高强度轻质泡沫铝钢管

摘要

一种高强度轻质泡沫铝钢管，涉及建筑材料技术领域，包括一空心状钢管本体，所述钢管本体的壁厚在0.1-0.5cm之间，在所述钢管本体内填充有泡沫铝，所述泡沫铝的截面为圆形的泡沫铝板构成，所述泡沫铝板的厚度在1-3cm，挤压在所述钢管本体内，将所述钢管本体的内部空间充实；此种结构的钢管质轻，不易弯曲变形，承载力好，钢管承受的压力由泡沫铝进行吸收；本发明结构简单，设计新颖，通过改变传统钢管结构，使得钢管承载力强，不易变形，且发泡剂价格低廉，经济有效，减少了传统的制备步骤，降低了生产成本；发泡剂具有的增稠和发泡的双重作用增大了泡沫铝的孔隙率。

权利要求

1.一种高强度轻质泡沫铝钢管，包括一空心状钢管本体，所述钢管本体的壁厚在0.1-

0.5cm之间，在所述钢管本体内填充有泡沫铝，所述泡沫铝的截面为圆形的泡沫铝板构成，所述泡沫铝板的厚度在1-3cm，挤压在所述钢管本体内，将所述钢管本体的内部空间充实；

其特征在于：所述泡沫铝是由以下重量份数的组分制成：铝粉100份、镁粉5份、碳化硅5份、锡粉1份、硅钨酸2份、改性发泡剂0.5份；

上述改性发泡剂是由以下重量份数的组分制成：石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫铁矿烧渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化锆0.5份、煅烧高岭土0.5份；

上述改性发泡剂的制备方法为：将粉煤灰、石膏、硫铁矿烧渣、消石灰粉、滑石粉、氧化锆及煅烧高岭土粉料以无水乙醇为分散介质，其中粉料与乙醇的质量比为1：30，在超声清洗机上超声分散1小时；把经超声分散的混合料放入尼龙球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，在球磨机中连续球磨2小时，将球磨完毕的粉料连同玛瑙球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙球，然后将混合粉研磨，直至无较大团聚为止，至此，改性发泡剂制备完毕。

说明书

高强度轻质泡沫铝钢管

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度轻质泡沫铝钢管。

背景技术

[0002] 泡沫金属是一种由金属基体和气孔组成的新型材料。一般金属都具有密实的多晶体结构，其中的孔隙，如缩孔、疏松、气孔等，是作为一种缺陷来对待的，当缺陷多时，就会影响材料的性能，甚至成为废品。而泡沫金属恰恰是利用了材料的这种缺陷，当金属材料的这种缺陷数量达到一定程度(及孔隙率为40-98％，孔径为0.5-6mm或更大)后，可在牺牲其强度等力学性能的同时，获得其它如热、声、能量吸收、轻质等优越性能而成为一种新型结构功能材料。

[0003] 泡沫金属材料因其具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性等，被认为是一类很有发展前景的新材料，可用做环境保护的降噪材料，振动和冲击能量吸收器，粉尘和流体过滤器，发电机排气的消音器，室内保温、阻燃和隔音装饰材料，多孔电极，高温垫圈和耐磨垫，催化剂载体，屏蔽电磁波的材料等。

[0004] 最近十几年中，金属泡沫特别是铝泡沫，由于它们在挤压、弯曲、和有用的热学和声学性能方面的高空隙率力学性能，受到越来越多的关注。泡沫铝质轻、隔音、阻燃，有很强的吸能和电磁屏蔽作用，因此受到国防工业部门的高度重视，由于泡沫铝在韧性和热导率方面的优势，泡沫铝也常用作催化载体材料。目前已提出的泡沫铝制备工艺较多，主要可分为液态金属凝固法、固态金属烧结法及沉积法三类，现已开发出的具有工业价值的生产工艺，如熔体发泡法、渗流铸造法、粉末冶金发泡法、电化学沉积法、粉末冶金法等，在实际生产中应用较广泛，熔体发泡法获得的泡沫铝孔洞间相互独立，一般称为闭孔泡沫铝；而后几种方法获得的泡沫铝孔洞往往相互连通，因此称为通孔泡沫铝。

[0005] 但目前市场上开发出的泡沫铝产品类型较少，使用范围受限，造价高，还不能普及应用。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造方便，实用性能好的高强度轻质泡沫铝钢管。

