内增韧颗粒对铝基泡沫材料孔结构和压缩变形行为的影响

泡沫金属的力学性能受其基体材料性质和泡孔结构共同影响,提升基体强度并优化泡孔结构是提升泡沫金属压缩强度的有效措施.本文使用熔体反应法原位生成的内增韧TiB2颗粒增强铝基复合材料制备铝基泡沫材料,并研究了亚微米级TiB2内增韧颗粒对铝基泡沫材料细观泡孔结构和压缩变形模式的影响.使用微焦点X射线断层扫描(CT)对泡沫铝的孔结构进行了表征,结果表明内增韧TiB2颗粒使Al-Ca系铝基泡沫的密度和孔径同步增大,形成具有平直气泡壁的均匀泡孔结构.准静态压缩试验表明,使用含有5.0％和10.1％TiB2颗粒的复合材料制备的铝基泡沫材料可较Al-Ca系泡沫金属的压缩强度提升40％以上.颗粒含量增加时,泡沫铝样品失效模式由弹塑性向弹脆性转变.将压缩强度试验数据与闭孔泡沫结构压缩强度的理论模型对比表明,采用内增韧颗粒增强铝基复合材料制备的泡沫材料压缩强度的提升来源于亚微米级颗粒对基体材料的弥散强化和细观孔结构优化的协同作用.