粉体发泡法制备泡沫金属的影响因素
泡沫金属的介绍及制备
泡沫金属的介绍及制备泡沫金属是一种具有网状结构的金属材料，具有多孔、轻质、吸能等特点，广泛应用于航天航空、汽车、石油化工、建筑和生物医学等领域。
泡沫金属的制备方法有物理发泡法、化学发泡法和合金熔浇法等。
物理发泡法是利用金属粉末与发泡剂混合，通过高温炉将混合物熔化，发泡剂在熔融过程中释放出气体，使金属熔液形成气泡。
通过调整熔融温度、发泡剂添加量和冷却速率等参数，可以控制泡沫金属的孔隙率、孔径大小和形状。
化学发泡法是在金属粉末中添加化学反应剂，如水和一些添加剂，通过反应产生氢气或其他气体。
在高温下，氢气被金属熔融体吸收，形成气泡，使金属熔液膨胀。
利用化学发泡法可以制备具有更高孔隙率和更大孔径的泡沫金属。
合金熔浇法是将金属合金熔化后注入预先制备好的多孔陶瓷模具中，通过真空抽吸或压力注入等手段，将金属熔液填充到模具中的孔隙中，然后经过冷却固化，形成泡沫金属。
合金熔浇法可以制备泡沫金属的孔隙形状和密度更加均匀，同时具有较高的抗压强度和较低的气孔率。
泡沫金属具有以下几个显著的特点：1.轻质高强：泡沫金属的孔隙率通常可以达到80%以上，因此具有很小的密度。
同时，由于金属的连续结构，泡沫金属具有优异的强度和刚度。
2.吸能减震：泡沫金属可以吸收和分散冲击能量，具有较好的减震和吸能性能。
在航天航空领域的燃料箱、汽车碰撞缓冲装置和防弹材料等方面具有广泛的应用。
3.导热性能好：由于泡沫金属的连续结构，其导热性能较好。
可以用作散热器材料，有效降低电子设备和发动机等高温部件的温度。
4.吸声性能好：泡沫金属的多孔结构可以有效吸收和分散声音能量，具有良好的吸音性能。
在建筑和汽车领域被广泛应用于隔音材料。
5.生物相容性好：由于泡沫金属具有金属的特性，如抗腐蚀性和生物相容性，因此可以在生物医学领域应用于植入材料。
总之，泡沫金属具有轻质高强、吸能减震、导热性能好、吸声性能好和生物相容性好等优良特性。
随着科学技术的发展，泡沫金属在各个领域的应用将会进一步扩大。
泡沫金属材料的制备与性能研究
泡沫金属材料的制备与性能研究近年来，泡沫材料作为一种新型材料，被广泛应用于隔热、吸声、过滤、减震等领域。
而在这篇文章中，我们将集中讨论其中的一种——泡沫金属材料，探究其制备和性能方面的研究。
一、泡沫金属材料的制备泡沫金属材料的制备主要有三种方法：粉末冶金法、自发性膨胀法和前驱体法。
1.粉末冶金法粉末冶金法是通过在高温状态下将粉末压实，然后在惰性气氛或真空条件下进行高温退火，使金属粉末热膨胀形成泡孔的方法制备泡沫金属材料。
因为这种方法所得到的泡沫材料的孔径比其它两种方法得到的材料要细小，所以在一些领域中，其应用范围相对较窄。
2.自发性膨胀法自发性膨胀法是将金属粉末放进钢管中，在加热到一定温度后，金属粉末在其自身内部发生氧化还原反应，放出气体，使得热膨胀的金属粉末形成空心结构的泡沫材料。
这种方法得到的泡沫材料具有较大的孔径和比表面积和气膜厚度，所以在催化剂、吸附材料等领域中有着广泛的应用。
3.前驱体法前驱体法是在高分子聚合物溶液中先形成金属络合物，然后将其加热至一定温度，分解出气体形成泡孔的方法制备泡沫金属材料。
这种方法制备的泡沫材料具有均匀的孔径、较高的开孔率、高比表面积和良好的机械性能，所以在热阻隔、吸声等领域中有着广泛的应用。
二、泡沫金属材料的性能泡沫金属材料由于具有空心结构，所以其密度非常之小。
与普通金属相比，泡沫金属材料的抗压性能和比强度非常之高，同时其导热性和导电性能也比较强。
1.抗压性能泡沫金属在制备过程中，其空心孔隙的大小和分布会对其抗压性能产生一定影响。
一般来说，孔径越小，分布越均匀的泡沫材料其抗压性能就越好。
而当孔径较大时，由于其容易发生屈曲、断裂等现象，所以其抗压性能相对较弱。
2.导热性能泡沫金属材料的导热性能与其密度有关，密度越低，导热性能越强。
当空气孔隙率达到95%以上时，泡沫金属材料的热传导系数将会小于1W/mk，而这也是其他材料所不能比拟的。
因此，泡沫金属材料的导热性能表现出了卓越的隔热性能。
粉末冶金法制备泡沫铝
粉末冶金法制备泡沫铝的工艺研究及其展望摘要泡沫铝由于具有多种独特的性能，已备受研究者的关注。
制备泡沫铝的方法很多，本文主要介绍了粉末冶金法制备泡沫铝的工艺，对影响工艺的因素进行了分析，提出了粉末冶金法需要改进的方面，以推动粉末冶金法制备泡沫铝的研究和应用。
关键字泡沫铝粉末冶金法影响因素1 引言泡沫铝作为一种新型的功能材料，以其独特的性能，具有广阔的应用前景[1,2]。
泡沫铝由于轻质结构，吸声，隔音等性能，正大范围应用于汽车，航空，公路建设，建筑装饰等工业和国防科技领域[3]。
目前制备泡沫铝的方法有熔体发泡发法、渗流铸造法、液态金属凝固法、熔模铸造法、粉末冶金法、固-气共晶凝固法、添加球料法等。
其中，粉末冶金法是近年来国外研究比较集中的一种工艺[4]。
粉末冶金发泡法是由德国Fraunhofer材料研究所发明的一种生产方法，利用此方法制备出结构均匀的泡沫材料，可以加工成近成品尺寸的零件[5]，也可以制成三明治式的复合材料，中间为泡沫铝材料层，而两面为生长成一体的铝薄板。
粉末冶金法在欧洲得到了广泛的研究，目前，制备较为成功的有德国FOAMINAL、奥地利的ALULIGHT和斯洛伐克的ALU FOAM三个品牌[6]。
我国对粉末冶金法制备泡沫铝的研究还处于实验阶段，北京的有色金属研究总[7]、太原重型机械学院[8]、东南大学、东北大学[9]等单位对粉末冶金法进行了研究。
2 泡沫铝的粉末冶金法制备2.1 制备原理首先将铝粉和发泡剂（通常是TiH2）粉混合均匀，然后将其压制成致密的预制块，预制块中不能有残留的气孔和缺陷，否则会对产品质量造成很大的影响。
将预制块放入炉中加热，加热至铝熔点附近，发泡剂受热开始分解生成气体，首先形成气孔，然后长大，使预制体膨胀，形成多孔的泡沫铝。
图1为粉末冶金法制备泡沫铝的工艺流程图。
