第四章 多孔金属材料制备技术-1

1、 东东 北北 大大 学学 材材 料料 与与 冶冶 金金 学学 院院 刘宜汉刘宜汉多孔金属材料的制备技术多孔金属材料的制备技术泡沫铝概论泡沫铝概论v人类常常师法自然，以汲取亿万年人类常常师法自然，以汲取亿万年进化之精华。动植物体中存在许多进化之精华。动植物体中存在许多多孔或有孔结构，如树木、骨骼和多孔或有孔结构，如树木、骨骼和一些巢穴，其优势是充分利用材料，一些巢穴，其优势是充分利用材料，集结构与功能于一体，同时具备最集结构与功能于一体，同时具备最佳刚度、强度和重量。佳刚度、强度和重量。标准蜂巢珊瑚标准蜂巢珊瑚珊瑚剖面示意图珊瑚剖面示意图自然界中的多孔材料藕藕片自然界中的多孔材料红杉树红杉树木材

2、木材自然界中的多孔材料蜂巢蜂巢自然界中的多孔材料骨骼骨骼骨骼的显微照片骨骼的显微照片自然界中的多孔材料v随着人类科学技术的发展，有种类繁多的人造随着人类科学技术的发展，有种类繁多的人造多孔材料不断涌现出；如泡沫塑料、泡沫金属多孔材料不断涌现出；如泡沫塑料、泡沫金属和泡沫陶瓷等。和泡沫陶瓷等。v在装备和制造业高速发展的今天，材料的需求在装备和制造业高速发展的今天，材料的需求越来越多，越来越广，越来越精。同时地球能越来越多，越来越广，越来越精。同时地球能够提供资源的是有限的，如何利用有限的资源够提供资源的是有限的，如何利用有限的资源最大程度的满足目前和将来人类的需求，这是最大程度的满足目前和将来人

3、类的需求，这是摆在我们面前的战略问题。多孔超轻金属基材摆在我们面前的战略问题。多孔超轻金属基材料为这个问题提供了一条解决途径。料为这个问题提供了一条解决途径。多孔材料的分类多孔陶瓷多孔陶瓷多孔陶瓷材料的材质：多孔陶瓷材料的材质：高硅质硅酸盐、铝硅酸盐、精高硅质硅酸盐、铝硅酸盐、精陶材料、硅藻土、纯碳材料及陶材料、硅藻土、纯碳材料及刚玉和金刚砂等。刚玉和金刚砂等。v 多孔陶瓷材料分类：多孔陶瓷材料分类： 蜂窝陶瓷材料；蜂窝陶瓷材料； 泡沫陶瓷材料泡沫陶瓷材料泡沫塑料泡沫塑料制备泡沫塑料最常用的树脂品种有：制备泡沫塑料最常用的树脂品种有：聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS)、聚氨酯（聚氨酯（PU)、聚氯乙烯

4、聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（聚乙烯（PE)、脲甲醛等；脲甲醛等；其他常用品种：酚醛（其他常用品种：酚醛（PE)、环氧（环氧（ER)、有有机硅（机硅（OS)等；等；新品种：聚丙烯（新品种：聚丙烯（PP)、聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC)、聚聚四氟乙烯（四氟乙烯（PTFE)、尼龙（尼龙（PA）等。等。多孔金属多孔金属多孔金属材料的结构：多孔金属材料的结构： 包括二维结构和三维结构，分开包括二维结构和三维结构，分开孔和闭孔。孔和闭孔。多孔金属材料的材质：多孔金属材料的材质： 铝、镁、锌、铅、锡、钛、钢、铝、镁、锌、铅、锡、钛、钢、铁、铜、镍、金、银及合金等。铁、铜、镍、金、银及合金等。多孔材料的定义多孔材

5、料的定义:v由形成材料本身基本构架的连续固由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体相组成。相和形成孔隙的流体相组成。多孔材料的共同属性多孔材料的共同属性v相对密度小：轻便结构体、漂浮物等。相对密度小：轻便结构体、漂浮物等。v比表面积大：过滤、吸音材料等。比表面积大：过滤、吸音材料等。v热导率低：隔热材料等。热导率低：隔热材料等。v比强度高：结构材料等。比强度高：结构材料等。v吸能性能好：减震缓冲材料、吸能材吸能性能好：减震缓冲材料、吸能材料等。料等。多孔金属材料的发展状况多孔金属材料的发展状况泡沫铝的研发历程泡沫铝的研发历程v国外研究泡沫铝的主要国家和地区国外研究泡沫铝的主要国家和地区

6、v美国、日本、德国、加拿大、乌克兰、美国、日本、德国、加拿大、乌克兰、英国、韩国、挪威、奥地利、新西兰、英国、韩国、挪威、奥地利、新西兰、荷兰、俄罗斯、斯洛伐克和中国台湾荷兰、俄罗斯、斯洛伐克和中国台湾等。等。 v1943年美国人年美国人Benjamin Sosnick等人首次进等人首次进行了金属发泡的尝试。行了金属发泡的尝试。v他们是想利用物质之间沸点的差别（例如他们是想利用物质之间沸点的差别（例如铝、铝合金与汞之间的差别），通过增减铝、铝合金与汞之间的差别），通过增减压力的方法使其中作为发泡剂的物质汽化，压力的方法使其中作为发泡剂的物质汽化，冷却后制成一种带有孔洞的金属混合物、冷却后制成一

7、种带有孔洞的金属混合物、复合物或合金。该构思于复合物或合金。该构思于1948年被美国专年被美国专利局批准为发明专利。从此，泡沫铝作为利局批准为发明专利。从此，泡沫铝作为一种新兴的材料而受到人们的关注。一种新兴的材料而受到人们的关注。 泡沫铝起源于美国泡沫铝起源于美国v1956年美国年美国Borksten公司（公司（Borksten Research Laboratory Inc.）的的J.C.Elliott等等人首次利用可分解出气体的发泡剂代替汞，人首次利用可分解出气体的发泡剂代替汞，成功地制造出泡沫铝成功地制造出泡沫铝 。他们将作为发泡剂。他们将作为发泡剂的的TiH2或或ZrH2粉末加入到铝

8、镁合金熔体当粉末加入到铝镁合金熔体当中，利用分解产生的氢气在熔体内形成气中，利用分解产生的氢气在熔体内形成气泡，冷却固化后形成闭孔泡沫铝。这种发泡，冷却固化后形成闭孔泡沫铝。这种发泡方式就是熔体直接发泡法。该种方法的泡方式就是熔体直接发泡法。该种方法的实现为泡沫铝的进一步发展打下了牢固的实现为泡沫铝的进一步发展打下了牢固的基础，也使得泡沫铝的研究在世界各地逐基础，也使得泡沫铝的研究在世界各地逐渐兴起。渐兴起。 v1959年年B.C.Allen发明了发明了PCF (powder compact foaming)制备金制备金属泡沫的技术，并于属泡沫的技术，并于1963年获得了年获得了发明专利，粉体

