo sa 5(a)). Ha matrix e futhumala ka holim'a mocheso oa solidus, li-bubble tse nyane tse tšoeu li bonahala ka hareSetšoantšo sa 5(b) le (c), e bakoang ke ho senyeha ha TiH2 le ho hlaha ha mofuta oa II nucleation sebakeng sa Cu-rich. Leha ho le joalo, palo ea li-bubble tse hlahisitsoeng le bongata ba tsona ba kabo hoSetšoantšo sa 5(c)e tlase haholo ha e bapisoa leSetšoantšo sa 4(c). Sena se fana ka maikutlo a hore Cf / AFS e fana ka liteishene tse ngata bakeng sa ho lokolloa ha khase ea pele nakong ea nucleation, ho thibela ho etsoa ho feteletseng ha mapetsong a matrix a aluminium ka karoloana e tlaase ea metsi.

Palo e fokolang ea libaka tsa nucleation tsa AFS le monyetla o phahameng oa kholo e sa tloaelehang ea bubble ha e bapisoa le Cf/AFS e ka bonoa ho tlohaSetšoantšo sa 5(d)–(f). Phetoho ea li-bubble tsa AFS ha e tloaelehe, 'me boholo ba tsona bo bonts'a liphetoho tse kholo ka lebaka la ho phela hammoho ha lipululana tse boholo ba micrometer le lipululana tse kholo tse sa tloaelehang tsa millimeter (tse tšoailoeng ka motsu o mofubelu). Ho feta moo, ho se tsitse hona le ho se ts'oanelehe nakong ea ts'ebetso ea pele ea nucleation ho ka fella ka phapang e kholo mohahong oa ho qetela oa pore le thepa ea mechine pakeng tsa AFS le Cf / AFS.

3.2. Tlhahlobo ea macrostructure

Ho batlisisa phapang pakeng tsa macroscopic pore morphology le pore diameter pakeng tsa AFS le Cf / AFS, mehaho e 'meli ea sandwich e ile ea lokisoa tlas'a maemo a laboratori ka mocheso o phoroselang oa 620 ◦C bakeng sa 15 min. The macrostructures le kabo ea boholo ba lisele tsa AFS le Cf/AFS li bontšoa hoSetšoantšo sa 6. Papiso ea likarolo tse otlolohileng tsa lisampole tse peli tsa meaho ea sandwich e senola hore mafome a Cf/AFS a na le lisele tse ntle le mefokolo e nyane joalo ka ho phatloha kapa ho kopana ha lisele.Setšoantšo sa 6 (b)). Ho fapana le hoo, joalokaha ho bontšitsoe hoSetšoantšo sa 6(a), AFS e bonts'a pore homogeneity e futsanehileng ka boteng ba masoba a maholo ka mokhoa o sa tloaelehang. Ho sa le joalo, bophara bo lekanang ba pore bakeng sa AFS le Cf/AFS e ne e le 2.9 ± 0.2 mm le 1.9 ± 0.1 mm, ka ho latellana, ho fana ka maikutlo a hore bophara ba pore bo ile ba ntlafatsoa le ho feta ka ho eketsoa ha Cf (bonaSetšoantšo sa 6(c) le (d)).

Phetoho ea sebopeho sa pore e susumetsoa ke mekhoa e 'meli ea tlhōlisano: ho senyeha ha TiH2 le ho kopanya le ho phatloha ha foam. Ho senyeha ha TiH2 ho tlatsetsa ho eketseha ha palo ea nucleation, porosity, le sekhahla sa ho atolosa, ha ho kopana le ho phatloha ha li-bubble ho fokotsa palo ea li-pores le ho eketsa bophara ba li-pores. Ho fokotseha ha liketsahalo tsa ho kopanya li-bubble le ho phatloha ho tlatsetsa ho fumana mohaho o motle oa lisele. Ka hona, ho ba le botsitso bo phahameng ba foam hoa hlokahala ho boloka homogeneity ea sebopeho sa pore nakong ea ts'ebetso ea foam. Bakeng sa Cf/AFS, tlatsetso ea Cf e ntlafatsa haholo ho koloba ha likhoele ka ho qhibiliha ha aluminium. Ho tšoana le tlaleho ea Cf e matlafalitsoeng e entsoeng ka aluminium foam [44] e lokiselitsoeng ke mokhoa oa ho qhibiliha oa foaming, ho eketsoa ha Cf ho tsitsisa foam ea aluminium ka ho thibela ho phatloha ha lerako la sele le ho fokotsa ho kopana. Ho sa le joalo, Cf e ka etsa sebopeho se kang sa marang-rang leboteng la sele, se hlahisang matla a karohano le ho thibela ho phatloha ha li-bubble, kahoo, ho ntlafatsa sebopeho sa sele, botsitso ba foam, le ho tšoana ha pore ea pore.