图1 粉末冶金法制备泡沫铝[10]Fig.1 Preparation of aluminum foams by powder metallurgy2.2 实验经验德国J.Banhart[11]等将商用铝粉、铝硅合金粉、锌粉、铅粉和一小部分适当的发泡剂（金属氢化物）混合，在模具中压制成致密的，无孔隙的预制块，将其加热到金属或合金的熔点附近，预制块就会膨胀成多孔的闭孔材料。
泡沫金属_精品文档
泡沫金属泡沫金属是一种与众不同的材料，它具有独特的结构和性能。
这种材料由金属薄片组成，形成一个类似于海绵的结构。
泡沫金属通常用于吸声、隔热、过滤和结构支撑等领域。
本文将介绍泡沫金属的制备方法、结构特点以及应用领域等内容。
一、制备方法泡沫金属的制备方法主要有两种：物理泡沫法和化学泡沫法。
物理泡沫法是将金属薄片堆叠在一起，然后在高温环境下进行烧结。
这个过程中，金属薄片之间的空隙被保留下来，形成了泡沫状结构。
物理泡沫法制备的泡沫金属具有均匀的孔隙结构和良好的机械性能。
化学泡沫法是通过在金属薄片上涂覆一层特殊的泡沫剂，然后在高温环境下进行热解或燃烧。
泡沫剂在高温下分解产生气体，形成气泡，使金属薄片膨胀并形成泡沫状结构。
化学泡沫法制备的泡沫金属具有较大的孔隙度和较低的密度。
二、结构特点泡沫金属的结构特点是其最大的优点之一。
泡沫金属的结构类似于海绵，具有大量的孔隙。
这些孔隙可以提供较大的表面积，从而增加与外界环境的接触面积。
此外，泡沫金属的孔隙大小和分布可以根据需求进行调节。
这种可调节的结构使得泡沫金属在吸声、隔热和过滤等领域具有广泛的应用。
泡沫金属的结构还具有良好的机械性能。
由于金属薄片之间的交叉连接，泡沫金属具有较高的强度和刚度。
这种结构可以使泡沫金属承受较大的载荷，从而在结构支撑方面具有潜力。
三、应用领域泡沫金属由于其独特的结构和性能，被广泛应用于各个领域。
在声学方面，泡沫金属因其良好的吸声性能被用于吸音材料的制备。
泡沫金属可以通过调节孔隙结构和密度来实现不同频率范围内的吸声效果。
因此，它在音响室、汽车制造和船舶建造等领域有着广泛的应用。
在隔热方面，泡沫金属可以作为保温隔热材料来减少能量的传导和散失。
由于泡沫金属的结构具有大量的孔隙，可以形成一个有效的隔热层。
这种材料在建筑、石油化工和航天航空等领域中被广泛应用。
在过滤方面，泡沫金属可用于空气和液体的过滤。
由于其高表面积和可调节的孔隙结构，泡沫金属可以有效地去除悬浮颗粒和杂质。
泡沫金属的制备力学性能及其应用
泡沫金属的制备力学性能及其应用泡沫金属是指金属材料在冶金过程中通过特殊方法制得的具有开放孔隙结构的材料。
泡沫金属具有低密度、高比强度、优异的吸能性能、良好的导热性能等特点，因此被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、能源储存等领域。
泡沫金属的制备方法多种多样，常见的有聚合物模板法、发泡剂法、自发性发泡法等。
其中，聚合物模板法是最常见的制备方法之一、首先，将金属粉末与粘结剂混合，然后将混合物填充到聚合物模板中，通过高温处理使粘结剂烧结，最后将聚合物模板去除，得到具有孔隙结构的泡沫金属。
泡沫金属具有优异的力学性能。
它具有高比强度和高吸能性能，可以有效地吸收能量和缓解冲击。
由于其孔隙结构的存在，泡沫金属具有优异的吸震性能，减小了任何外部力对机械结构的影响，因此泡沫金属常被用作冲击吸收材料、振动控制材料等。
此外，泡沫金属还具有良好的导热性能，可以作为热传导材料在热管理领域得到应用。
泡沫金属在汽车领域有广泛的应用。
它可以用来制作汽车碰撞保护材料，能够有效地吸收碰撞能量，保护车辆内部的人员安全。
此外，泡沫金属还可以应用于汽车排放系统中，用于减轻噪音和振动。
同样，在航空航天领域，泡沫金属也有重要的应用。
它可以用于制作航空航天器的结构材料、燃料储存材料等。
另外，泡沫金属还可以用于建筑领域。
其低密度和高比强度使其成为一种理想的建筑材料，可以用于制作轻质墙板、隔音材料、隔热材料等。
此外，由于泡沫金属具有优异的导热性能，它还可以用于太阳能热能储存系统以及建筑物的能源效率改善。
总之，泡沫金属作为一种具有开放孔隙结构的材料，具有低密度、高比强度、良好的吸能性能和导热性能等特点，因而在各个领域都有广泛的应用。
随着科技的进步，泡沫金属的制备方法将会更加多样化，其应用领域也将进一步扩展。
发泡生产中常见问题分析及解决方法
发泡生产中常见问题分析及解决方法一．工艺参数不准可能引起的问题1. 模具温度低可能产生的问题。
a. 粘接性差b. 亏料c. 形稳性差2. 发泡剂用量不准可能产生的问题。
a. 自由泡密度偏低（高）b. 亏料（溢料）c. 形稳性差，脱模性差3. 黑白料比不准可能产生的问题。
a. 自由发泡密度偏低（高）b. 反应速度偏快（慢）c. 亏料（溢料）d. 形稳性差e. 泡孔结构不正常4. 注射压力不准可能产生的问题。
a. 料比不正常b. 反应速度偏快（慢）c. 喷溅d. 泡孔结构不正常5. 料温不对可能产生的问题a. 反应速度偏快（慢）b. 料比不正常c. 亏料（溢料）d. 脱模性不正常二．常见问题原因及处理方法1. 粘接性较差即离皮a. 模具低温度过低（过高）b. 过填充量不够c. 发泡系统的选择不当d. 错误的黑白料比（黑料过多）e内胆表面粘接性较差。
如电晕过的HIPS比不电晕的粘接性要强得多2. 泡沫溢料即漏料a过填量过大b. 发泡料乳化时间太长，乳化速度太慢c. 密封不严d. 箱体结构设计及构造不合理3. 亏料a. 模具温度过低b. 过填充不足c. 排气不是太好4. 尺寸稳定性、泡沫强度较差a. 泡沫密度过低b. 过填充量不足c. 流动性较差，导致过高的泡孔各向异性d. 泡沫交联程度不够5. 脱模时间较长a过填充量过大b. 箱体设计及构造不合理c. 流动性较差导致箱体内某些地方的过填量太大6. 泡沫表面气泡偏多a. 箱体结构不合理，对料的流动不利，部分地方易形成旋涡而造成气泡产生b. 排气不好，造成气体淤积c. 发泡料混合不均匀，发泡过程中相关参数变化，不稳d. 发泡料的流动性不好，发泡料和发泡剂的相溶性不好7. 箱体中梁收缩a侧板金属厚度或强度太低b. 箱体结构不合理，造成料的均一性不够好c. 发泡料的流动性不够好d. 发泡料本身的压缩强度及尺寸稳定性不好。