[0007] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

[0008] 一种高强度轻质泡沫铝钢管，包括一空心状钢管本体，所述钢管本体的壁厚在0.1-0.5cm之间，在所述钢管本体内填充有泡沫铝，所述泡沫铝的截面为圆形的泡沫铝板构成，所述泡沫铝板的厚度在1-3cm，挤压在所述钢管本体内，将所述钢管本体的内部空间充实；此种结构的钢管质轻，不易弯曲变形，承载力好，钢管承受的压力由泡沫铝进行吸收；

[0009] 所述泡沫铝是由以下重量份数的组分构成：铝粉100份、镁粉5份、碳化硅5份、锡粉1份、硅钨酸2份、改性发泡剂0.5份；

[0010] 上述发泡剂是由以下重量份数的组分构成：石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫铁矿烧渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化锆0.5份、煅烧高岭土0.5份；

[0011] 上述改性发泡剂的制备方法为：将粉煤灰、石膏、硫铁矿烧渣、消石灰粉、滑石粉、氧化锆及煅烧高岭土粉料以无水乙醇为分散介质，其中粉料与乙醇的质量比为1：30，在超声清洗机上超声分散1小时；把经超声分散的混合料放入尼龙球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，在球磨机中连续球磨2小时，将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将混合粉研磨，直至无较大团聚为止，至此，改性发泡剂制备完毕；

[0012] 利用上述发泡剂制备泡沫铝的方法如下：

[0013] 1)熔化过程：将铝粉、镁粉、碳化硅、锡粉及硅钨酸加热到800-1200℃后恒温，直至原料全部熔化；

[0014] 2)增粘过程和发泡过程：向铝熔体中加入改性发泡剂，并以1500-2000rpm的搅拌速度搅拌5-10min，使熔体粘度增加，同时使改性发泡剂在铝熔体中分布均匀；

[0015] 3)保温过程：发泡剂混合均匀后，680-760℃恒温，保温5-10min；

[0016] 4)冷却过程：泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。

[0017] 本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计新颖，通过改变传统钢管结构，使得钢管承载力强，不易变形，且发泡剂价格低廉，经济有效，减少了传统的制备步骤，降低了生产成本；发泡剂具有的增稠和发泡的双重作用增大了泡沫铝的孔隙率。

附图说明

[0018] 图1为本发明结构截面图。

具体实施方式

[0019] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0020] 如图1所示，一种高强度轻质泡沫铝钢管，包括一空心状钢管本体1，钢管本体1的壁厚在0.1-0.5cm之间，在钢管本体1内填充有泡沫铝2，泡沫铝2的截面为圆形的泡沫铝板构成，泡沫铝板的厚度在1-3cm，挤压在钢管本体1内，将钢管本体1的内部空间充实；此种结构的钢管质轻，不易弯曲变形，承载力好，钢管承受的压力由泡沫铝进行吸收；

[0021] 泡沫铝是由以下重量份数的组分构成：铝粉100份、镁粉5份、碳化硅5份、锡粉1份、硅钨酸2份、改性发泡剂0.5份；

[0022] 上述发泡剂是由以下重量份数的组分构成：石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫铁矿烧渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化锆0.5份、煅烧高岭土0.5份；

[0023] 上述改性发泡剂的制备方法为：将粉煤灰、石膏、硫铁矿烧渣、消石灰粉、滑石粉、氧化锆及煅烧高岭土粉料以无水乙醇为分散介质，其中粉料与乙醇的质量比为1：30，在超声清洗机上超声分散1小时；把经超声分散的混合料放入尼龙球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，在球磨机中连续球磨2小时，将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将混合粉研磨，直至无较大团聚为止，至此，改性发泡剂制备完毕；

[0024] 利用上述发泡剂制备泡沫铝的方法如下：

[0025] 1)熔化过程：将铝粉、镁粉、碳化硅、锡粉及硅钨酸加热到800-1200℃后恒温，直至原料全部熔化；

[0026] 2)增粘过程和发泡过程：向铝熔体中加入改性发泡剂，并以1500-2000rpm的搅拌速度搅拌5-10min，使熔体粘度增加，同时使改性发泡剂在铝熔体中分布均匀；

[0027] 3)保温过程：发泡剂混合均匀后，680-760℃恒温，保温5-10min；

[0028] 4)冷却过程：泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。

[0029] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。