3.3. Sebopeho sa Microstructural

Setšoantšo sa 7(a)e bontša microstructure ea lerako la sele ka mor'a ho phophoma le AFS. Joalokaha ho tlalehiloe bakeng sa AlSi6Cu4Mg4 alloy foams, eutectic Al-Si, Mg2Si, Al2Cu, le Al5Cu2Mg8Si6, li teng ka har'a alloy, e lumellanang le liphuputso tse fumanoeng tlhahlobo ea EDS hoSetšoantšo sa 7(b). Mekhahlelo ena ea brittle e fokotsa thepa ea mochini oa foam ea aluminium ka ho fokolisa lebota la pore kapa ho sebetsa joalo ka mohloli oa mapetsong nakong ea deformation. Ka hona, ho ntlafatsa thepa ea mechine ea lerako la pore ka ho eketsoa ha mekhahlelo ea ho matlafatsa ke leano le sebetsang le le sebetsang.

Bakeng sa Cf/AFS, e ka bonoa ho tlohaSetšoantšo sa 7(c) le (d)hore Cf e ajoa ka har'a lerako la sele kapa pheletsong ea lerako la sele, ho bonts'a hore Cf e na le mongobo o motle ka ho qhibiliha ha aluminium. Ho feta moo, hoa hlokomeleha (shebaSetšoantšo sa 7(d)) hore palo e nyane ea karolo e oeleng ea Al2Cu e theha sehokelo lipakeng tsa likhoele le aluminium e qhibilihang. Ketsahalo ena e tlatsetsa ho finyella maqhama a matla pakeng tsa likhoele le matrix. Tsoelo-pele ea karabelo ena ea phallo e ka bonoa ka mokhoa o hlakilengSetšoantšo sa 4(a)–(c). Hlokomela hore, mokhahlelo oa pula ha o pota-potile ka ho feletseng likhoele tsa carbon, 'me boemo le palo ea kabo ena li molemo bakeng sa Cf/AFS. Ho ipapisitsoe le thuto ea Lv et al, ho Cf e matlafalitsoeng ke lisebelisoa tse kopantsoeng tsa matrix a aluminium, ho ile ha bontšoa hore palo e nepahetseng ea mohato o phoroselang e ka susumetsa le ho laola matla a tlamahano ea sefahleho.

Setšoantšo sa 6.Likarolo tse otlolohileng tsa mohlala oa moemeli (a) AFS le (b) Cf/AFS. Bophahamo bo lekanang khahlano le likaroloana tsa likaroloana tsa sebaka tse tsamaellanang le (a) le (b) li hlahisoa ho (c) le (d), ka ho latellana. Mothalo o tiileng o tswelang pele ho (c) le (d) o emela mothapo o tlwaelehileng wa log-normal. Regression (R2) e emela molemo oa ho lekana.

Setšoantšo sa 7.Litšoantšo tsa SEM (a) le (b) li bonts'a li-microstructures tse lumellanang leSetšoantšo sa 6(a) AFS leSetšoantšo sa 6(b) Cf/AFS, ka ho latellana, ho feta moo,Setšoantšo sa 7(b) le (d) bonts'a kholo ea sebaka saSetšoantšo sa 7(a) le (c), ka ho latellana.

3.4. Mokhoa oa CF ho tsitsisa foam ea Al–Si–Mg–Cu

Ho ipapisitsoe le tlhahlobo e boletsoeng ka holimo, boemeli ba moralo oa mochini o phophomang mabu bakeng sa Cf/AFS le AFS bo akaretsoa ka ho.Setšoantšo sa 8. Phapang e kholo lipakeng tsa Cf/AFS le AFS sethaleng sa nucleation, kholo ea bubble, le sethala sa ho kopanya, le sethala sa ho tiisa butle, joalo ka ha ho bonts'itsoe hoSetšoantšo sa 8(a) le (b).

Setšoantšo sa 8.Setšoantšo sa schematic sa Cf / AFS le AFS foaming behavior: (a) Cf / AFS; le (b) AFS.

