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1、第22卷第6期甘肃科技Vol.22No.62006年6月GansuScienceandTechnologyJun.2006多孔泡沫金属材料的性能及其应用曹立宏,马颖(兰州理工大学材料工程学院,甘肃兰州730050)摘要:多孔泡沫金属是一种在金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的孔洞的金属材料.由于其结构特殊,因此具备了多方面的特殊性能。作为结构材料,它具有轻质、高比强度的特点;作为功能材料,它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能,因此在国内外一般工业
2、领域及高技术领域都得到了越来越广泛的应用.本文对这种多孔泡沫金属材料的性能及其应用进行了较为全面的介绍。关键词:多孔泡沫金属;性能;应用中图分类号:TG14TB323多孔泡沫金属是近几十年发展起来的一种功能较高,一般随其种类不同而不同,在40%～98%材料,对其概念或分类学术界不尽统一,但基本上的范围内变化。直接发泡法制作的泡沫金属,孔隙有如下定义方式:多孔泡沫金属是一种金属基体中率在40%～60%左右,而通孔的海绵态泡沫金属含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材的孔隙率可高达98%。料.概
3、括起来,主要有如下分类方式:(1)按孔径随孔隙率的提高,泡沫金属的密度降低,泡沫和孔隙率的大小分为两类:多孔金属和泡沫金属.金属的密度低,一般只有同体积金属的1/10～3/523孔径小于013mm,孔隙率在45%～90%的,称为。它的比表面积则较大,为10～40cm/cm。例如多孔金属(porousmetal);而孔径在015～6mm,孔隙率大于63%的泡沫铝合金,其密度可达1以孔隙率大于90%的,称为泡沫金属(foammetal);下,能够浮于水面上.(2)按孔的形状特征进行分类:具有通孔结构的称
4、2多孔泡沫金属的性能及其应用为多孔金属,具有闭孔结构的称为胞状金属(cellu-larmetal).但用得最多的是多孔金属和泡沫金属,泡沫金属材料的性能主要取决于气孔在基体材且多数作者都将两者视为等同的概念.目前更为合料内的分布情况,包括气孔的类型、形状、大小、数适的名称为多孔泡沫金属(porousfoammetal)量、均匀性、以及比表面积等.多孔泡沫金属材料自[1-3].问世以来,作为结构材料,它具有轻质、高比强度多孔泡沫金属材料实际上是金属与气体的复合的特点;作为功能材料,它具有多孔、减振、阻
5、尼、材料,正是由于这种特殊的结构,使之既有金属的吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理[5]特性又有气泡特性,综合表现为能量吸收性(如吸性能;因此它在国内外一般工业领域及高技术领音、减震等)、渗透性、阻燃耐热性、轻质等,故一直域都得到了越来越广泛的应用。被期望用于建筑材料、吸音材料、减震材料、过滤器2.1渗透性能及应用材料、电池电极材料等方面.如果在气孔结构的工艺渗透性是高孔隙率材料在过滤、液-液分离、噪控制、短流程连续化工业生产等关键性技术方面取声抑制等方面的关键性能。泡沫金属中闭孔的数
6、目得突破,多孔泡沫金属材料将为金属材料及其它相对渗透性的影响较大,只有那些具有通孔结构的泡关领域带来革命性进展。沫材料才有渗透性能,另外,渗透性还与孔径大小、孔的表面光洁度、渗透物体的性质(如黏度、流速)、[4]1多孔泡沫金属材料的结构特点渗透压力等因素有关.因其多孔性可将其应用于化泡沫金属的孔径一般较大,0.1～10mm或更大学过滤器(如滤掉液体、气体中的固体颗粒等)、供净(一般粉末冶金金属孔径不大于0.3mm)。孔隙率化水使用的气化处理器、自动加油的含油轴承、带香118甘肃科技第22卷味的装饰品
7、等。通过对泡沫金属孔结构(如孔隙度、匀,应力-应变曲线中含有一段很长的平台区,因而孔径大小、通孔度等)的调整,可以获得不同透过性它是一种具有很高能量吸收特性的高阻尼材料,如能要求的泡沫金属材料。果在孔中填充入高分子聚合物,其阻尼特性更高.[6-8]2.2消声减震性能及应用阻尼特性随比表面积的增大(小孔径,高孔隙率)具有通孔结构的泡沫金属材料,当有声波或机而增大.海绵泡沫金属材料由于具有粗细均匀的三械振动波进入时,孔内介质(一般为空气)在声波维骨架结构,没有烧结多孔金属材料的那种缩颈现作用下产生周期性
8、的震动而与孔壁摩擦形成摩擦象,因此它的导电率要比同样孔隙率的烧结多孔金热,孔内介质在声波作用下发生压缩─膨胀形变也属材料大。使部分声能变为热能,这种能量转换是不可逆的,对在能源材料方面,随着能源危机及绿色革命的消声起主导作用;另外,泡沫材料本身也可以因弹性兴起,以太阳能电池和电动汽车电池为龙头的开发震动而消耗一部分声能;又由于泡沫材料具有的特研究必定为化学电源的发展带来新的契机.轻量殊结构,使其具有改变声源特性的功效,可以使难以化、高比能、高吸收转化率的电池材料的开发
