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1、第22卷第6期甘肅科技Vol.22No.62006年6月GansuScienceandTechnologyJun.2006多孔泡沫金屬材料的性能及其應用曹立宏,馬穎(蘭州理工大學材料工程學院,甘肅蘭州730050)摘要:多孔泡沫金屬是一種在金屬基體中含有一定數量、一定尺寸孔徑、一定孔隙率的孔洞的金屬材料.由于其結構特殊,因此具備了多方面的特殊性能。作為結構材料,它具有輕質、高比強度的特點;作為功能材料,它具有多孔、減振、阻尼、吸音、隔音、散熱、吸收沖擊能、電磁屏蔽等多種物理性能,因此在國內外一般工業(yè)
2、領域及高技術領域都得到了越來越廣泛的應用.本文對這種多孔泡沫金屬材料的性能及其應用進行了較為全面的介紹。關鍵詞:多孔泡沫金屬;性能;應用中圖分類號:TG14TB323多孔泡沫金屬是近幾十年發(fā)展起來的一種功能較高,一般隨其種類不同而不同,在40%～98%材料,對其概念或分類學術界不盡統(tǒng)一,但基本上的范圍內變化。直接發(fā)泡法制作的泡沫金屬,孔隙有如下定義方式:多孔泡沫金屬是一種金屬基體中率在40%～60%左右,而通孔的海綿態(tài)泡沫金屬含有一定數量、一定尺寸孔徑、一定孔隙率的金屬材的孔隙率可高達98%。料.概
3、括起來,主要有如下分類方式:(1)按孔徑隨孔隙率的提高,泡沫金屬的密度降低,泡沫和孔隙率的大小分為兩類:多孔金屬和泡沫金屬.金屬的密度低,一般只有同體積金屬的1/10～3/523孔徑小于013mm,孔隙率在45%～90%的,稱為。它的比表面積則較大,為10～40cm/cm。例如多孔金屬(porousmetal);而孔徑在015～6mm,孔隙率大于63%的泡沫鋁合金,其密度可達1以孔隙率大于90%的,稱為泡沫金屬(foammetal);下,能夠浮于水面上.(2)按孔的形狀特征進行分類:具有通孔結構的稱
4、2多孔泡沫金屬的性能及其應用為多孔金屬,具有閉孔結構的稱為胞狀金屬(cellu-larmetal).但用得最多的是多孔金屬和泡沫金屬,泡沫金屬材料的性能主要取決于氣孔在基體材且多數作者都將兩者視為等同的概念.目前更為合料內的分布情況,包括氣孔的類型、形狀、大小、數適的名稱為多孔泡沫金屬(porousfoammetal)量、均勻性、以及比表面積等.多孔泡沫金屬材料自[1-3].問世以來,作為結構材料,它具有輕質、高比強度多孔泡沫金屬材料實際上是金屬與氣體的復合的特點;作為功能材料,它具有多孔、減振、阻
5、尼、材料,正是由于這種特殊的結構,使之既有金屬的吸音、隔音、散熱、吸收沖擊能、電磁屏蔽等多種物理[5]特性又有氣泡特性,綜合表現為能量吸收性(如吸性能;因此它在國內外一般工業(yè)領域及高技術領音、減震等)、滲透性、阻燃耐熱性、輕質等,故一直域都得到了越來越廣泛的應用。被期望用于建筑材料、吸音材料、減震材料、過濾器2.1滲透性能及應用材料、電池電極材料等方面.如果在氣孔結構的工藝滲透性是高孔隙率材料在過濾、液-液分離、噪控制、短流程連續(xù)化工業(yè)生產等關鍵性技術方面取聲抑制等方面的關鍵性能。泡沫金屬中閉孔的數
6、目得突破,多孔泡沫金屬材料將為金屬材料及其它相對滲透性的影響較大,只有那些具有通孔結構的泡關領域帶來革命性進展。沫材料才有滲透性能,另外,滲透性還與孔徑大小、孔的表面光潔度、滲透物體的性質(如黏度、流速)、[4]1多孔泡沫金屬材料的結構特點滲透壓力等因素有關.因其多孔性可將其應用于化泡沫金屬的孔徑一般較大,0.1～10mm或更大學過濾器(如濾掉液體、氣體中的固體顆粒等)、供凈(一般粉末冶金金屬孔徑不大于0.3mm)?？紫堵驶褂玫臍饣幚砥?、自動加油的含油軸承、帶香118甘肅科技第22卷味的裝飾品
7、等。通過對泡沫金屬孔結構(如孔隙度、勻,應力-應變曲線中含有一段很長的平臺區(qū),因而孔徑大小、通孔度等)的調整,可以獲得不同透過性它是一種具有很高能量吸收特性的高阻尼材料,如能要求的泡沫金屬材料。果在孔中填充入高分子聚合物,其阻尼特性更高.[6-8]2.2消聲減震性能及應用阻尼特性隨比表面積的增大(小孔徑,高孔隙率)具有通孔結構的泡沫金屬材料,當有聲波或機而增大.海綿泡沫金屬材料由于具有粗細均勻的三械振動波進入時,孔內介質(一般為空氣)在聲波維骨架結構,沒有燒結多孔金屬材料的那種縮頸現作用下產生周期性
8、的震動而與孔壁摩擦形成摩擦象,因此它的導電率要比同樣孔隙率的燒結多孔金熱,孔內介質在聲波作用下發(fā)生壓縮─膨脹形變也屬材料大。使部分聲能變?yōu)闊崮?這種能量轉換是不可逆的,對在能源材料方面,隨著能源危機及綠色革命的消聲起主導作用;另外,泡沫材料本身也可以因彈性興起,以太陽能電池和電動汽車電池為龍頭的開發(fā)震動而消耗一部分聲能;又由于泡沫材料具有的特研究必定為化學電源的發(fā)展帶來新的契機.輕量殊結構,使其具有改變聲源特性的功效,可以使難以化、高比能、高吸收轉化率的電池材料的開發(fā)