9、压制发泡法实际就发明专利，粉体压制发泡法实际就是粉末冶金法的前身，目前该项技是粉末冶金法的前身，目前该项技术是制备金属泡沫的基本方法之一。术是制备金属泡沫的基本方法之一。v20世纪世纪60年代中期，美国年代中期，美国Ethly公司已发展成为公司已发展成为研制泡沫铝的科研中心，在该世纪六、七十年代研制泡沫铝的科研中心，在该世纪六、七十年代全世界申请的全世界申请的20余件泡沫铝方面的专利中，有半余件泡沫铝方面的专利中，有半数以上来自美国的数以上来自美国的Ethly公司和公司和LOR公司，内容公司，内容涉及发泡剂的选择、熔体增粘和连续化方法。但涉及发泡剂的选择、熔体增粘和连续化方法。但在以后较长的一

10、段时间内泡沫铝在美国的发展出在以后较长的一段时间内泡沫铝在美国的发展出现了停滞，直到二十世纪末期泡沫铝的研究才又现了停滞，直到二十世纪末期泡沫铝的研究才又在美国展开，主要的研究机构有麻萨诸塞州科技在美国展开，主要的研究机构有麻萨诸塞州科技学院、特拉华州大学、伊利诺斯州立大学、丹佛学院、特拉华州大学、伊利诺斯州立大学、丹佛大学研究院、克罗拉多大学等多所大学，研究的大学研究院、克罗拉多大学等多所大学，研究的内容包括泡沫铝的热物理性质、机械性能和应用，内容包括泡沫铝的热物理性质、机械性能和应用，其中麻萨诸塞州科技学院所做的研究工作最多。其中麻萨诸塞州科技学院所做的研究工作最多。 泡沫铝发展于日本泡沫

11、铝发展于日本v 20世纪世纪70年代初年代初，日本开始进行泡沫铝材料的研究。，日本开始进行泡沫铝材料的研究。1970年，日本金属产业调查研究所的藤井清隆在金属年，日本金属产业调查研究所的藤井清隆在金属杂志上发表了一篇题为杂志上发表了一篇题为“比木材还轻的气泡铝合金的开比木材还轻的气泡铝合金的开发发”的文章，较全面地阐述了多孔金属的制造方法及其的文章，较全面地阐述了多孔金属的制造方法及其性质和用途，标志着日本全面进入泡沫铝研究领域。性质和用途，标志着日本全面进入泡沫铝研究领域。1978年年，日本通产省工业技术院九州工业技术试验所的，日本通产省工业技术院九州工业技术试验所的上野英俊等人研究出利用火

12、山灰作为发泡剂制造泡沫铝上野英俊等人研究出利用火山灰作为发泡剂制造泡沫铝的方法。至的方法。至1982年年，以九州工业技术试验所、早稻田大，以九州工业技术试验所、早稻田大学为代表的一批研究单位对泡沫铝的研究已十分活跃。学为代表的一批研究单位对泡沫铝的研究已十分活跃。他们研究了多种制造泡沫铝的方法，得到了多种铝合金他们研究了多种制造泡沫铝的方法，得到了多种铝合金及铝基复合材料的多孔质泡沫材料。研究的方法包括渗及铝基复合材料的多孔质泡沫材料。研究的方法包括渗流铸造法、熔体直接发泡法、溶解度差法、粉末冶金法、流铸造法、熔体直接发泡法、溶解度差法、粉末冶金法、无重力混合法等。其中在渗流铸造法和熔体直接发

13、泡法无重力混合法等。其中在渗流铸造法和熔体直接发泡法上取得较大进展，不但给出了基本的工艺制作过程，而上取得较大进展，不但给出了基本的工艺制作过程，而且还提供了较为详尽的操作程序。且还提供了较为详尽的操作程序。 v1987年日本的泡沫铝研究取得突破性进展，这年日本的泡沫铝研究取得突破性进展，这一年出版的大量文献表明日本在泡沫铝的研究一年出版的大量文献表明日本在泡沫铝的研究和生产上取得丰硕的成果，其中最具代表性的和生产上取得丰硕的成果，其中最具代表性的研究机构是九州工业技术试验所和日本日立造研究机构是九州工业技术试验所和日本日立造船技术研究所。日本神钢钢线工业株式会社船技术研究所。日本神钢钢线工业

14、株式会社（曁日本神户钢铁公司钢线工业公司）在九州（曁日本神户钢铁公司钢线工业公司）在九州工业技术试验所的指导下，开始生产名为工业技术试验所的指导下，开始生产名为ALPORAS（）的泡沫铝材料，并的泡沫铝材料，并将其在相关领域进行使用试验。而日本日立造将其在相关领域进行使用试验。而日本日立造船技术研究所福岛正治等人的研究成果也在日船技术研究所福岛正治等人的研究成果也在日立造船集团日本建材株式会社进行应用，制造立造船集团日本建材株式会社进行应用，制造的泡沫铝被称为的泡沫铝被称为FALSOAB。同年，日本的同年，日本的Shigeru Akiyama等人在美国获得了名为等人在美国获得了名为“泡沫泡沫金

15、属及其生产方法金属及其生产方法”的发明专利。的发明专利。 泡沫铝在德国泡沫铝在德国v德国布莱梅夫雷霍弗实用材料研究所德国布莱梅夫雷霍弗实用材料研究所（IFAM）在粉末冶金法生产泡沫铝上取得在粉末冶金法生产泡沫铝上取得突破。不莱梅市的夫雷霍弗实用材料研究突破。不莱梅市的夫雷霍弗实用材料研究所不但成功地提出了粉末压制发泡工艺的所不但成功地提出了粉末压制发泡工艺的工业化过程，还详细地研究了泡沫铝形成工业化过程，还详细地研究了泡沫铝形成的动力学及其显微结构，而且对泡沫铝材的动力学及其显微结构，而且对泡沫铝材料在运输领域的应用进行了开发。料在运输领域的应用进行了开发。 泡沫铝在加拿大泡沫铝在加拿大v加拿

