Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

该程序的总体目标是通过渗透方法产生金属泡沫。这是通过首先在模具底部加载细氯化钠，渗透，中间是氯化钠，顶部是铝棒来实现的。然后将盖子盖在腔室上。

第二步是将模具连接到阀门系统上，并将其放入预热的炉中以熔化铝。接下来，对熔融铝施加氩气压力，迫使其进入渗透的氯化钠颗粒之间的自由空间。最后的步骤是从炉中取出模具并取回泡沫样品。

然后将样品切成一定大小，并在水浴中去除氯化钠。最终，样品的重量和体积将表明其密度，并为协议中的修改提供信息，以获得具有不同特性的泡沫。一般来说，刚接触这种方法的人会很挣扎，因为程序的微小变化对结果有很大影响。

第一步，将炉子设置为每分钟升高 20 摄氏度，最终温度为 740 摄氏度，当它达到最终温度时，开始准备瓶坯，瓶坯将被放入模具中。本实验中的模具是圆柱形的，高 150 毫米，内径为 51 毫米。在此实验之前，已经铸造了商业纯度的铝锭以用于模具。

铝被制成直径为 50 毫米的圆柱形棒材。将棒材切成四个相等的部分，足以进行四个实验。接下来，开始收集用于渗透的氯化钠。

选择一个筛子，其开口大小约为最小可接受直径的大小，另一个筛子的开口大小约为最大孔径的大小。在工作台上放置一个容器以捕获过滤的氯化钠。最重要的是，将筛子的开口最小。

此时，将筛子上方有较大开口的筛子准备好，要么是高纯度的，要么是超市的氯化钠。将大约 500 克氯化钠放入容器中，倒入堆叠的筛子中。然后搅拌筛子一分钟搅拌后，丢弃顶部筛子的内容物。

还要丢弃底部容器中的氯化钠。中间筛中的氯化钠称重后用于渗透。本视频中的实验同时使用了浸润、氯化钠和细氯化钠。

使用筛分技术一次收集 150 克浸润物氯化钠，第二次收集 100 克细氯化钠。收集氯化钠后，继续处理渗透模具。它应该是干净的，没有任何以前使用过的杂质。

使用氮化硼气溶胶喷雾在圆筒内形成一层薄涂层。圆筒干燥后，用细砂纸去除圆筒末端的氮化硼残留物，并准备好模具。使用模架。

在底座的凹槽上放置石墨垫圈。然后用木槌将模缸底部放入垫圈顶部的凹槽中，敲击缸体顶部将其固定在底座中，然后再继续。现在取 100 克藤状氯化钠，倒入模具圆筒中。

将一根未切割的铝棒放在顶部，用木槌轻轻敲击，以增加堆积密度，使氯化钠表面平整。取出未切割的棒材，然后将要渗入的氯化钠倒入模具中。将圆柱体的顶部固定到位并拿起底座以轻轻摇晃组件，直到氯化钠在顶部形成平坦的表面。

接下来，将准备好的铝棒放在氯化钠预制件的顶部。将带垫圈的模具盖放在模筒顶部并固定。将模具运送到将要连接到气源和真空泵的位置。

将模具系在阀门系统的管道下方。然后将管路正确连接到盖子顶部。模具正上方的阀门控制着模具氩气流的隔离，并进入真空泵。

最初，所有阀门都应关闭。要测试模具密封，请打开模具和真空泵的阀门。在停止之前泵送至尽可能低的压力并检查损失率。

测试模具密封后，使用泵的安全阀将系统恢复到环境压力。继续关闭阀门，引向真空泵。在模具仍然连接到阀门系统的情况下，将模具移至预热的炉中。

让它在那里放置一小时。一小时后，开始渗透过程 通过关闭模具的阀门，系统中的所有阀门都应关闭。接下来，打开 Argonne 气瓶的阀门。

为了提供渗透压力，准备打开模具阀。快速打开模具阀并等待 1 分钟。从炉子中取出模具，将其放在这里的冷却表面上，即铜块上。

在接下来的 5 分钟内，监测 Argonne 调节器上的压力并调整 Argonne 以保持渗透压力。当模具足够冷却时，采取适当的步骤将其从阀门系统上拆下。完成后，将模具运送到工作台上，在那里可以提取样品。

在装有虎钳的工作台上，将模具底座固定在虎钳把手中，然后拧下将盖子固定在圆柱体顶部的硬件。要在去除顶部的情况下卸下顶部，请使用木槌轻轻敲击垂直于虎钳夹具的模缸，以便将模缸从基槽中松开。接下来，松开虎钳夹具以卸下模架。

取出后，将模架放在一边，准备将模缸放入虎钳中。将模具圆筒固定在虎钳夹具中，以便样品顶部的剩余铝可以用木槌接触到。轻敲样品顶部的剩余铝，将其推出模具圆筒。

回收的材料将有泡沫样品，多余的铝样品可以使用带锯切割所需高度。在切割所需高度的样品后，必须从瓶坯中去除氯化钠。为此，请在烧杯中装满足够的水以覆盖泡沫，并在搅拌热板上放置一个磁力搅拌棒。

开始搅拌并加入泡沫。将温度设置为 60 摄氏度，并准备每 10 分钟换一次水，直到泡沫中没有氯化钠残留。对于不同大小的氯化钠颗粒，遵循该方案 3 次。

泡沫孔径范围从 1 毫米到大约 1.2 毫米、1.4 毫米到 1.7 毫米和 2 毫米到大约 2.4 毫米。样品的平均孔隙率为 70%每个样品由 99.95% 的铝制成，直径为 51 毫米，高度约为 25 毫米一旦掌握，如果执行得当，这项技术可以在两个小时内完成。