Aluminium foams fabricated by the PM route using nickel- coated titanium hydride powders of controlled particle size

To establish the effect of reducing the temperature mismatch between the titanium hydride decomposition temperature and the aluminium melting point on the foams morphological features and their mechanical compression behavior, a nickel coating on titaniun hydride powders was used as a hydrogen diffu...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Proa Flores, Paula Mercedes
Other Authors: Mathieu Brochu (Internal/Cosupervisor2)
Format: Others
Language:en
Published: McGill University 2010
Subjects:
Online Access:http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=92343
Description
Summary:To establish the effect of reducing the temperature mismatch between the titanium hydride decomposition temperature and the aluminium melting point on the foams morphological features and their mechanical compression behavior, a nickel coating on titaniun hydride powders was used as a hydrogen diffusion barrier and the size of titanium hydride powders was controlled to modify the hydrogen evolution temperature. === The nickel diffusion barrier was produced by an electroless deposition technique and the hydrogen evolution behavior of coated powders was investigated by thermogravimetrical analysis. The effect of particle size was determined with powders of five particle size fractions along with powders of different particle size obtained from a supplier. Foamable precursors were obtained by hot pressing a mix of aluminium powders with 1 wt.% of titanium hydride powders and foams were fabricated at 750 and 800 °C. The foams mechanical strength was investigated by uni-axial compression on foam cylinders with and without outer skin. === Coating produced a continuous and homogeneous deposit of 96.5 wt.% nickel and reduced the initial temperature mismatch by approximately 70°C. Additionally, the coating adhesion proved to be good enough to withstand the mixing and compaction processes. Nickel-coated titanium hydride powders generated foams with a more homogeneous and reproducible pore structure than foams produced with powders in the as-received and passivated condition. On the other hand, the hydrogen evolution onset of titanium hydride shifted towards higher temperatures as the particle size increased. The particle size influenced the foam expansion and the porosity features. Powders of larger particle size produced foams with a more uniform pore distribution and size. Finally, compression tests on skinless foams containing nickel displayed quasi-horizontal energy regimes with longer stroke lengths than the rest, however the final energy absorption efficiencies (above 7.2 kJ/kg) were not remarkably increased. === Avec le but de réduire l'écart de température entre la température de fusion de l'aluminium et la température de décomposition de l'agent moussant (hydrure de titane) utilisé lors de la fabrication de mousses d'aluminium et d'étudier cet effet lors de tests mécanique en compression, un revêtement métallique déposé sur l'agent moussant a été utilisé pour former une barrière de diffusion de l`hydrogène. De plus, la distribution granulométrique des particules de l'hydrure de titane fut utilisée comme variable pour contrôler la modification de la température d'évolution de l'hydrogène. === La barrière de diffusion de nickel a été déposée en utilisant la technique de dépôt autocatalytique et la modification de la désorption de l'hydrogène des poudres avec le revêtement a été mesurée par thermogravimétrie. L'effet de la taille des particules a été déterminé en utilisant des poudres commerciales séparées en 5 classes granulométriques bien définies. Les précurseurs aux mousses ont été obtenus via la compression uniaxe d'un mélange de poudre d'aluminium contenant 1% poids de hydrure de titane, et le moussage subséquent fut effectué à 750 et 800°C. Le comportement mécanique des mousses a été mesuré par compression sur des échantillons cylindriques machinés. === Le revêtement de nickel a produit des dépôts uniforme et homogène contenant 96.5% poids en nickel. La présence du revêtement a augmenté avec succès la température de dégagement de l'hydrogène et réduit la disparité initiale de la température d'environ 70°C. De plus, l'adhérence du revêtement fut suffisante pour résister aux étapes de mélange des poudres et de compaction. Les mousses d'aluminium faites à partir des particules revêtues de nickel montrent une distribution des pores plus uniforme et une meilleure reproductibilité du contrôle de la porosité par rapport aux mousses fabriquées avec les poudres sans revêtement. Il fut aussi démontré que la température de dégagement de l'hydrogène du l'hydrure de titane augmente lorsque la taille de particules augmente. La taille des particules a influencé le niveau d'expansion et de porosité. Les mousses fabriquées avec des poudres plus grossières possédaient une distribution de taille des pores plus uniforme. Les essais de compressions sur les mousses contenant du nickel ont montré un régime d'absorption d'énergie quasi-horizontale avec une déformation allongée. Par contre, le coefficient de rendement d'absorption de l'énergie (plus grand que 7.2 kJ/kg) n'a pas été remarquablement augmenté.