16、大阿尔坎国际有限公司加拿大阿尔坎国际有限公司（Alcan International Limited）开发出注气法生产泡沫开发出注气法生产泡沫铝。铝。v加拿大阿尔坎公司生产阿尔坎泡沫的工艺特点是加拿大阿尔坎公司生产阿尔坎泡沫的工艺特点是在发泡期间气泡存留于大量的熔融金属之中。该在发泡期间气泡存留于大量的熔融金属之中。该方法包括在金属基体的液态温度之上加热金属基方法包括在金属基体的液态温度之上加热金属基体和固态稳定性微粒的复合物，向熔融金属表面体和固态稳定性微粒的复合物，向熔融金属表面之下通入气体并在熔融金属复合物的表面形成发之下通入气体并在熔融金属复合物的表面形成发泡熔体，在熔体的固相温度之下

17、冷却发泡熔体，泡熔体，在熔体的固相温度之下冷却发泡熔体，形成具有多数为闭孔的固态泡沫金属。形成具有多数为闭孔的固态泡沫金属。 泡沫铝在乌克兰泡沫铝在乌克兰v乌克兰冶金学家沙波瓦洛夫（乌克兰冶金学家沙波瓦洛夫（Shapovalov）在研究中发在研究中发现，许多金属液体能与气体（如氢气）形成共晶体系，现，许多金属液体能与气体（如氢气）形成共晶体系，如果在高压氢气气氛（如果在高压氢气气氛（5-10atm，最高可达最高可达50atm）中中熔化这些金属，就可以得到含有过饱和氢的均匀熔体。熔化这些金属，就可以得到含有过饱和氢的均匀熔体。在随后的冷却凝固过程中，这种含有过饱和氢的熔体会在随后的冷却凝固过程中

18、，这种含有过饱和氢的熔体会发生共晶转变而分解为固相和气相。由于氢气在固相和发生共晶转变而分解为固相和气相。由于氢气在固相和液相中的溶解度差别很大，在采用定向凝固时凝固界面液相中的溶解度差别很大，在采用定向凝固时凝固界面处的氢气压力将升高，过饱和氢将从固相中析出并形成处的氢气压力将升高，过饱和氢将从固相中析出并形成气泡。如果工艺参数选取得当，形成的气泡将不进入附气泡。如果工艺参数选取得当，形成的气泡将不进入附近的液相中消失，而是随着凝固界面一起向前生长，得近的液相中消失，而是随着凝固界面一起向前生长，得到垂直于凝固界面分布的柱状气孔组织。沙波瓦洛夫以到垂直于凝固界面分布的柱状气孔组织。沙波瓦洛夫

19、以此提出一种具有规则孔洞分布的多孔金属制造方法此提出一种具有规则孔洞分布的多孔金属制造方法（Gasars法）法），该法也称为溶解度差法。，该法也称为溶解度差法。 国内研究泡沫铝的主要单位国内研究泡沫铝的主要单位v贵州工学院贵州工学院、大连理工大学、大连理工大学 、北京有色金属研究总院、北京有色金属研究总院、东南大学东南大学、山东工程学院、北京科技大学、洛阳船舶材、山东工程学院、北京科技大学、洛阳船舶材料研究所、太原重型机械学院、料研究所、太原重型机械学院、吉林工业大学吉林工业大学、哈尔滨、哈尔滨工业大学、工业大学、东北大学东北大学 、清华大学、昆明理工大学、合清华大学、昆明理工大学、合肥工业大

20、学、西安理工大学、大连铁道学院、吉林大学、肥工业大学、西安理工大学、大连铁道学院、吉林大学、辽宁工程技术大学、沈阳工业学院、天津大学、南昌航辽宁工程技术大学、沈阳工业学院、天津大学、南昌航空工业学院、西安交大、安徽工程科技学院、空工业学院、西安交大、安徽工程科技学院、中国科学中国科学院固体物理研究所院固体物理研究所、西北有色金属研究院西北有色金属研究院、北京航空材、北京航空材料研究所、中国工程物理研究院、中国铝业股份有限公料研究所、中国工程物理研究院、中国铝业股份有限公司郑州研究院、西南铝业司郑州研究院、西南铝业(集团集团)有限责任公司、东北轻有限责任公司、东北轻合金有限责任公司等等合金有限责

21、任公司等等 。二十世纪二十世纪80年代后期年代后期 v贵州工学院和大连理工大学贵州工学院和大连理工大学等院校较早地等院校较早地对熔体直接发泡法做过一些研究工作，并对熔体直接发泡法做过一些研究工作，并取得了一系列研究成果。其中，贵州工学取得了一系列研究成果。其中，贵州工学院采用直接发泡法，以廉价的发泡剂成功院采用直接发泡法，以廉价的发泡剂成功制取了较大规格的泡沫铝型材。大连理工制取了较大规格的泡沫铝型材。大连理工大学在研究熔体直接发泡法制造泡沫铝过大学在研究熔体直接发泡法制造泡沫铝过程中采用火山灰作为发泡剂，用钙做增粘程中采用火山灰作为发泡剂，用钙做增粘剂剂，选用选用ZLD108铝硅合金进行了制

22、备泡沫铝硅合金进行了制备泡沫铝的试验。铝的试验。 二十世纪九十年代二十世纪九十年代 v东南大学对泡沫铝进行了多方面的研究，并发表了二十几篇论文。其早期进行的主要是渗流铸造法方面的研究，包括渗流过程的模拟实验，影响制备过程的因素，通孔度的控制，以及孔结构对吸声、传热性能的影响等。随后东南大学开始了熔体直接发泡法的研究 ，研究的内容有泡沫化过程中孔结构的控制、胞孔的演化、粘度对孔结构的影响、影响形核的因素、以及凝固时孔隙率的变化等。近期又对TiH2的预处理、分解动力学和粉末冶金法制取泡沫铝三明治结构进行了研究。同时，东南大学何德坪等人还申报了多项专利。 v北京有色金属研究总院进行了粉末冶金法制造北

23、京有色金属研究总院进行了粉末冶金法制造泡沫铝的研究。泡沫铝的研究。 v山东工程学院赵增典等人对上压渗流铸造法制山东工程学院赵增典等人对上压渗流铸造法制备通孔泡沫铝进行了详细的研究。备通孔泡沫铝进行了详细的研究。v北京科技大学对熔体直接发泡法进行了研究。北京科技大学对熔体直接发泡法进行了研究。他们研究了初始发泡温度以及发泡剂对发泡过他们研究了初始发泡温度以及发泡剂对发泡过程的影响，提出了对发泡效果的评价指标。程的影响，提出了对发泡效果的评价指标。v洛阳船舶材料研究所也采用熔体直接发泡法制洛阳船舶材料研究所也采用熔体直接发泡法制备泡沫铝，目前该所已能制备较大规格的泡沫备泡沫铝，目前该所已能制备较大