Mokhahlelong oa nucleation oa AlSi6Cu4Mg4 alloy foams, li-bubble li na le ho kenella ka har'a mokelikeli oa quaternary eutectic e potolohileng likaroloana tsa koporo, ho fapana le ho etsa nucleate sebakeng sa likaroloana tsa TiH2. Mofuta ona oa nucleation sebakeng se fokolang ka ho fetisisa sa precursor (mofuta oa II nucleation) o fana ka litsela tse ngata tsa ho phonyoha bakeng sa likhase tse lokollotsoeng ke ho senyeha ha TiH2, ho qoba ho bokella likhase le ho etsa hore mapetsong a hasane ho qhibiliha ha aluminium. Ho eketsoa ha likhoele tsa k'habone tse koahetsoeng ka koporo ho bonahala ho etsa hore ho be le mecha e mengata ea ho lokolla H2. Leha ho le joalo, kaha ho qhibiliha ha aluminium ha ho na karoloana e lekaneng ea mokelikeli mothating ona, ho thata hore lipululana tse joalo li be le mohloli o lekaneng oa H2 ho tsoela pele ho hola. Ka lebaka leo, lipululana tsena tse nyenyane li phatloha ka har'a ho qhibiliha ha mocheso o ntse o phahama. Ha selelekela se qhibilihisoa ka ho feletseng, H2 e lokolloa karabelong e mabifi ea dehydrogenation ea TiH2 e tla nucleate le ho hōla ka potlako ho latela nucleation point. Cf e fana ka libaka tse ngata tse sa tšoaneng tsa nucleation bakeng sa ho hlahisa li-bubble, tse eketsang haholo litekanyetso tsa nucleation. Ka nako e le 'ngoe, ho ba teng ha Cf ka katleho ho thibela ho kopana le ho kopana ha li-bubble tsa mantlha le ho qoba ho thehoa ha li-bubble tse kholo ka tsela e sa tloaelehang.

Nakong ea kholo le ho kopana ha li-bubble, ho eketsoa ha Cf ho ntlafatsa haholo botsitso ba foam. Lebaka ke hore Cf le aluminium melt li na le metsi a matle, 'me likhoele li ka ts'oaroa habonolo lipakeng tsa maqhubu a mabeli a metsi a khase ho theha sebopeho sa marang-rang (joalo ka ha ho bonts'itsoe hoSetšoantšo sa 7(c)). Ha filimi ea mokelikeli e fokotsehile, likhoele li ka hlahisa khatello ea karohano ho hanela ho huloa ho tloha moeling oa sehlaba, kahoo ho thibela filimi ea mokelikeli hore e se ke ea phatloha. Kahoo Cf / AFS e hloka nako e telele ea ho foamisa ha e bapisoa le AFS, e nang le botsitso bo phahameng bo ka bolokang ho tšoana ha sebopeho sa pore nakong ea ho iphetola ha foam.

Nakong ea mohato oa ho tiisa butle, li-bubble tsa Cf / AFS ha li sa hōla 'me likhoele li kenngoa ka har'a lerako la sele (le tšoauoa ka lebokose la matheba a khubelu). Ho bolokoa hona ha likhoele ho thibela ho monya ha li-bubble tse nyane ke tse kholoanyane, joalo ka ha ho bonoa ho hola ha Ostwald, mme ho thibela ho phatloha ha lerako la sele ka lebaka la ho atolosoa ha solidification. Ka lebaka leo, Cf/AFS e bontša sebopeho sa pore se nang le homogeneous le liphoso tse fokolang tsa pore ha li bapisoa le AFS.

3.5. Thepa ea mechine

The compressive stress-strain curves for Cf/AFS and AFS with a batla a tšoana porosity (83.2% le 81.4%, ka ho latellana) li hlahisoa kaSetšoantšo sa 9(a). The compressive stress-strain curve e bonts'a tšobotsi e ikhethang ea mekhahlelo e meraro, e kenyelletsang sebaka se otlolohileng, sebaka sa sehlaba, le sebaka se teteaneng. Matla a khatello ea lihlahisoa tsa AFS le Cf/AFS e ne e le 8.44 MPa le 11.87 MPa, ka ho latellana. Matla a chai a hatellang a Cf/AFS a eketsehile ka 40.6% ha a bapisoa le AFS. Ho sa le joalo, matla a ho monya matla a Cf/AFS a betere ho feta a AFS ka mofuta o tšoanang, joalo ka ha ho bonts'itsoe hoSetšoantšo sa 9(b). Matla a ho monya matla a AFS le Cf/AFS a ka bang 3.3 MJ/m3 le 6.1 MJ/m3, ka ho latellana. Matla a ho monya matla a Cf/AFS a ntlafatsoa ka 84.8% ha a bapisoa le AFS.