8. 泡沫开裂a泡沫太厚，b. 过填充量过大，密度太大。
泡沫金属的制备,力学性能及其应用
在制备过程中，控制好温度和时间，可以提 高泡沫金属的性能。
优化发泡剂的类型和浓度
通过调整发泡剂的类型和浓度，可以控制泡 沫金属的孔径和孔隙率。
控制压力和气氛
在某些制备方法中，控制好压力和气氛，可 以提高泡沫金属的性能。
02 泡沫金属的力学性能
抗压性能
总结词
泡沫金属具有优异的抗压性能， 能够承受较大的压力而不会发生 变形或破裂。
复合技术
通过与其他材料的复合，可以发 挥泡沫金属和复合材料各自的优 点，制备出具有优异性能的复合
材料。
未来发展方向和挑战
拓展应用领域
泡沫金属作为一种功能材料，应积极探索其在新能源、生物医学、 航空航天等新兴领域的应用。
提高性能
继续优化制备工艺，提高泡沫金属的各项性能指标，以满足更广泛 的应用需求。
详细描述
由于其独特的结构和孔隙率，泡 沫金属在压缩载荷下展现出良好 的塑性和稳定性，可以有效地分 散压力，防止局部应力集中。
抗拉性能
总结词
泡沫金属的抗拉性能较弱，容易在拉 伸载荷下发生断裂。
详细描述
泡沫金属的抗拉强度较低，主要原因 是其孔隙结构在拉伸过程中容易产生 应力集中，导致材料断裂。
抗冲击性能
不同类型的发泡剂和浓度对泡 沫金属的孔径和孔隙率有显著 影响。
制备温度和时间
温度和时间是影响泡沫金属性 能的重要因素，温度和时间的 控制对制备高质量的泡沫金属 至关重要。
压力和气氛
在某些制备方法中，压力和气 氛也是重要的影响因素。
制备过程的优化策略
优化原料的粒度和纯度
选择合适的粒度和纯度的原料，可以提高泡 沫金属的性能。
渗流法
通过控制金属基体的孔径和孔隙率，使液体或气体渗入到基体中，然 后通过加热或加压使渗入的物质释放出气体，形成泡沫金属。
泡沫金属的介绍及制备
泡沫金属的介绍及制备泡沫金属，又称金属泡沫或多孔金属，是一种具有很高比表面积和极低密度的材料。
它是由金属表面的气泡组成，具有良好的热、声、电和机械性能，广泛应用于过滤、隔热、吸能和结构支撑等领域。
第一种制备方法是模板法。
这种方法首先需要制备一个具有特定孔洞结构的模板，常用的模板材料有泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯和陶瓷材料等。
然后，将金属溶液浸渍到模板中，再通过高温烧结或电解沉积等方法形成金属泡沫。
最后，将模板从金属泡沫中去除，得到所需的泡沫金属材料。
这种方法制备的金属泡沫具有规则的孔洞结构和良好的复制性。
第二种制备方法是粉末法。
这种方法是通过金属粉末与发泡剂混合，然后将混合物置于高温环境中进行烧结，使粉末粒子熔结在一起，形成金属泡沫。
这种方法制备的金属泡沫具有无规则的孔洞结构，适用于一些特殊领域的应用。
第三种制备方法是发泡燃烧法。
这种方法是利用金属粉末与可燃剂的混合物，在燃烧过程中生成大量的气体，从而形成金属泡沫。
这种方法制备的金属泡沫具有高比表面积和较低密度，适用于过滤和催化等领域。
最后一种制备方法是水泡发泡法。
这种方法是将金属粉末与表面活性剂和泡沫稳定剂混合，再将混合物加入水中，通过机械搅拌和超声波处理等方法形成稳定的泡沫液。
将泡沫液移至模具中，加热或烘干后，形成金属泡沫材料。
这种方法制备的金属泡沫具有较低的密度和较高的强度，适用于吸能和噪音控制等领域。
总的来说，泡沫金属是一种新型的多孔金属材料，具有独特的性能和广泛的应用前景。
通过不同的制备方法，可以得到具有不同结构和性能的泡沫金属材料，满足不同领域的需求。
泡沫金属的现有制备方法总结
泡沫金属的现有制备方法总结泡沫金属是一种具有多孔结构和良好力学性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
本文将总结泡沫金属的现有制备方法，并对其特点和应用进行探讨。
首先，模板法是最早采用的一种制备泡沫金属的方法。
该方法将金属粉末和模板混合后，在高温下进行烧结，然后通过酸蚀模板，得到具有多孔结构的泡沫金属。
该方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的成型性能，但模板的选择和处理过程会对成品的性能和形状产生影响。
第二，溶胶凝胶法是一种利用溶胶凝胶反应生成的孔洞来制备泡沫金属的方法。
该方法主要包括凝胶浸渍法和凝胶共凝胶法。
凝胶浸渍法是将金属溶胶浸渍到泡沫状的碳骨架中，然后经过热处理得到泡沫金属。
凝胶共凝胶法是将金属溶胶和有机高聚物溶胶融合，形成共凝胶，再通过热处理得到泡沫金属。
这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的力学性能，但制备过程复杂，需要对溶胶和凝胶的性质进行精确控制。
第三，电解法是一种利用电解过程生成气泡来制备泡沫金属的方法。
该方法主要包括电解沉积法和电解析出法。
电解沉积法是在金属表面通过电化学反应析出气泡，然后通过热处理得到泡沫金属。
电解析出法是在金属溶液中施加电流，将阳极上的金属析出成泡沫状，再通过热处理得到泡沫金属。
这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的导电性能，但制备过程中需要对电解条件进行精确控制。
第四，发泡焊接法是一种利用熔化金属的表面张力迫使金属熔滴在钢网上形成泡沫金属的方法。
该方法通过加热金属粉末，使其熔化并附着在钢网上，通过熔滴的浸渍和堆积形成泡沫金属。