24、规格的泡沫铝（铝（600mm600mm8400mm）。）。 v太原机械重型学院王录才等人的研究范围十分太原机械重型学院王录才等人的研究范围十分广泛，先后进行了熔模铸造法、渗流铸造法和广泛，先后进行了熔模铸造法、渗流铸造法和粉末冶金法制取泡沫铝的研究。粉末冶金法制取泡沫铝的研究。v吉林工业大学在吉林工业大学在1994年以前就进行了泡沫铝的年以前就进行了泡沫铝的孔隙结构及渗流特性、吸声特性方面的研究。孔隙结构及渗流特性、吸声特性方面的研究。v哈尔滨工业大学许庆彦等人采用加压铸造法得哈尔滨工业大学许庆彦等人采用加压铸造法得到了孔径尺寸为到了孔径尺寸为0.5-1.6mm，孔隙率为孔隙率为60%-80%

25、的通孔泡沫铝的通孔泡沫铝 。v中科院固体物理研究所韩福生等人在制取泡沫中科院固体物理研究所韩福生等人在制取泡沫铝方面也取得了较大进展。铝方面也取得了较大进展。v1996年开始，年开始，东北大学对渗流铸造法和熔体直接发泡法等进行东北大学对渗流铸造法和熔体直接发泡法等进行了研究，尤其在熔体直接发泡法制取泡沫铝方面开发出实用的了研究，尤其在熔体直接发泡法制取泡沫铝方面开发出实用的生产技术。生产技术。1998年进行放大试验研究，每次发泡年进行放大试验研究，每次发泡40Kg左右，体左右，体积达到积达到500800300mm3，并将产品切割成并将产品切割成400600mm2面面积的板材。积的板材。1999

26、年年8月，该技术成果通过了辽宁省科委组织的月，该技术成果通过了辽宁省科委组织的技术鉴定，专家们认为产品的性能与国外同类产品相当，技术技术鉴定，专家们认为产品的性能与国外同类产品相当，技术成熟，研究成果在国内居领先水平。同时，该项目在成熟，研究成果在国内居领先水平。同时，该项目在“九五九五”期间被列为国家重点攻关项目，期间被列为国家重点攻关项目，1999年列为教育部重点科技攻年列为教育部重点科技攻关项目，关项目，2000年年3月获得了国家科技部科技型中小企业技术创月获得了国家科技部科技型中小企业技术创新基金资助。新基金资助。2002年年6月被列为沈阳市重点发展产业项目，成月被列为沈阳市重点发展产

27、业项目，成为沈阳市纳米为沈阳市纳米-新材料科技园园区项目。新材料科技园园区项目。2002年年9月被列为国家月被列为国家“十五十五”期间期间“863”高技术研究发展计划项目。高技术研究发展计划项目。2003年被列年被列为辽宁省重点科技攻关项目。为辽宁省重点科技攻关项目。 2003年末东北大学与企业联合年末东北大学与企业联合进行了熔体发泡法制备泡沫铝的工业化生产试验。东北大学对进行了熔体发泡法制备泡沫铝的工业化生产试验。东北大学对制备大规格泡沫铝板材的研究涉及铝熔体的增粘方法、发泡剂制备大规格泡沫铝板材的研究涉及铝熔体的增粘方法、发泡剂的选择、搅拌时间和发泡温度的控制等多个方面，并制造出与的选择、

28、搅拌时间和发泡温度的控制等多个方面，并制造出与国外同类产品性能相当的泡沫铝产品。国外同类产品性能相当的泡沫铝产品。二十一世纪初期二十一世纪初期v昆明理工大学左孝青、刘荣佩等人研究了多种昆明理工大学左孝青、刘荣佩等人研究了多种泡沫铝生产方法，包括熔体发泡法、粉末烧结泡沫铝生产方法，包括熔体发泡法、粉末烧结法、注气发泡法、渗流铸造法等，并对泡沫铝法、注气发泡法、渗流铸造法等，并对泡沫铝发泡过程的动力学和热力学进行了较为详细的发泡过程的动力学和热力学进行了较为详细的讨论。讨论。 v合肥工业大学程和法等人对用渗流铸造法制备合肥工业大学程和法等人对用渗流铸造法制备的泡沫铝的压缩和吸能性能进行了研究，还以

29、的泡沫铝的压缩和吸能性能进行了研究，还以制备泡沫铝基复合材料的形式来提高其使用性制备泡沫铝基复合材料的形式来提高其使用性能。凤仪等人采用粉末冶金法制取出泡沫铝，能。凤仪等人采用粉末冶金法制取出泡沫铝，并研究了其力学性能、吸能性能、电磁屏蔽性并研究了其力学性能、吸能性能、电磁屏蔽性能和导电性能。能和导电性能。 v西安理工大学采用化学法制备出西安理工大学采用化学法制备出Al2O3、SiO2包覆的包覆的TiH2颗粒发泡剂，延迟氢气的颗粒发泡剂，延迟氢气的释放过程。释放过程。v大连铁道学院的王德庆等人采用注气发泡大连铁道学院的王德庆等人采用注气发泡法制备泡沫铝，并对陶瓷颗粒对泡沫铝胞法制备泡沫铝，并对

30、陶瓷颗粒对泡沫铝胞孔尺寸和壁厚的影响做了详细的研究。孔尺寸和壁厚的影响做了详细的研究。v西安交通大学卢天健等人研究了泡沫铝结西安交通大学卢天健等人研究了泡沫铝结构与性能的关系。构与性能的关系。v清华大学李言祥等人采用溶解度差法制备清华大学李言祥等人采用溶解度差法制备出结构均匀的泡沫铝材料。出结构均匀的泡沫铝材料。 泡沫金属的特征和用途泡沫金属的特征和用途 v泡沫金属的性能特征取决于结构泡沫金属的性能特征取决于结构特征，泡沫金属的结构特征包括特征，泡沫金属的结构特征包括孔的类型、形状、孔径、孔隙率、孔的类型、形状、孔径、孔隙率、比表面积、孔壁厚度、泡孔均匀比表面积、孔壁厚度、泡孔均匀性、开孔度、

