多孔泡沫金属材料

1、 多孔泡沫金属材料基本概念1分类方法2结构特点3制备工艺45功能特性应用及展望6多孔泡沫金属材料发现以及基本概念介绍3 多孔泡沫金属自 1948 年美国的So Snik 利用汞在熔融铝中气化而得, 使人们对金属的认识发生了重大转变 ,认为面粉可以发酵长大 ,金属也可以通过类似的方法使之膨胀, 从而打破了金属只有致密结构的传统概念。 泡沫金属是一种在金属基体中形成无数三维空间网状结构的多孔金属材料，又称多孔性泡沫金属，由于它兼有金属特性和非金属的一些特殊物理性能，因而得到国内外的普遍关注。发 现概 念多孔泡沫金属材料分类方法介绍4(1) 按孔径和孔隙 率的大小孔 径 小 于0. 3mm，孔隙率在

2、 45% 90% 的，称 为多孔 金 属( porous metal)孔径在 0. 5 6mm，孔隙率大于90% 的，称为泡沫金属( foam metal)（2） 按孔的形 状特征通孔结构闭孔结构（3）按其基体的种类进行分类: 多孔泡沫铝，多孔泡沫铸铁，多孔泡沫铝合金，多孔泡沫镍等。多孔泡沫金属材料 泡沫金属的结构特点5（1）孔径大。多孔泡沫金属材料与普通的粉末冶金多孔材料相比,孔径较大 ,贯通孔多 。（2）孔隙率高。多孔泡沫金属材料的孔隙率随其种类不同而不同 ,在 40 % 98 %的范围内变化。（3）密度低。随孔隙率的提高, 泡沫金属的密度降低,一般为同体积金属的 3/5 1/50 不等

3、。例如孔隙率大于63 %的泡沫铝合金 , 其密度可达 1 g/cm3以下, 能够浮于水面上。多孔泡沫金属材料制备工艺方法及其分类6（1）按制备工艺分类（2）按被加工金属的物理状态分类多孔泡沫金属材料制备工艺方法及其分类7（3）按孔隙的形成机理分类多孔泡沫铝的制备工艺制备工艺介绍8（1）熔体发泡法 将合金熔化并保持温度为650 670 ;然后加 入M g 粉 , 以降低熔体的表面张力;搅拌 10 min 并添加定量的发泡剂 , 控制处理温度为 530 ;在尽可能减少发泡剂分解的条件下 ,必须保证发泡剂有充分的分散时间 ,发泡剂分散后, 合金注入模具并水冷,然后经压力机压制 ,得到二次发泡的发泡先

4、驱体 ;将先驱体在两相区温度下发泡 ,即可得到最终的泡沫铝制品 （2）渗流铸造法 渗流铸造法是将 Na Cl 堆积在铸模中压制成坯 ,经预热后浇注金属, 然后将颗粒去除 , 制备出通孔的泡沫结构。该工艺的关键是合理选择和搭配粒子的预热温度、铝液浇注温度和冲型压力这 3 个工艺参数, 其中对粒子预热温度的控制尤其重要。多孔泡沫铝的制备工艺制备工艺介绍9（3）粉末冶金发泡法 粉末冶金发泡法是德国 Fraunhofer 应用材料研究所发明的, 工艺原理是将混合铝粉与发泡剂粉 ,经压缩得到具有气密结构的预制体 ,加热预制体使发泡剂分解释放出气体, 迫使预制体膨胀得到泡沫铝。该工艺稳定可控，可制备各种异

5、型件和复合结构，是当今研究的热点方向。（4）电化学沉积法 也称为镀覆金属法，通过金属喷涂工艺、硬化处理、化学预镀三个步骤,将金属(如镍和铜等)覆盖在聚氯基甲酸乙酯材料上,再将脂原体用热分解的方法去除, 从而制得泡沫金属。采用电沉积法生产的泡沫铝具有孔洞分布均匀 、孔径小 、孔隙率高的特点,且其隔热和阻尼特性优于铸造法生产的泡沫铝。 多孔泡沫金属材料的特性及应用功能特性介绍10 由于大量微小气孔的存在，多孔泡沫金属与实体结构材料相比具有一系列的优良性能：密度小、比强度高、良好的可压缩性，独特的压缩应力-应变曲线、在变形过程中泊松比的改变、可吸收较高的冲击能量、减震、吸音、电磁屏蔽等。多孔泡沫金属

6、材料的特性及应用泡沫金属的应用11 多孔泡沫金属的应用主要有吸声材料 、吸振材料、抗冲击材料、催化载体材料、医学植入体等 。（1）吸声吸振阻燃多孔泡沫金属材料的特性及应用泡沫金属的应用12（2）抗冲击材料多孔泡沫金属材料的特性及应用泡沫金属的应用13（3）生物医学植入体 利用 Ti 合金泡沫与人体的生物相容性, 可用于人体骨骼或牙齿的替代材料 ,M g 泡沫也有望作为人工骨头的材料（4）电磁屏蔽多孔泡沫金属材料的发展前景14目前主要的发展趋势主要表现在以下两个方面。（1）建立孔结构力学模型。 目前,还没找到有效测量和正确描述泡沫金属材料孔结构力学行为的实验方法和理论模型, 因此,需要开展大量的实验研究和理论探索 , 如何正确估计孔结构的力学行为特征仍然是一个极具