这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的抗压性能，但制备过程中需要对加热温度和金属粉末的大小进行精确控制。
最后，高温直接发泡法是一种利用金属的熔点来制备泡沫金属的方法。
该方法将金属加热到超过熔点，并通过气体压力和表面张力使金属形成泡沫状。
这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的热传导性能，但制备过程中需要对温度和气体压力进行精确控制。
Si和Mg粉末对泡沫铝发泡过程的影响
Key words： aluminum foam sandwich； alloy powder； stability
泡 沫 铝 是 在 纯 铝 或 铝 合 金 中 加 入 添 加 剂 后 ，经 过 发 泡 工 艺 而 成 ，同 时 兼 有 金 属 和 气 泡 特 征 。 它 密 度小、高吸 收 冲 击 能 力 强、耐 高 温、防 火 性 能 强、抗 腐蚀、隔音 降 噪、导 热 率 低、电 磁 屏 蔽 性 高、耐 候 性 强 等 优 异 的 物 理 性 能 、化 学 性 能 和 力 学 性 能 以 及 可 回 收 性［1-2］。 泡 沫 铝 的 这 些 优 异 性 能 使 其 在 当 今 的 材 料 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 ，是 很 有 开 发 前 途 的 工程材料，特 别 是 在 交 通 运 输 工 业，航 天 事 业 和 建 筑结构工业等方面。
（ g） 氧化物的分布； （ h） 孔壁处氧化物的放大； （ i） 颗粒物的 EDS 分析 Fig． 2 Photographs of aluminum foams and SEM micrographs of cell wall （ core powder made of 0. 6% Mg + 1% TiH2，heat treated at 450 ℃ for 1 h （ － 100-+ 200 mesh AlSi） ） （ a） macrograph of aluminum foams； （ b） morphology of cell wall at low magnitude； （ c） pore edge of （ b） at high magnification； （ d） oxide particle in pore edge； （ e） EDS analysis of the particle； （ f） SEM micrograph of cell wall； （ g） dispersion of oxide on cell wall； （ h） oride particles on cell wall； （ i） EDS analysis of the particle
泡沫金属的介绍及制备31
泡沫金属的介绍及制备31泡沫金属的介绍及制备31泡沫金属是一种以金属材料为基础制成，具有类似泡沫状结构的材料。
它的制备过程中，首先需要选取合适的金属材料作为基材，常见的有铝、镍、钛等。
其次，在基材上加入一定比例的发泡剂，使金属材料呈现出气泡状态。
最后，通过烧结或热退火等工艺，使气泡中的气体逸出并固化，形成具有泡沫状结构的金属材料。
泡沫金属具有许多独特的性质和应用领域。
首先，由于其内部是由无数小气孔组成，泡沫金属具有极高的孔隙率和低密度，因此具有较轻的重量和优秀的吸能能力。
其次，泡沫金属具有优异的热传导性能，可用于制作热交换器、散热器等产品。
此外，泡沫金属还具有良好的声学特性和隔热性能，可用于制作噪音吸收材料和保温材料等。
此外，泡沫金属还具有良好的机械性能，可用于制作轻质结构材料和吸能缓冲材料等。
泡沫金属的制备方法主要分为多种，其中常用的有发泡剂法、模板法和金属粉末冶金法等。
发泡剂法是一种较为简单和经济的制备方法，其步骤包括：选取合适的金属粉末作为基材，加入一定比例的发泡剂。
然后，在一定的温度和压力下进行热处理，使基材中的发泡剂气化并形成泡沫结构。
模板法则需要制备一个具有所需孔隙结构的模板，然后通过烧结或电解沉积等工艺，在模板中填充金属材料，最后移除模板，获得泡沫金属。
金属粉末冶金法则以金属粉末作为原料，通过混合、压制和烧结等步骤，实现金属粉末的烧结和固化，形成金属泡沫。
综上所述，泡沫金属具有独特的结构和优异的性能，在航空航天、能源、汽车等领域有着广泛的应用。
随着制备工艺和材料研究的不断进步，泡沫金属的应用前景将变得更加广阔。
泡沫金属材料的制备与应用研究
泡沫金属材料的制备与应用研究随着科技的进步和工业的发展，泡沫金属材料在各个领域中的应用日益广泛。
泡沫金属材料拥有轻质、高强、吸能性好等优点，被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、能源等领域。
本文将深入探讨泡沫金属材料的制备及其应用研究。
一、泡沫金属材料的制备泡沫金属材料的制备一般采用两种方法，即湿法和干法。
湿法方法包括泡沫燃烧法和泡沫浸渍法，而干法主要是粉末冶金法。
1. 泡沫燃烧法泡沫燃烧法是最常见也是应用最广泛的方法之一。
它通过燃烧金属颗粒表面附着的发泡剂和增泡剂来获得泡沫金属材料。
燃烧反应会产生高温和大量气体，使金属颗粒熔化，并形成均匀的泡沫结构。
这种方法制备的泡沫金属材料具有高孔隙率和低密度的特点。
2. 泡沫浸渍法泡沫浸渍法是利用浸渍剂将泡沫前驱体材料的孔隙充填，然后通过烘干或烧结过程形成泡沫结构。
这种方法的优点是可以控制泡沫材料的孔隙结构和孔隙率，且所需的设备简单易得。
3. 粉末冶金法粉末冶金法通过混合金属粉末和发泡剂粉末，经过压制和烧结过程制备泡沫金属材料。
这种方法适用于制备较大尺寸的泡沫金属材料，并且可以控制孔隙结构和力学性能。
二、泡沫金属材料的应用研究1. 汽车领域泡沫金属材料在汽车领域有着广阔的应用前景。
它可以应用于车身结构，减轻车重并提高车辆性能。