31、孔壁上的裂纹、微性、开孔度、孔壁上的裂纹、微孔和褶皱等孔和褶皱等 。闭孔泡沫金属的主要结构特征闭孔泡沫金属的主要结构特征 不同密度的闭孔泡沫铝材料不同密度的闭孔泡沫铝材料开孔泡沫金属的主要结构特征开孔泡沫金属的主要结构特征开孔泡沫金属材料开孔泡沫金属材料v孔径：孔径：孔径分为体孔径和面孔径。体孔径是指孔径分为体孔径和面孔径。体孔径是指泡的等效直径，但不易直接测量。实际使用中泡的等效直径，但不易直接测量。实际使用中常用面孔径，面孔径指截面上孔的截面多边形常用面孔径，面孔径指截面上孔的截面多边形的等效直径的等效直径 。v孔隙率：孔隙率：孔隙率为孔隙所占体积与总体积之比。孔隙率为孔隙所占体积与总体积

32、之比。闭孔泡沫金属的孔洞之间互不连通；而开孔泡闭孔泡沫金属的孔洞之间互不连通；而开孔泡沫金属的孔洞之间相互连通。沫金属的孔洞之间相互连通。v比表面积：比表面积：泡沫金属的比表面积指一定体积下泡沫金属的比表面积指一定体积下的表面积与其体积之比。泡沫金属比表面积大的表面积与其体积之比。泡沫金属比表面积大约为约为1040 cm2/cm3 。v气泡形状：气泡形状：由于制备方法不同，泡沫金属的气由于制备方法不同，泡沫金属的气泡可分为球状、胞状、多边形状和不规则形状泡可分为球状、胞状、多边形状和不规则形状等多种形态（多指闭孔泡沫金属）。等多种形态（多指闭孔泡沫金属）。 泡沫金属的主要性能特征泡沫金属的主要

33、性能特征 v导热性能：导热性能：多孔金属材料的导热系数介于金属材料（多孔金属材料的导热系数介于金属材料（1010300300W/mKW/mK）与隔热材料（与隔热材料（0.2 0.2 W/mKW/mK）之间，并随着孔隙率之间，并随着孔隙率的增加而减小。以泡沫铝为例：闭孔泡沫铝的导热系数在的增加而减小。以泡沫铝为例：闭孔泡沫铝的导热系数在0.20.20.4 0.4 W/mKW/mK之间，约为纯铝的之间，约为纯铝的1/4001/400。开孔泡沫铝（孔径。开孔泡沫铝（孔径2.72.7mmmm，孔隙率孔隙率73738383）的表观导热系数为）的表观导热系数为2.22.21.91.9W/mKW/mK。 v

34、耐热性能：耐热性能：由于泡沫金属是一种骨架或薄膜结构由于泡沫金属是一种骨架或薄膜结构，所以其拥有很所以其拥有很强的耐热性，即使达到基体金属的熔点也不熔化。如铝合金（强的耐热性，即使达到基体金属的熔点也不熔化。如铝合金（Al12.5Si）的熔化温度为的熔化温度为577，而将其泡沫材料加热到，而将其泡沫材料加热到700才开始软化（承受不了自重），但加热到才开始软化（承受不了自重），但加热到1000也不熔化。也不熔化。 v散热性能：散热性能：散热性能主要指通孔（即开孔）泡沫金属而言。当热散热性能主要指通孔（即开孔）泡沫金属而言。当热量流经通孔泡沫金属时，其巨大的比表面积使散布其中的流体产量流经通孔泡

35、沫金属时，其巨大的比表面积使散布其中的流体产生复杂的三维流动，从而具有较高的散热能力。入：在一定范围生复杂的三维流动，从而具有较高的散热能力。入：在一定范围内大孔径、高孔隙通孔泡沫铝的对流换热能力很强，而且强迫对内大孔径、高孔隙通孔泡沫铝的对流换热能力很强，而且强迫对流还可显著提高换热能力。流还可显著提高换热能力。 热物理性能热物理性能 力学性能力学性能 v泡沫金属的抗拉强度比较低，但是抗压强度和泡沫金属的抗拉强度比较低，但是抗压强度和抗弯强度较高。抗弯强度较高。v泡沫铝的抗拉强度只有铝的泡沫铝的抗拉强度只有铝的1/100左右。泡沫铝左右。泡沫铝的韧性较差，没有金属铝所具有的延展性，受的韧性较

36、差，没有金属铝所具有的延展性，受到压力几乎不发生弹性变形，由弯曲试验测得到压力几乎不发生弹性变形，由弯曲试验测得泡沫铝的弹性模量约为铝合金的泡沫铝的弹性模量约为铝合金的1/501/100。密度为密度为0.26g/cm3的日本的日本ALPORAS泡沫铝的抗泡沫铝的抗压强度（压强度（d）为为2.2MPa，抗弯强度（抗弯强度（c）为为3.2MPa，而抗拉强度则还要低一些。而抗拉强度则还要低一些。 能量吸收性能能量吸收性能 v泡沫金属的能量吸收性能表现出两种特性，即阻泡沫金属的能量吸收性能表现出两种特性，即阻尼特性和抗冲击特性。在交变应力作用下发生振尼特性和抗冲击特性。在交变应力作用下发生振动时，会造

37、成其内部的应力应变分布不均匀，引动时，会造成其内部的应力应变分布不均匀，引起孔洞发生膨胀起孔洞发生膨胀(缩小缩小)和扭曲，产生膨胀能和畸和扭曲，产生膨胀能和畸变能，使能量损失，因此泡沫金属表现出良好的变能，使能量损失，因此泡沫金属表现出良好的阻尼特性阻尼特性。v泡沫金属的抗冲击特性表现在其具有显著的吸收泡沫金属的抗冲击特性表现在其具有显著的吸收碰撞能量的能力。如密度为碰撞能量的能力。如密度为0.440.44g/cmg/cm3 3的的AlSiAlSi1212泡泡沫材料的变形在沫材料的变形在3 357%57%时，能量吸收效率都在时，能量吸收效率都在85%85%左右，说明泡沫铝是一种理想的左右，说明

38、泡沫铝是一种理想的冲击能量吸冲击能量吸收材料收材料。 声学性能声学性能 v声波射向泡沫金属时，泡孔内介质（一般为空气）声波射向泡沫金属时，泡孔内介质（一般为空气）在声波作用下，产生振动引起声波射向孔壁表面，在声波作用下，产生振动引起声波射向孔壁表面，产生漫射而干涉消音。同时，孔内介质在声波作产生漫射而干涉消音。同时，孔内介质在声波作用下发生压缩伸张变形，引起介质与孔壁之间摩用下发生压缩伸张变形，引起介质与孔壁之间摩擦，使声能转化为热能，从而起到吸声、消音效擦，使声能转化为热能，从而起到吸声、消音效能。如果声波能进入泡沫金属内（通孔），就会能。如果声波能进入泡沫金属内（通孔），就会使其内部骨架振

