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《多孔泡沫金屬材料的性能及其應(yīng)用_曹立宏》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
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(yīng)用曹立宏,馬穎(蘭州理工大學(xué)材料工程學(xué)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(shù)量、一定尺寸孔徑、一定孔隙率的孔洞的金屬材料.由于其結(jié)構(gòu)特殊,因此具備了多方面的特殊性能。作為結(jié)構(gòu)材料,它具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度的特點(diǎn);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(guó)內(nèi)外一般工業(yè)
2、領(lǐng)域及高技術(shù)領(lǐng)域都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.本文對(duì)這種多孔泡沫金屬材料的性能及其應(yīng)用進(jìn)行了較為全面的介紹。關(guān)鍵詞:多孔泡沫金屬;性能;應(yīng)用中圖分類號(hào):TG14TB323多孔泡沫金屬是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種功能較高,一般隨其種類不同而不同,在40%～98%材料,對(duì)其概念或分類學(xué)術(shù)界不盡統(tǒng)一,但基本上的范圍內(nèi)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(shù)量、一定尺寸孔徑、一定孔隙率的金屬材的孔隙率可高達(dá)98%。料.概
3、括起來(lái),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(dá)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(jìn)行分類:具有通孔結(jié)構(gòu)的稱
4、2多孔泡沫金屬的性能及其應(yīng)用為多孔金屬,具有閉孔結(jié)構(gòu)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(shù)作者都將兩者視為等同的概念.目前更為合料內(nèi)的分布情況,包括氣孔的類型、形狀、大小、數(shù)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(wèn)世以來(lái),作為結(jié)構(gòu)材料,它具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度多孔泡沫金屬材料實(shí)際上是金屬與氣體的復(fù)合的特點(diǎn);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(jié)構(gòu),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(xiàn)為能量吸收性(如吸性能;因此它在國(guó)內(nèi)外一般工業(yè)領(lǐng)域及高技術(shù)領(lǐng)音、減震等)、滲透性、阻燃耐熱性、輕質(zhì)等,故一直域都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。被期望用于建筑材料、吸音材料、減震材料、過(guò)濾器2.1滲透性能及應(yīng)用材料、電池電極材料等方面.如果在氣孔結(jié)構(gòu)的工藝滲透性是高孔隙率材料在過(guò)濾、液-液分離、噪控制、短流程連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)等關(guān)鍵性技術(shù)方面取聲抑制等方面的關(guān)鍵性能。泡沫金屬中閉孔的數(shù)
6、目得突破,多孔泡沫金屬材料將為金屬材料及其它相對(duì)滲透性的影響較大,只有那些具有通孔結(jié)構(gòu)的泡關(guān)領(lǐng)域帶來(lái)革命性進(jìn)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(zhì)(如黏度、流速)、[4]1多孔泡沫金屬材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滲透壓力等因素有關(guān).因其多孔性可將其應(yīng)用于化泡沫金屬的孔徑一般較大,0.1～10mm或更大學(xué)過(guò)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鳌⒆詣?dòng)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(guò)對(duì)泡沫金屬孔結(jié)構(gòu)(如孔隙度、勻,應(yīng)力-應(yīng)變曲線中含有一段很長(zhǎng)的平臺(tái)區(qū),因而孔徑大小、通孔度等)的調(diào)整,可以獲得不同透過(guò)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(yīng)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(jié)構(gòu)的泡沫金屬材料,當(dāng)有聲波或機(jī)而增大.海綿泡沫金屬材料由于具有粗細(xì)均勻的三械振動(dòng)波進(jìn)入時(shí),孔內(nèi)介質(zhì)(一般為空氣)在聲波維骨架結(jié)構(gòu),沒(méi)有燒結(jié)多孔金屬材料的那種縮頸現(xiàn)作用下產(chǎn)生周期性
8、的震動(dòng)而與孔壁摩擦形成摩擦象,因此它的導(dǎo)電率要比同樣孔隙率的燒結(jié)多孔金熱,孔內(nèi)介質(zhì)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(zhuǎn)換是不可逆的,對(duì)在能源材料方面,隨著能源危機(jī)及綠色革命的消聲起主導(dǎo)作用;另外,泡沫材料本身也可以因彈性興起,以太陽(yáng)能電池和電動(dòng)汽車電池為龍頭的開(kāi)發(fā)震動(dòng)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(xué)電源的發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī).輕量殊結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)化率的電池材料的開(kāi)發(fā)