泡沫金属材料具有优异的吸能能力，在车辆碰撞时可以吸收和消散能量，从而减少车辆受损程度和乘员受伤风险。
2. 航空航天领域在航空航天领域，泡沫金属材料被广泛应用于加固舱壁、隔热材料和燃料储存器等方面。
泡沫金属材料的轻质和高强度使得飞机和火箭的结构更加牢固和轻便，提高了飞行器的性能和燃料效率。
3. 建筑领域泡沫金属材料在建筑领域中的应用主要体现在隔热和消声方面。
泡沫金属材料具有优异的隔热性能，能够有效地阻挡热量的传导，使室内保持温度稳定。
此外，泡沫金属材料还具有良好的消声性能，可以有效减少建筑物内部和周围环境的噪音。
4. 能源领域泡沫金属材料在能源领域中被广泛应用于储氢装置和储热系统。
泡沫金属的开发应用与发展
3.1.2 渗流铸造法
渗流铸造法原理示意 南京航空航天大学
3.1.2 渗流铸造法
渗流铸造法产品样件 南京航空航天大学
3.1.2 渗流铸造法
渗流铸造制备的泡沫金属优、缺点：
优点：通过所选颗粒的大小来控制泡沫金属的孔径大小，成本 不高，可制备铝、 镁、 锌、铅、 锡等金属泡沫。
缺点：孔隙率受限，最大孔隙率可达 80 %，生产工艺较为复杂。
优点：即可用于泡沫铝也可适用于黑色泡沫金属的 生产 , 成本不高，可以达到的孔隙率 较高， 约为91～93％。
缺点：孔不连通，工艺过程难控制 , 气泡分布及大 小不均匀，优质产品力学性能尚可。
产品应用：
用于制造隔振、缓冲等元件，优质产品可作强化 填充料和。
南京航空航天大学
3.2.3粉体发泡法
熔融金属发泡法原理示意图 南京航空航天大学
南京航空航天大学
4 泡沫金属发展动态（2）
开发模式：
1）固态成形工艺、液态成形工艺、气态成形工艺、离子态 成形工艺都相应地、有针对性地发展；
2） 多种金属复合，产品性能多元化（如泡沫铁 、镍 、铬 、 钴四元合金泡沫）；
3）应用纳米技术等微观手段向精细方向发展； 4）泡沫结构由不规则构型向设计规定构型发展； 5）工艺优化，性能升级，产品朝高质品、低成本和多功能
南京航空航天大学
3.3.2 喷射电沉积法
喷射电沉积泡沫镍
喷射电沉积获得的泡沫镍 的50倍和100倍形貌
南京航空航天大学
3.3.2喷射电沉积法
喷射电沉积法制备的泡沫金属优、缺点：
优点：是一种局部高速电沉积技术，比电沉积法效 率高，孔连通。
缺点：孔结构均匀性差。
产品应用：
Mg及TiH2添加量对熔体发泡法制备泡沫铝性能的影响
泡 沫铝 是通 过 在纯 铝或 铝合金 中添加 发泡 剂并 经发泡 工 艺制 成 的一种 由铝 与 空气构 成 的新 型金 属 基 复合 材 料 。近 年来 ，泡 沫铝 材 料 因其 卓 越 的抗 冲 击 能 力 ，吸能 和吸 声效 果好 ，电磁 屏 蔽性 强等 一 系列 优 异性 能而成 为 轻 量化 材 料 领 域 的研 究 热 点 ，在 汽
收 稿 日期 ：２０１６．１０－ ０５ 基 金 项 目 ：四川省大学生创 新训 练项 目（２０１６１０６１５０８３） 作 者 简 介 ：龚成龙 （１９９２一 ），男 ，四川Ｉ绵阳人 ，硕士研 究生 ，主要 从
事 多 孔 金 属 材 料 的 制 备 与 性 能 研 究 。 通 信 作 者 ：黄本生（１９６９一 ），男 ，安徽巢湖人 ，教 授 ，博士 ，主要 从事
有 色 金 属 材料 的 制 备 与 加 工 、材 料 表 面 工 程 的 教 学 与 科 研 工 作
车 和列 车车 身 ，以及 墙 体装 饰 等方 面 的应 用 可能 性 也被 广 泛研 究 。 。泡 沫 铝 制 备 的现 有 主要 工艺 包 括 熔体 发泡 法 、粉 末 冶金 法 和 电沉 积 法 。 ，其 中熔 体 发泡 法是 目前 商 业 化 制 备 泡 沫 铝 的最 常 用 工 艺 ， 该 方法 通 过在熔 融 的金属 铝 基体 中添 加发 泡剂 进 行 发 泡产 生 大量气 体 ，冷 却 后 滞 留在 金 属 中 的 气体 在 金属 中形 成大 量气 孔从 而得 到具 有 丰富孔 结 构 的泡 沫铝 材料 一 。Ｔｉｌ，因发 泡效 率较 高 ，用 其 制备 的泡 沫铝 的孔 隙分布 均匀 ，力学 性能 好 ，是 泡 沫铝 制备 过 程 中使 用 最 多 的 发 泡 剂 ［８－９］。此 外 ，铝 熔 体 的 稳 定 性 是影 响 泡 沫 铝 质 量 的 重 要 工 艺 参 数 。研 究 表 明
超全面泡沫铝制备工艺汇总
超全面泡沫铝制备工艺汇总泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。
其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，结构特点如：性能特点包括：泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。
因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。
下面就泡沫铝的制备工艺做详尽介绍：1、固态金属烧结法用这种方法生产的泡沫铝多数具有通孔结构,这是由于大部分固相法通过烧结使铝颗粒互相联结,铝始终保持在固态。
1.1、粉末冶金发泡法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。
粉末冶金发泡法工艺流程：特点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝的力学性能;二是可以直接制造形状复杂的部件。
缺点是该方法工艺参数区间较窄,成本较高,制得的泡沫铝尺寸有限。
1.2、散粉烧结法此方法多用于制备泡沫铜。
由于铝粉表面具有的致密氧化膜将阻止颗粒烧结在一起,因此用散粉烧结法制备泡沫铝相对困难。
这时可以通过变形手段破坏氧化膜,使颗粒更易粘结在一起;或加入镁、铜等元素在595~625摄氏度烧结时形成低共熔合金。
这种生产方法包括三个过程:特点：优点是工艺简单、成本低,缺点是孔隙率不高、材料强度低。