39、动而吸收声能，借机械运动将声使其内部骨架振动而吸收声能，借机械运动将声能转换为热能。由于泡沫金属具有不同的结构特能转换为热能。由于泡沫金属具有不同的结构特征，一般情况下闭孔泡沫金属具有吸音、隔声性征，一般情况下闭孔泡沫金属具有吸音、隔声性能；而通孔泡沫金属的吸声、消音性能更好。能；而通孔泡沫金属的吸声、消音性能更好。电磁波屏蔽性能电磁波屏蔽性能 v泡沫金属对电磁波具有优良的屏蔽作用，特别是泡沫金属对电磁波具有优良的屏蔽作用，特别是对高频电磁波屏蔽效果更好。高频电磁场通过泡对高频电磁波屏蔽效果更好。高频电磁场通过泡沫金属时产生感应电势而形成感应涡流，与原磁沫金属时产生感应电势而形成感应涡流，与原

40、磁场反向的涡流磁场产生抵消作用，起到电磁屏蔽场反向的涡流磁场产生抵消作用，起到电磁屏蔽效果，屏蔽作用远高于导电性涂料及导电性材料。效果，屏蔽作用远高于导电性涂料及导电性材料。v按日本关西电子工业振兴会的按日本关西电子工业振兴会的KEC法测定的法测定的ALPORAS RCO5泡沫铝材泡沫铝材(5mm厚厚)的屏蔽效果的屏蔽效果远高于纯铁与含铜粉涂料等屏蔽材料。特别是对远高于纯铁与含铜粉涂料等屏蔽材料。特别是对高频电磁波，使电磁干扰降低高频电磁波，使电磁干扰降低80以上以上 。渗透性能渗透性能 v渗透性能是通孔泡沫金属的一种特性。渗渗透性能是通孔泡沫金属的一种特性。渗透性能随孔隙率的增加而增大，又随

41、两端透性能随孔隙率的增加而增大，又随两端压力差增大而增加。通过对泡沫金属孔结压力差增大而增加。通过对泡沫金属孔结构（如孔隙率、孔径、开孔度）的控制，构（如孔隙率、孔径、开孔度）的控制，可以获得不同透过性能的泡沫金属材料。可以获得不同透过性能的泡沫金属材料。v粉末冶金法生产的多孔材料的渗透系数为粉末冶金法生产的多孔材料的渗透系数为10-1310-11 m2，而而通孔泡沫铝通孔泡沫铝的渗透系数一的渗透系数一般为般为10-1310-10 m2 。其它性能其它性能 ：以泡沫铝为例以泡沫铝为例v泡沫铝的导电性能较差，其电阻率约为铝的泡沫铝的导电性能较差，其电阻率约为铝的100倍倍 。v泡沫铝有很强的耐腐

42、蚀性能。泡沫铝有很强的耐腐蚀性能。 v泡沫铝的热膨胀性能与铝大致相同。泡沫铝的热膨胀性能与铝大致相同。 v泡沫铝具有较好的加工性能泡沫铝具有较好的加工性能 。v泡沫铝还具有涂装性能。泡沫铝还具有涂装性能。 v泡沫铝在潮湿的环境中使用时不吸湿，适合在泡沫铝在潮湿的环境中使用时不吸湿，适合在户外和水中使用。户外和水中使用。 泡沫金属的制造方法泡沫金属的制造方法 v以最终孔的开闭状态来划分泡沫金属的制以最终孔的开闭状态来划分泡沫金属的制造方法：造方法：v闭孔泡沫金属的制造方法闭孔泡沫金属的制造方法v通孔泡沫均金属的制造方法通孔泡沫均金属的制造方法 闭孔泡沫铝的主要制备方法闭孔泡沫铝的主要制备方法 熔

43、体发泡法熔体发泡法熔体发泡法工艺流程图熔体发泡法工艺流程图铝铝或或铝铝合合金金的的熔熔化化添加增添加增粘剂粘剂搅搅拌拌混混合合泡泡沫沫铝铝裸裸板板切切割割冷冷却却熔熔体体的的增增粘粘复复合合板板泡泡沫沫铝铝坯坯加入发加入发泡剂泡剂保保温温发发泡泡 粉末冶金法工艺流程图粉末冶金法工艺流程图 发泡剂发泡剂TiH2轧制轧制可发泡板可发泡板净形泡沫净形泡沫铝基体铝基体净形泡沫净形泡沫铝复合板铝复合板铝粉铝粉添加剂添加剂可发泡棒可发泡棒冷压冷压挤压挤压净形发泡净形发泡铝板铝板发泡发泡与铝或钢与铝或钢板粘合板粘合可发泡三可发泡三明治板明治板混合混合工艺原理工艺原理v将金属粉末、起泡剂、添加剂混匀后，压制成

44、具有一将金属粉末、起泡剂、添加剂混匀后，压制成具有一定的致密性的坯体。原则上可用任何方法来压制，只定的致密性的坯体。原则上可用任何方法来压制，只要确保起泡剂能嵌入到金属中而没有明显的残余的气要确保起泡剂能嵌入到金属中而没有明显的残余的气孔即可。常用的压制方法有冷压、热等静压、棒条挤孔即可。常用的压制方法有冷压、热等静压、棒条挤压或粉末压延等。压或粉末压延等。v在接近母体材料熔点附近进行发泡。均匀分散于致密在接近母体材料熔点附近进行发泡。均匀分散于致密金属母体中的起泡剂分解，放出的气体迫使被压制的金属母体中的起泡剂分解，放出的气体迫使被压制的母体材料膨胀，从而形成多孔结构的泡沫金属。充分母体材料

45、膨胀，从而形成多孔结构的泡沫金属。充分膨胀所需要的时间取决于预制品的温度、尺寸，其变膨胀所需要的时间取决于预制品的温度、尺寸，其变化范围在几秒到几分钟之间。泡沫金属的密度可通过化范围在几秒到几分钟之间。泡沫金属的密度可通过调节发泡剂的含量及其它工艺参数如温度、时间等来调节发泡剂的含量及其它工艺参数如温度、时间等来控制。对锌和铝合金，可用控制。对锌和铝合金，可用TiHTiH2 2或或ZrHZrH2 2作发泡剂，含作发泡剂，含C C，如如SrCOSrCO3 3可用钢的发泡剂。用金属氢化物作为起泡剂，可用钢的发泡剂。用金属氢化物作为起泡剂，大多数情况下含量低于大多数情况下含量低于1%1%效果最好。效