Setšoantšo sa 9.Maqhubu a khatello ea maikutlo a khatello ea maikutlo le matla a ho monya matla a matla a Cf / AFS le AFS: (a) li-curves tse hatellang-train curves; (b) li-curve tsa matla a ho monya matla.

Ho kenyeletsoa ha Cf ho matlafalitse haholo thepa ea mochini oa mokokotlo oa foam. Hoa tsebahala hore thepa ea mechine eaaluminium foamli amana haufi-ufi le sebopeho sa pore le thepa ea mochini oa strut. Tlhahlobo ea macrostructural e bontšitse hore ho eketsoa ha Cf ho ntlafalitse boholo ba pore, ho ntlafatsa kabo ea pore, le ho fokotsa liphoso tsa pore. E ts'oanang le liphuputso tsa Sasikumar et al. le Yangetal. bophara ba pore e nyane le kabo ea pore e moqotetsane li molemo haholo ho matlafatsa matla a khatello le ho monya matla. Ho feta moo, phello ea microstructure holim'a thepa ea mechine ea foam e bakoa haholo ke CF e kentsoeng ka marako a pore ea foam. Ho phatlalla le ho qhibiliha ha likhoele tsa koporo tse koahetsoeng ka carbon ka har'a matrix a aluminium ho ka finyella maqhama a tiileng pakeng tsa likhoele le matrix a aluminium, e leng se tlatsetsang ho fetisetsa mojaro. Modulus carbon fiber e phahameng e kentsoeng leboteng la pore e ka fokotsa ho senyeha ha lebota la pore tlas'a khatello ea khatello le ho ntlafatsa matla a ho jara. Lintlha tsena kaofela li thusa Cf/AFS ho fihlela matla a chai a phahameng le matla a ho monya matla ha a bapisoa le AFS.

4. Liqeto

The CF/AFS le AFS li ile tsa lokisoa ke mokhoa oa ho paka o roala phofo mosebetsing ona. Boitšoaro bo phophomang ba Cf/AFS le AFS bo ile ba bonoa ka matla ka mahlaseli a synchrotron ho

lekola tšusumetso ea CF ho bubble nucleation le kholo. Ho feta moo, Cf ho morphology ea pore, kabo ea pore, le thepa ea compression ea foam ea aluminium e ile ea hlahlojoa ka botlalo. Liqeto tse kholo ke tse latelang:

(1) Litlhaloso tsa mahlaseli a Synchrotron in situ li senola hore mekhoa ea bobeli ea Cf / AFS le AFS ea foaming e bontša mekhahlelo e meraro e fapaneng: bubble nucleation, bubble kgolo le ho kopana, le ho tiisa.

Ha ho bapisoa le AFS, ts'ebetso ea ho phophoma ea Cf/AFS e bonts'a botsitso bo phahameng le ho ts'oana ha bubble. AFS e tloaetse ho etsa li-pores tse kholo ka mokhoa o sa tloaelehang le tse mahoashe nakong ea ts'ebetso ea pore evolution. Ho feta moo, karohano e hlahisoa ke phello e fapaneng ea nucleation ea Cf, e thibelang ho phatloha ha lerako la bubble le ho fokotsa coalescence ha e ntse e eketsa sekhahla sa nucleation.

(2) Ho eketsoa ha 0.5 wt.% Cf ho ntlafatsa bophara bo lekanang ba pore ho tloha ho 2.9 ± 0.2 mm ho ea ho 1.9 ± 0.1 mm, ho fokotsa haholo bokooa ba pore. Ka nako e ts'oanang, sebopeho sa microstructure se senola ho koloba hantle ha Cf, e ajoang haufi le lebota la pore le sebopeho se tiileng sa khase, kahoo e matlafatsa botsitso ba foam.

(3) Ha ho bapisoa le AFS, matla a khatello ea lihlahisoa le matla a ho monya matla a Cf / AFS a eketsehile ka hoo e ka bang 40.6% le 84.8%, ka ho latellana. Liphuputso tsa phuputso ena li ka fana ka maikutlo a ho matlafatsa liphanele tsa sandwich tsa foam tsa aluminium tse nang le li-interfaces tsa metallurgical bonding tse nang le monyetla oa ho etsa likopo tsa boenjiniere lefapheng la liindasteri tsa likoloi le tsa lifofane.

Sehlooho se tsoang ho Journal of Materials Research and Technology