[发明专利]一种包覆型发泡剂及其制备方法以及泡沫铝的制备方法

说明书

一种包覆型发泡剂，包括氢化钛复合颗粒与合金，所述氢化钛复合颗粒包括氢化钛颗粒及覆在所述氢化钛颗粒表面的氧化物层，所述氢化钛复合颗粒分散于所述合金中。一种包覆型发泡剂制备方法，包括以下步骤：提供氢化钛复合颗粒，所述氢化钛复合颗粒包括氢化钛颗粒及覆在所述氢化钛颗粒表面的氧化物层；将所述氢化钛复合颗粒在熔融的合金中分散；将分散有所述氢化钛颗粒的所述合金冷却得到固态复合材料；以及将所述固体复合材料破碎。一种泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：提供铝熔体；向所述铝熔体中加入上述发泡剂，并使所述发泡剂发泡；将发泡后的铝熔体冷却凝固，得到所述泡沫铝。

技术领域

本发明涉及熔体发泡制备泡沫铝技术领域，尤其涉及一种用于制备小孔径泡沫铝的包覆型发泡剂及其制备方法，以及泡沫铝的制备方法。

背景技术

泡沫铝是一种结构及功能的一体化材料，具有轻质吸声，减震吸能，电磁屏蔽等诸多优良性能，在军工，航天，汽车，装饰等领域均得到了广泛应用。泡沫铝的制备迄今为止已经有了50多年，最早是由美国Benjamin Sosnick采用液态混汞，减压去汞的方式获得，随着研究的推进，逐步衍生出了吹气法，粉末冶金法，熔体发泡法等方式。其中熔体发泡法由于工艺简单，生产效率高等优点在工业上得到了广泛应用。

传统的熔体发泡法是将发泡剂(一般是氢化钛)直接加入到经过增粘处理的金属熔体中，搅拌分散，保温发泡，分散后的氢化钛原位分解，形成泡孔，将熔体冷却后即得到具有一定孔隙率的泡沫铝。目前为止，这种工艺的发泡剂(氢化钛)加入量为1-2％，制备的泡沫铝平均孔径为3-8mm，孔隙率一般在80％以上。

在当前的制备方式下，不难看出，发泡剂在熔体中的分散与发泡是同时进行的，于是存在着以下几个问题：

氢化钛的烧损严重，有效消耗量不足总加入量的1/5。由于金属熔体的温度远远超过发泡剂的分解温度，将氢化钛加入熔体中时，由于氢化钛与铝熔体的润湿性不好，氢化钛颗粒会浮在铝熔体表面，随着强力搅拌的进行才能逐渐和熔体混合并开始发泡，这期间氢化钛附近的环境温度一直高于其分解温度，所以会导致氢化钛会一直分解释气，产生严重的气源浪费。

制备过程中的参数控制窗口过小，在加入氢化钛后的搅拌过程中，熔体中氢化钛发生严重的烧损，大约4min后氢化钛就会停止分解熔体失去发泡能力，然而，若搅拌时间过短时，氢化钛在熔体中又不能完全分散，容易导致多个氢化钛颗粒聚集在一起，发泡孔径大且不均匀，这同时也限制了氢化钛粒径的选择窗口(较小粒径氢化钛很难在4min时间内完全分散)，这些都会影响最终产品的质量。

目前为止，现存的熔体发泡法制备泡沫铝的方法中存在气源浪费严重，工艺控制难度较大等问题，难于制备出较稳定的小孔径泡沫铝。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提供一种新型的发泡剂及其制备方法以及利用所述发泡剂稳定地制备小孔径泡沫铝的方法。

一种包覆型发泡剂，包括氢化钛复合颗粒与合金或金属，所述氢化钛复合颗粒包括氢化钛颗粒及覆在所述氢化钛颗粒表面的氧化物层，所述氢化钛复合颗粒分散于所述合金或金属中。

在其中一个实施例中，所述合金或金属能够与纯铝或铝合金润湿。

在其中一个实施例中，所述合金为铝-镁合金、铝-锌合金、和/或含有铝、锂、镁、镓、铟及锡中至少一种元素的合金，所述金属为铝、锂、镁、镓、铟或锡。

在其中一个实施例中，所述氢化钛复合颗粒的粒径为2μm-200μm。

在其中一个实施例中，所述氢化钛复合颗粒与所述合金的质量比为1:50至1:2。

在其中一个实施例中，所述氧化物层的分解温度大于氢化钛的分解温度。

在其中一个实施例中，所述氧化物层的材料为氧化钛。

一种包覆型发泡剂制备方法，包括以下步骤：