46、果最好。注气发泡法注气发泡法工艺原理图工艺原理图 注气发泡法的基本原理注气发泡法的基本原理v将气体喷射并混合到含有熔融金属及陶瓷颗粒的搅拌槽将气体喷射并混合到含有熔融金属及陶瓷颗粒的搅拌槽中，喷入的气体引起气泡上升至熔体表面，形成液体泡中，喷入的气体引起气泡上升至熔体表面，形成液体泡沫。由于陶瓷颗粒存在于泡壁的气液界面上，使得液体沫。由于陶瓷颗粒存在于泡壁的气液界面上，使得液体泡沫得以稳定。稳定的液态泡沫被机械性地从熔体表面泡沫得以稳定。稳定的液态泡沫被机械性地从熔体表面移走，并在金属或其合金的凝固温度之下冷却，这种方移走，并在金属或其合金的凝固温度之下冷却，这种方法允许半连续生产固态泡沫金属

47、板。注气发泡法可用于法允许半连续生产固态泡沫金属板。注气发泡法可用于生产生产铝、镍、铁、锌、镁、铜、铅铝、镍、铁、锌、镁、铜、铅或它们的合金泡沫，或它们的合金泡沫，是目前生产泡沫金属最廉价的方法。同时泡沫的尺寸可是目前生产泡沫金属最廉价的方法。同时泡沫的尺寸可控制在很大的范围，生产出的泡沫铝制品的孔隙度最高控制在很大的范围，生产出的泡沫铝制品的孔隙度最高可达可达97%。但泡沫孔洞的大小和分布难以控制，所生产。但泡沫孔洞的大小和分布难以控制，所生产的泡沫一般含有大孔及存在密度梯度，进而给材料的机的泡沫一般含有大孔及存在密度梯度，进而给材料的机械性能带来不利的影响。械性能带来不利的影响。 工艺特点

48、工艺特点1v采用注气发泡法生产泡沫金属时，采用注气发泡法生产泡沫金属时，搅拌器和喷搅拌器和喷嘴嘴的设计十分重要。搅拌器不仅要搅动熔体，的设计十分重要。搅拌器不仅要搅动熔体，其上面的喷嘴还要向熔融金属中注射气体（空其上面的喷嘴还要向熔融金属中注射气体（空气、氮气、氩气），从而形成金属泡沫。同时气、氮气、氩气），从而形成金属泡沫。同时熔体中形成气泡不但要细小，而且分布要均匀。熔体中形成气泡不但要细小，而且分布要均匀。因为只有产生大量细小的气泡，才能得到相对因为只有产生大量细小的气泡，才能得到相对稳定的泡沫体。由于在完全固化之前，通过输稳定的泡沫体。由于在完全固化之前，通过输送带或轧辊将半固态的泡沫

49、体压成扁平状，所送带或轧辊将半固态的泡沫体压成扁平状，所以初轧板坯具有封闭的平整表面。以初轧板坯具有封闭的平整表面。 工艺特点工艺特点2v一般加入一般加入SiC、Al2O3、MgO颗粒来提高金属熔颗粒来提高金属熔体的粘度。这些粒子所占体积分数通常在体的粘度。这些粒子所占体积分数通常在1020%。平均粒子尺寸在。平均粒子尺寸在520m。粒子在胞壁上粒子在胞壁上的积累对泡沫体的稳定性起一定作用。首先，粒的积累对泡沫体的稳定性起一定作用。首先，粒子提高了熔体的表观粘度，因此阻止了气泡薄膜子提高了熔体的表观粘度，因此阻止了气泡薄膜中的排液；其次，粒子被熔体部分浸润，气泡与中的排液；其次，粒子被熔体部分

50、浸润，气泡与粒子结合处界面稳定（当气泡上升通过熔体时，粒子结合处界面稳定（当气泡上升通过熔体时，粒子不能被冲刷掉）；结合界面处夹有粒子降低粒子不能被冲刷掉）；结合界面处夹有粒子降低两气泡间的界面能量，即气泡两气泡间的界面能量，即气泡/粒子粒子/气泡的交界气泡的交界面达到稳定平衡。面达到稳定平衡。 生产情况生产情况v目前加拿大目前加拿大Cymat公司和挪威公司和挪威Hydro Aluminum公司采用注气发泡法生产泡沫公司采用注气发泡法生产泡沫铝。加拿大铝。加拿大Cymat公司每小时能生产宽度公司每小时能生产宽度超过超过1.51.5m m，厚度在厚度在2.52.51515cmcm、重重10001

51、000kgkg的泡沫铝材料。的泡沫铝材料。HydroHydro铝业公司则生产宽铝业公司则生产宽7070cmcm，厚厚8 81212cmcm，长长2 2m m以上的板坯。注以上的板坯。注气发泡法生产泡沫材料的一个缺点是机械气发泡法生产泡沫材料的一个缺点是机械加工问题。由于气泡壁夹有起稳定作用粒加工问题。由于气泡壁夹有起稳定作用粒子，其脆性是一个意想不到的副作用。子，其脆性是一个意想不到的副作用。 共晶凝固法共晶凝固法原理图原理图(a) 放射状结构(b) 藕状结构工艺原理工艺原理v将充入并溶解氢气的液态金属通过共晶点将充入并溶解氢气的液态金属通过共晶点冷却，由于凝结时气态氢的溶解度降低而冷却，由于

52、凝结时气态氢的溶解度降低而析出，在共晶点同时发生金属凝固和气孔析出，在共晶点同时发生金属凝固和气孔形核。因为共晶点的位置取决于系统的压形核。因为共晶点的位置取决于系统的压力，故所制材料的孔率可通过调节铸造腔力，故所制材料的孔率可通过调节铸造腔中的氢气压力来控制。由于温度对氢在液中的氢气压力来控制。由于温度对氢在液态金属中的溶解度影响很大，所以必须调态金属中的溶解度影响很大，所以必须调整冷却过程开始前的熔化温度与氢气压力，整冷却过程开始前的熔化温度与氢气压力，以匹配共晶点的氢在熔体中的溶解量。以匹配共晶点的氢在熔体中的溶解量。同轴喷嘴空心球形铝泡沫制造法同轴喷嘴空心球形铝泡沫制造法 v美国佐治亚