如果用纤维代替粉末烧结同样可制得多孔材料。
1.3、粉浆成型法粉浆成型法是将金属铝粉、发泡剂(氢氟酸、氢氧化铝或正磷酸)、反应添加剂和有机载体组成悬浮液,将其搅拌成含有泡沫的状态,然后置入模具中加热焙烧,接着浆开始变粘,并随着产生的气体开始膨胀,最终得到一定强度的泡沫铝。
如果把粉浆直接灌入高分子泡沫中,通过升温把高分子材料热解,烧结后同样可制得开孔泡沫材料。
特点：所制得的泡沫铝强度不高并有裂纹。
1.4、烧结溶解法铝粉与盐粉均匀混合,压制成坯,在压制过程中盐粉基本保持原貌,铝粉发生塑性变形,填充盐粒之间的空隙形成连续的网状基体。
基于粉末冶金方法的泡沫铝制备
基于粉末冶金方法的泡沫铝制备罗小雷李喜德邹浩然张绰摘要泡沫铝的制得是通过熔体发泡法实现的，选用发泡剂为TiH2粉，TiH2粉加热分解氢气的速率将直接影响到泡沫铝的发泡过程。
熔体发泡法制备泡沫铝的关键之处在于如何降低高温下TiH2粉的分解释放氢气的速度。
关键词粉末冶金；泡沫铝；TiH2粉中图分类号:TF124文献标识码:ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.15.061罗小雷2001—/男/贵州惠水人/学生/就读于武汉轻工大学/研究方向为泡沫铝多孔材料的制备及其研究(武汉430000)李喜德湖北省武汉市武汉轻工大学机械工程学院(武汉430000)邹浩然湖北省武汉市武汉轻工大学机械工程学院(武汉430000)张绰湖北省武汉市武汉轻工大学机械工程学院(武汉430000)AbstractThis paper reports a melt foaming method to prepare foamed aluminum.The foaming agent is TiH2powder,and the heating rate of TiH2powderto decompose hydrogen will directly affect the foaming process ofaluminum foam.The key of melt foaming method to produce aluminumfoam is how to reduce the rate of hydrogen release from the decomposition of TiH2powder at high temperature.Key WordsPowder metallurgy;Aluminum foam;TiH2powder0前言泡沫铝的基本特性就是：刚度好、能够吸收较强的冲击、密度不大、消声好等，在隔音装置得到广泛应用，同样热导率还比较低，在航空绝热材料中应用效果优异。
粉末烧结法制备开孔泡沫铝压缩性能的研究
粉末烧结法制备开孔泡沫铝压缩性能的研究姜斌 ）， ）!赵乃勤 ）师春生 ）富东慧2））（天津大学材料科学与工程学院，天津 2）2）（天津大学机械工程学院，天津 2））（天津特种设备监督检验技术研究院，天津 84）摘要：采用粉末烧结工艺制备开孔泡沫铝并研究了其压缩性能，不同形态的尿素和氯化钠颗粒作为造孔剂使泡沫铝的孔隙度控制在 %。
结果表明：粉末烧结法制备的泡沫铝可以容易地控制孔隙度及孔径的大小，并且孔结构很好地保持了造孔剂的形状。
不同的孔结构对泡沫铝的压缩性能具有显著影响，球形孔结构得到了最佳的压缩效果。
关键词：泡沫铝；压缩性能；粉末冶金法；泡沫金属C om p ressive behavior of al u m i nu m f oa m s w it h o p en cell and tailored p orous m or p ho lo gyJian g B i n ），Zhao nai I i n ），Shi ChunShen g ），Fu D on g hui 2））（S choo l o f M aterials S cience and e n g i neeri n g ，T ian j i n u n ivers it y ，T ian j i n 2，Ch i na ）2）（S choo l o f M echan ical e n g i neeri n g ，T ian j i n u n ivers it y ，T ian j i n 2，Ch i na ））（T ian j i n S p ecified e C ui p m ent I ns p ection and T echno lo gy R esearch I nstitute ，T ian j i n 84，Ch i na ）Abstract ：0p en p ore alu m i nu m f oa m s w ere m ade b y p ow der s i nteri n g p rocess and t he com p ress ive behavior w asstud ied.C arba m i de and n aC l p ow ders w ere used as s p ace ho lders to p roduce sa m p les w it h p oros it y o f %.T he results show t hat p ores w it h s p herical ，an g ular or stri p sha p e are obtai ned de p end i n g on t he sha p e and s ize d istri bution o f t he s p ace -ho lder and it is also p oss i b le to obtai n a p ur p ose l y tailored d istri bution o f re lative dens it y i n t he f oa