Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhôm xốp bằng phương pháp luyện kim bột

MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, nhóm vật liệu xốp nhận nhiều quan tâm từ phía nhà khoa học ứng dụng thực tế Với ưu điểm nhiệt độ nóng chảy thấp (660oC) khối lượng riêng nhỏ (2,7g/cm3), nhôm gần kim loại nghiên cứu tạo xốp Với mục đích tạo loại vật liệu có tính chất trội khả hấp thụ âm (ứng dụng làm thiết bị cách âm), hấp thụ sóng điện từ, siêu nhẹ để làm phao cho tàu thuyền, chống va đập tốt ứng dụng công nghệ sản xuất xe đua…Vật liệu nhôm xốp cần đảm bảo có cấu trúc lỗ xốp đồng kích thước độ bền định Hiện nay, giới nhôm xốp đưa vào ứng dụng rộng rãi, nhiên Việt Nam gần chưa đầu tư nghiên cứu Đó lý đề tài nghiên cứu chọn “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhôm xốp phương pháp luyện kim bột” Đề tài sử dụng phương pháp luyện kim bột để nghiên cứu chế tạo vật liệu nhôm xốp nhằm mục đích thiết lập quan hệ thông số công nghệ với tổ chức tính chất vật liệu nhôm xốp Các nội dung nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu ảnh hưởng áp lực ép, nhiệt độ thời gian thiêu kết, hàm lượng chất tạo xốp (TiH2) đến tổ chức tính chất vật liệu nhôm xốp sau thiêu kết Từ kết khảo sát này, đề tài hy vọng tìm chế độ công nghệ hàm lượng TiH2 tối ưu để đạt vật liệu nhôm xốp có cấu trúc tính chất mong muốn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Thông qua nghiên cứu thực nghiệm, đề tài xác lập qui luật hình thành nhôm xốp ảnh hưởng yếu tố môi trường, áp lực ép sơ bộ, nhiệt độ, thời gian thiêu kết hàm lượng chất tạo xốp TiH2 Các kết thực nghiệm bước đầu đề xuất chế độ tối ưu cho trình hình thành cấu trúc lỗ xốp đồng kích thước khoảng 2-5mm, đảm bảo tính chất phù hợp để sử dụng làm tường cách âm, các thiết bị hấp thụ sóng âm, chống va đập [1]… Đồng thời với khối lượng riêng 99% phương pháp ép hai chiều, ép đùn nóng ép chân không…, đạt tỷ trọng thiêu kết mẫu môi trường không khí mà không cần sử dụng khí bảo vệ Phương pháp thiêu kết không khí tiết kiệm chi phí chế tạo giảm giá thành cho sản phẩm Nghiên cứu nâng cao tính ổn định ứng dụng vật liệu nhôm xốp chế tạo vào thực tiễn 50 Tài liệu tham khảo [1] Irena Paulin I., Sustarsic B.,Kevorkijan V., Skapin S.D., Jenko M., Synthesis of Aluminium foams by the powder-metallurgy process: compacting of precursors, Slovenia, 2010 [2] Banhart J., Process in Materials Science 46: Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams, Germany, 2001 [3] Vendra L.J., Rabiei A., Materials Science and Engineering A 465: A study on aluminium-steel composite metal foam processed by casting, USA, 2007 [4] Duarte I., and Banhart J., Acta mater 48: A study of aluminium foam formation – kinetics and microstructure, Germany, 2000 [5] Koza E., Leonowicz M., Wojciechowski S., Simancik F., Materials Letters 58: Compressive strength of aluminium foams, Poland, 2003 [6] A Rascooli, M A Boutorabi, M Diandari and A Azarniya, Bull Mater Sci., Vol.36, No 2: Effect of high heating rate on thermal decomposition behaviour of titanium hydride (TiH2) powder in air, Indian, 2013 [7] QinPeng, BinYang, LibinLiu, Chạngiang Song and Bẻnd Friedrich, Journal of alloys and compounds: Porous TiAl alloys fabricated by sintering of TiH2 and Al powder mixtures, Germany, 2015 [8] UbomírOrov, ,MartinNosko, ,Peter, vecSr., tefanNagy, ,Miroslav, avojský Frantiek Siman, JaroslavJerz, Materials Letters 148(2015) 82-85: Effect of the TiH2 pre-treatment on the energy absorption ability of 6061 aluminium alloy foam, slovakia, 2015 [9] M.F Ashby, A.G Evans, N.A.Fleck, L.J.Gibson, Metal foams: A design guide (2000), USA 51 [10] Zohair Sarajan, Mehdi Sedigh, Materials and manufacturing Processes 24, 590 -593: Infuences of titanium hydride (TiH2) content and holding temperature in foamed pure aluminium, Iran, 2009 [11] Biljana Matijasevic and John Banhart, Scripta materialia 54, 503-508(2006): Improvement of aluminium foam technology by tailoring of blowing agent, Germany, 2011 [12] C.C.Yang, H.Nakae Journal of alloys and compounds 313 (2000) 188 -191: Foaming characteristics control during production of aluminum alloy foam, Japan, 2000 [13] Satoshi Tsuda, Makoto Kobashi and Naoyuki Kanetake, Materials Transcactions, Vol.47, No.9(2006) pp.2125 to 2130: Producing Tecnology of Alumium foam machined chip waste, Japan, 2006 [14] Phạm Thảo Vũ Chất Phác, (1997), Luyện kim bột, Tài liệu chuyên khảo 52 ... W-Cu,W-Ag)… Phương pháp luyện kim bột phương pháp áp dụng rộng dãi để chế tạo composite kim loại Các công đoạn chế tạo vật liệu phương pháp luyện kim bột trình bày hình 1.3 Sản xuất bột kim loại hợp kim. .. - metal), lắng đọng kim loại (metalic deposition) phương pháp phún xạ 1.2 Các phương pháp chế tạo nhôm xốp 1.2.1 Phương pháp luyện kim bột Phương pháp luyện kim bột phương pháp đời từ lâu ứng... làm vật liệu nhôm xốp Hình 1.2 Thanh chống va đập cho xe Ferrari vật liệu nhôm xốp Có nhiều công nghệ khác để chế tạo kim loại xốp cụ thể nhôm xốp, phân loại theo phương pháp là: luyện kim bột,