废弃铝屑制造泡沫铝

回收金属铝的成本和能量消耗要远小于生产铝,因为铝的生产需要经历铝土矿的开采,精炼和电解等一系列过程。铝回收所需的能量仅为生产铝的5%。巴西在金属铝回收领域处于世界领先水平,他们能够从铝制品中回收98.2%的金属铝,这相当于每年147亿个易拉罐的铝用量。

熔化废弃的易拉罐碎片,结合TiH2发泡剂可以生产泡沫铝。前几年有研究报道,在碎片表面引入氧化物作为粘度稠剂可以辅助发泡过程。然而,目前已经发现易拉罐高度畸变的晶体结构会导致引入的氧化物分布不均匀。引入的团聚氧化物颗粒不能作为泡沫稳定剂。最近,Alcoa公司报道了通过液态工艺使用CaCO3发泡剂从废弃材料中生产泡沫铝的商业进展。

应用废弃铝屑生产泡沫铝非常有吸引力,因为基体的成本低廉并且不用使用昂贵的脆化发泡稳定剂,可以大大节约成本。这是G. S. Vinod Kumar博士的研究领域,其合作研究人员来自德国柏林姆霍尔茨中心(Helmholtz-Zentrum Berlin),柏林工业大学(Technische Universität Berlin)和英国诺丁汉大学(University of Nottingham)。他们已经发表了相关成果,是关于通过液态工艺由100%废弃铝合金制作的泡沫铝的膨胀,结构以及稳定性的初步研究

研究人员使用的是毫米级别的铝屑,是汽车铸件常用铝合金机加工的副产品。铝屑在使用前进行了热处理和重熔,并且在添加TiH2之后成功发泡。高氧含量的铝屑导致大量的氧化膜分散在熔体中。这些氧化膜增强了材料的发泡能力。

通过Mg元素添加进行合金化,并且在液态保持可以使反应发生,出现氧化物的碎化和润湿现象。G. S. Vinod Kumar博士和其合作研究者采用此工艺获得了低密度,高空洞结构和优异稳定性的泡沫铝。不需要脆化添加剂的废弃铝屑提供了一种制造高质量泡沫铝的低成本工艺。

左 勇 About 左 勇

北京工业大学材料科学与工程专业博士研究生,微电子组装材料与技术方向。2011年获得北京工业大学工学学士学位。