53、理工学院的小桑德斯发明该方美国佐治亚理工学院的小桑德斯发明该方法。该法是将两根同心的圆管套在一起，法。该法是将两根同心的圆管套在一起，铝熔体通入外管，而向内管通入惰性气体，铝熔体通入外管，而向内管通入惰性气体，将下落的铝液滴吹成球形泡，其直径为将下落的铝液滴吹成球形泡，其直径为1mm6mm，壁厚为壁厚为5m15m。将制将制备的球状泡装于容器中，通过烧结时的扩备的球状泡装于容器中，通过烧结时的扩散作用可使它们联成一体而成为泡沫材料散作用可使它们联成一体而成为泡沫材料 。此法特别适用于制备共晶铝硅合金泡沫，此法特别适用于制备共晶铝硅合金泡沫，因为它们的熔点低，流动性好，化学活性因为它们的熔点低，流

54、动性好，化学活性较低。但每一个喷嘴的生产率为较低。但每一个喷嘴的生产率为3000-15000个，相当于每小时个，相当于每小时2.36.8kg，所以所以生产效率较低，而且工艺过程较为复杂。生产效率较低，而且工艺过程较为复杂。 溅射喷镀法溅射喷镀法 v溅射法就是在反应器内维持可控的惰溅射法就是在反应器内维持可控的惰性气体压力性气体压力,在等离子的作用下在等离子的作用下,通过通过电场的作用将金属沉积在基体上电场的作用将金属沉积在基体上,与此与此同时惰性气体的原子也一并沉积。当同时惰性气体的原子也一并沉积。当升高温度使金属熔化时，惰性气体发升高温度使金属熔化时，惰性气体发生膨胀并形成一个一个空穴，冷却

55、后生膨胀并形成一个一个空穴，冷却后即为泡沫金属即为泡沫金属 。添加料球法添加料球法 、无重力混合法、无重力混合法 v添加料球法添加料球法：在液态金属中加入颗粒：在液态金属中加入颗粒或中空球，加以强化搅拌，对仍处在或中空球，加以强化搅拌，对仍处在相对流动时的铝液进行铸造而得到铝相对流动时的铝液进行铸造而得到铝颗粒复合体颗粒复合体 。v无重力混合法无重力混合法：在无重力下的宇宙空：在无重力下的宇宙空间或微重力的条件下把氩气等惰性气间或微重力的条件下把氩气等惰性气体吹入金属液中而制造泡沫金属的方体吹入金属液中而制造泡沫金属的方法法 。通孔泡沫铝的主要制备方法通孔泡沫铝的主要制备方法渗流铸造法渗流铸造

56、法基本工艺流程基本工艺流程 模具模具准备准备填料填料准备准备造造型型模具和填料模具和填料体预热体预热铝合金铝合金准备准备熔熔化化精炼精炼处理处理渗流渗流铸造铸造机械机械加工加工清清理理成成品品工艺原理工艺原理v渗流铸造法是制备多孔金属材料较为成熟的方渗流铸造法是制备多孔金属材料较为成熟的方法之一，用该方法可以将铝、镁、锌、铅、锡、法之一，用该方法可以将铝、镁、锌、铅、锡、铸铁等金属制成多孔材料。该方法的工艺原理铸铁等金属制成多孔材料。该方法的工艺原理是将预先处理好的填料粒子直接放入铸型中或是将预先处理好的填料粒子直接放入铸型中或制成多孔预制块后再放入铸型中，再连同铸型制成多孔预制块后再放入铸型

57、中，再连同铸型一起预热到一定温度，然后浇入熔融金属，并一起预热到一定温度，然后浇入熔融金属，并适当调整压力使金属液渗入到填料缝隙或预制适当调整压力使金属液渗入到填料缝隙或预制块中，冷却凝固后形成一个三维网状互联的金块中，冷却凝固后形成一个三维网状互联的金属属- -填料粒子复合体。将金属填料粒子复合体。将金属- -填料粒子复合体填料粒子复合体（铸件）加工成要求的形状，再去除填料粒子，（铸件）加工成要求的形状，再去除填料粒子，从而得到最终所需要的泡沫金属。从而得到最终所需要的泡沫金属。渗流铸造法分类渗流铸造法分类v渗流铸造法分为上压渗流铸造法和负渗流铸造法分为上压渗流铸造法和负压渗流铸造法两类。压

58、渗流铸造法两类。v上压渗流铸造法上压渗流铸造法又又可分为固体压头加可分为固体压头加压法和气体加压法两种压法和气体加压法两种。v负压渗流铸造法负压渗流铸造法又可又可分为差压铸造法分为差压铸造法和真空吸铸法两种。和真空吸铸法两种。 固体压头加压法固体压头加压法 出气孔模具金属液预制块压头固体压头加压法原理示意图固体压头加压法原理示意图 差压铸造法差压铸造法 差压铸造法原理示意图差压铸造法原理示意图 工艺特点工艺特点v渗流铸造法通常应用于生产渗流铸造法通常应用于生产泡沫金属铝泡沫金属铝。这种方法具有。这种方法具有工艺操用简单、预热速度快、生产率和成品率高、安全工艺操用简单、预热速度快、生产率和成品率

59、高、安全系数大、设备投资小、便于机械化生产等优点。其中，系数大、设备投资小、便于机械化生产等优点。其中，填料颗粒的选择与处理十分关键，它具有以下特点：足填料颗粒的选择与处理十分关键，它具有以下特点：足够的耐热性，在浇注温度下不熔化；足够的强度和刚度，够的耐热性，在浇注温度下不熔化；足够的强度和刚度，在渗流压力作用下不会破碎和变形；良好的去除性，在在渗流压力作用下不会破碎和变形；良好的去除性，在铝液凝固后三维孔洞中的填料颗粒能用溶剂或水溶解而铝液凝固后三维孔洞中的填料颗粒能用溶剂或水溶解而将其完全去除；化学稳定性，不与铝液发生反应将其完全去除；化学稳定性，不与铝液发生反应62。蛭。蛭石、耐火粘土

60、球、可溶性盐、膨胀粘土颗粒的松散物料、石、耐火粘土球、可溶性盐、膨胀粘土颗粒的松散物料、沙粒、泡沫玻璃球或空心沙粒、泡沫玻璃球或空心Al2O3球等都可作填料颗粒。球等都可作填料颗粒。最常用的是最常用的是NaCl盐颗粒。这种方法制造的泡沫铝孔隙盐颗粒。这种方法制造的泡沫铝孔隙率平均可达率平均可达70%，便于大规模生产。，便于大规模生产。工艺参数对渗流铸造法制备泡沫铝工艺参数对渗流铸造法制备泡沫铝材料的影响材料的影响v(1) 以食盐作为可溶性填料时，应将食盐在以食盐作为可溶性填料时，应将食盐在600左右保温左右保温0.5-0.6小时，以去除其中的结晶水，以小时，以去除其中的结晶水，以免在遇高温铝液