304不锈钢纤维/ZL104铝合金复合泡沫的孔结构、力学、吸声性能及其机理

用渗流铸造法制备ZL104合金泡沫和304不锈钢纤维/ZL104合金复合泡沫,对比研究了两种泡沫的孔结构、力学和吸声性能及其机理。结果表明,调控盐(次盐)的作用使合金泡沫和复合泡沫的孔壁上出现次孔结构而生成多孔孔壁结构;纤维复合后的泡沫以孔壁纤维、穿孔纤维和孔间纤维三种状态存在,与相同孔隙率的合金泡沫相比,复合泡沫的孔隙率为77%~86%、主孔径为0.35 mm、纤维直径为0.1 mm,具有更高的压缩性能和吸声性能。复合泡沫的压缩性能和吸声性能,都随着孔隙率和纤维含量的提高先提高后降低。孔隙率为82%的复合泡沫,纤维含量(体积分数)为5%时力学性能达到2.6 MPa,纤维含量为8%时其平均吸声系数(吸声性能)为0.893。有限元分析结果表明,复合泡沫受力时,孔壁纤维和穿孔纤维能传递和分散应力,并通过位移和偏转等方式消耗能量,使其强度提高;J-A模型分析结果表明,突出到孔隙中的纤维使复合泡沫的表面粗糙度和比表面积和声波在泡沫内的损耗增大,是其吸声性能较高的原因。