m s b y var y i n g t he w e i g ht fraction o f t he alu m i nu m p ow ders i n t he s i ntered com p act.T he com p ress ive stren g t h o f t he alu m i nu mf oa m s is aff ected b y t he p ore m or p ho lo gy .a ll t he f oa m sa m p les o f s p herical sha p e p ores show h i g her com p ress ive stren g t h as com p ared w it h t hese o f an g ular and stri p sha p e p ores.K e y words ：alu m i nu mf oa m s ；com p ress ive behavior ；p ow der m etallur gy ；m etal f oa m s !姜斌（ 9 9-），男，硕士研究生。
泡沫金属的制备及其力学性能
泡沫金属“三明治”夹芯板的制备及其力学性能摘要：本文首先介绍了轻质多孔材料的发展现状，接着重点介绍了泡沫金属的研究现状。
其中包括泡沫金属的不同制备工艺及力学性能。
泡沫金属的应用形式多种多样，本文从中选择了泡沫金属“三明治”夹芯板，介绍了的目前较为成熟的制备工艺方法。
关键词：超轻多孔材料金属泡沫制备性能一、绪论1．超轻多孔材料的由来超轻多孔金属材料具有体积密度小，相对质量轻，比表面积大，比力学性能高，阻尼性能好等特点，已成为一种优秀的新型功能结构材料。
由于优异的物理、力学性能，且兼具功能和结构的双重属性，超轻多孔金属材料被广泛地应用于航空航天、电子通讯、交通运输、医疗器械等领域，涉及到过滤、消声、热交换、吸能、电磁屏蔽、催化等诸多功能，在科学技术和国民经济建设中发挥着巨大的作用。
作为一种新型多功能结构化材料，超轻多孔金属材料在宏观结构上构按规则程度可分为有序和无序两大类，前者主要是以金属或复合材料为基体的点阵材料，后者主要是泡沫化金属和烧结金属多孔材料[1]。
其中，点阵材料主要包括四面体、金字塔型、Kagome、八面体和latticeblock构架等几种，其制备方法主要有基于金属纤维编织工艺基础之上的网系叠层点焊方案、熔模铸造方案和轧制-电镀焊接方案，原材料多为铝、钢等[2]。
2．泡沫金属及其应用泡沫金属是一类具有高孔隙率、低密度，在力学、声学等方面具有独特优势的新型材，根据胞元是否互相连通可以分为开孔泡沫与闭孔泡沫，如下图1所示。
图1.开孔泡沫与闭孔泡沫目前绝大多数商用泡沫金属均是基于泡沫铝和泡沫镍的产品。
作为一种新型材料，泡沫金属尚未得到充分的表征，其制备过程也没有得到很好的控制，所以性能还具有一定的不稳定性。
但是随着制备工艺的不断发展，泡沫金属在轻质刚性结构方面具有很广阔的前景。
近年来很多学者对泡沫金属的力学性能和结构组合方式进行了大量的研究，获得了一些较为实用的经验和数据。
下表1是泡沫金属在未来发展中的潜在用途举例。
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2005年第2期铸造设备研究2005年 4月RESE ARCH ST UD I ES ON F OUNDRY E QU I P M E NTAp r .2005 №2收稿日期:2005-02-18基金项目:山西省青年基金项目(2001023)作者简介:李梅(1980-),女,硕士研究生。
・综述・粉体发泡法制备泡沫金属的影响因素李 梅,王录才,王 芳(太原科技大学材料学院,山西太原 030024) 摘 要:介绍了粉体发泡法制备泡沫金属的生产工艺。
从材料选择、预制品制备、发泡过程三个环节分析了在制备泡沫金属过程中可能出现的影响因素。
最后对粉体发泡法生产泡沫金属的发展前景做了前瞻性展望。
关键词:粉体发泡法泡沫金属 中图分类号: TG139+17 文献标识码:A 文章编号:1004-6178(2005)02-0052-03I nfluen ti a l Factor on Powder M et a llurg i ca lM ethod forProducti on of M et a lli c Foam sL I M ei,WANG L u 2ca i,WAN G F ang(School of M aterials Science and Engineerig U niversity of Science &Technology,Taiyuan 030024,China ) Abstract :Pr ocess of metallic foa m s by powder metallurgical method has been reviewed .Effect in p r ocess of metal f oa m s has beenanalyzed fr om three fact ors selecti on of materials,p recurs or p reparing ,f oa m ing p r ocess .The extant questi on and the devel opment trend of metallic foa m s research are p r os pected . Key words :metallic foam s;powder metallurgical method 泡沫金属是一种轻质、具有高孔隙率(40%～98%)的新型工程材料。
具有吸声、吸能、隔音、散热、阻燃、减震、电磁屏蔽以及良好的阻尼等性能,可以用于制作低重度、高强度、抗弯曲的结构稳定的构件。
缓冲性能好,可以用于汽车保险杠、前身、行李箱以及高速公路的护栏等。
粉体发泡法能够制备形状复杂的泡沫金属及泡沫金属芯的三明治复合结构而越来越受到研究者的重视。
此种方法虽然工艺复杂,但是产品质量高,性能稳定,适合于大规模的商业化生产。
同时,也可以用此种方法制备形状复杂的近成品的工件。
可使机械加工量减小、制造周期缩短、而且工件再现性高。
因此,对粉体发泡法这种工艺的研究有着重要的意义。
1 粉体发泡法的制备工艺粉体发泡法就是将金属粉和发泡剂(发泡剂一般使用二氢化钛或其它氢化物。
)将两种粉末充分混合后,进行压制,得到所需形状密实的金属基体,然后将所得到的密实的预制品加热,当温度达到金属粉末的熔点以上,发泡剂分解产生的压力迫使熔融状态的预制品膨胀,从而在其内部形成无数的气孔,冷却后得到具有闭孔结构的泡沫金属产品。
粉体发泡法制备泡沫金属的工艺流程如下图所示:图1 粉体发泡法工艺流程图2 粉体发泡法制备泡沫金属的影响因素影响粉体发泡法的因素很多,通过对此工艺多年的研究,得出主要有材料的选择、压制的方法、发泡过程的控制等几个主要方面的影响。
2.1 材料选择的影响粉体发泡法制备泡沫金属一般采用纯金属粉末或合金粉末。
材料的选择由以前的纯金属粉末向合金粉末和其他金属间化合物粉末发展。
选择不同的金属材料时所选择的工艺参数都会有所不同,要根据金属或合金粉末的性质制定与之相适应的参数。
粉末的粒度、纯度、以及颗粒形状对泡沫金属的制备都有着不同的影响。
粉末颗粒的形状可以笼统地划分为规则形状和不规则形状两大类,它们与粉末生产方法密切相关。
一般来说,金属粉末颗粒的形状对粉末的流动性、松装密度以及压制和最终的发泡过程都有显著的影响。
因此在选择金属粉末时,应尽量选用规则的比形状因子最小的球形颗粒。
当预制品加热到熔点温度以上,二氢钛分解所产生的气体所产生的气体在熔融状的预制品中产生孔洞。
二氢化钛与金属粉末的粒度应该一样。
否则,二者混合后容易出现离析等混合不均的现象,最终影响产品的质量。
金属粉末的纯度也会影响到产品的质量,金属粉末纯度愈高,压制愈容易进行。
由于杂质大多以氧化物形态存在,而金属氧化物粉末是硬而脆的,而且存在于金属的表面,压制时使得粉末的压制阻力增加,压制性能变坏,而且使预制品的弹性后效增大。
金属粉末的熔点与发泡剂的最佳分解温度也有着相互的影响。
一般来说,在选择金属粉末时,金属粉末的熔点应与所选的发泡剂的最佳分解温度越接近越理想。
当预制品处于熔融状态时,如二氢化钛也处于的分解的最大量时,二氢化钛的利用率就会达到最大。
2.2 压制方法的影响粉体发泡法所采用的压制方式一般有冷压、热压、挤出成型三种。
冷压是指将金属粉末与发泡剂粉末直接混合后进行压制的一种工艺。
而热压法是在冷压得同时,将预制品在一定的温度下保温一段时间。
一般保温的温度应低于发泡剂分解的温度。
以避免发泡剂在压制时分解,气体逸出。
冷压法工艺简单,节省能源,但是对原材料的要求较高,而且冷压时预制品的致密度不够高,粉末间存在着大量的与轴向垂直的残余间隙,当预制品的温度超过发泡剂的分解温度时,分解的气体会沿着粉末间的残余间隙逸出。
热压法是目前使用较为普遍的一种,预制品通过保压保温后,金属颗粒更容易粘结在一起,往往得到非常好的效果。
挤出法方便快捷,组分分布均匀,工艺过程短,节省能源,所得的预制品具有各向同性的特点。
挤压制品的长度几乎可以不受挤压设备的限制,而且可以挤压出密度均匀的制品。
在压制时,要选择合适的压力,压力过高或过低,都容易产生压制废品。
压力过高时,会由于弹性后效产生分层和裂纹。
压力过低,制得的预制品达不到所需的致密度。
因此应根据具体的情况选择合适的压制方法和工艺参数。
2.3 发泡过程的影响因素粉体发泡法制备泡沫金属的发泡过程是指将压制好的预制品加热至金属的熔点温度以上,发泡剂分解在熔融状的预制品中产生气体,形成多孔状金属。
就多孔状的泡沫金属而言,最感兴趣的是发泡过程中孔隙的变化。
从这一角度看,可将压制后得到的预制品的发泡过程大致分为六个阶段:颗粒间的初始金属结合;烧结颈的生长;小孔道的闭合;孔的球化及孔道的圆柱体化;致密化或孔的收缩;孔的粗化。
这六个阶段只是概略地说明孔的变化与发泡温度及发泡时间的相关性。
当各种具体的材料发泡时,可根据具体的材料所需的性能而选择具体的发泡温度和时间。
预制品试样在经过一段时间的预热后,开始膨胀,试样发泡时间太短,发泡剂分解不充分。
如果时间过长,容易出现孔洞过大和孔壁坍塌的现象。
下图2是试样在不同发泡时间下的内部孔的结构。
因此,在选择发泡工艺参数时,要严格控制发泡时间。
图2 孔结构随时间的变化形式发泡的时间还受升温速度及所要求的孔隙度及孔径的影响,通常在要求一定的孔隙度的条件下,升温速度快时,所需的时间就短;升温速度慢时,所需的时间就相应要长。
在保证最终产品所需性能的前352005年第2期 李梅,等:粉体发泡法制备泡沫金属的影响因素提下,应尽量提高升温速度,减少发泡时间,以获得所需产品,同时尽量简化炉子的结构和提高生产率。
一般来说,由于发泡剂表面极易被氧化,在分解过程中氢原子通过氧化膜要有一个孕育期,其孕育期的长短与发泡时的温度有关。
温度较高时,发泡剂分解较快。
因此,当发泡的时间一定时,温度愈高,发泡剂的分解速度加快,气体膨胀迅速,所得的制品的空隙率和孔径就较大。
3 总结粉体发泡法制备泡沫金属在生产和应用领域都显现了许多其他方法不可替代的优点。
但是,目前仍然存在许多问题,还有许多工作有待于继续完善。
(1)简化粉体发泡法的工艺,以适合大批量生产、降低成本和实现自动化操作。
(2)探索制备工艺过程中的影响因素,稳定工艺参数,提高成品率。
制备大型的泡沫金属板材和其他复杂形状的泡沫金属材料。
扩大泡沫金属的应用领域。
(3)加强泡沫金属结构与性能关系的研究,以需求为对象有的放矢地展开应用性研究,以实现制备工艺与性能研究的同步发展。
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