泡沫金属的介绍及制备3.1
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。
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。
泡沫金属的开发、应用与发展
极大的复合性能：
5
多孔的特点可以使得泡沫金属与众 多种类的材料均匀复合、交融在一起 从而表面出新的特性，其开发前景无 可估量。
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2 泡沫金属的突出特点及应用 实 例
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3
各种泡沫金属的制备方法 及其优缺点、产品应用范围
泡沫金属制备方法基本分为四大类，约十几种，各资料命名不统一。
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谢 谢！
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3.4.1 金属粉末烧结法
金属粉末化学反应烧结法NiAl3
Al - 7 %Si样品
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3.4.1 金属粉末烧结法
金属粉末烧结法制备的泡沫金属优、缺点：
优点：成本不高，生产效率较高，孔隙率可达 70～90％（不同材质有所差异），可用
于多种泡沫金属制造。
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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 方向发展。
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3.1.2 渗流铸造法
渗流铸造法原理示意
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3.1.2 渗流铸造法
渗流铸造法产品样件
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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。
泡沫金属的介绍及制备
制备方法
电沉积法
原理
泡沫镍(发泡镍)是一种孔隙率高、比表面积大，质轻，具有三维网状结构 的金属材料,可做为镍-氢电池和镍-镉电池的电极基板,是二次电池的主要材料 之一。
步骤： 聚氨酯泡沫塑料为基体——预处理加导电层——电化学沉积——热处理，去聚 合物——多孔金属
当圆锥形凹坑非常狭小时， 会产生较大的附加压力，气泡很难形核；
当圆锥形凹坑非常平坦时，气泡与基 体的附着面小。 都 不能成为有效的异质形核位置
胚胎气泡体积越 小，越容易形核
胚胎体积与圆锥顶角的关系
三种形核机制对比
Gasar凝固的金属 - 气体共晶生长区
共生生长：两相协同生长，具有共同的生长界面，依靠溶质原 子在界面处沿两相的横向交互扩散，彼此为相邻对方提供生长 所需的组元使两相等速前行，耦合生长，形成共生共晶组织。
结果分析
不同电流密度下沉积层的XRD图谱
结果分析
不同电流密度下镍沉积层的磁滞回线
每条回线所围面积均很小,损耗低 ,其剩磁、矫顽力几乎为零,表现出 超顺磁性。磁滞回线显示的磁导率 与饱和磁化强度随着晶粒尺寸的增 加而变大。这是因为晶粒平均粒径 越小,存在于晶粒之间的晶界相对越 多,对磁畴壁移动产生阻碍作用越大 ,磁导率越低。
难题
方案 在配置镀液时所选用的添加剂或络合剂应尽量不参与阴极电极反应，
同时要创造条件，尽量使金属离子析出时不析出或少析出氢气。 镍在阴极析出的电极反应（M 代表阴极非惰性杂质）：
方程式1越易进行，方程式2、3进行的越少，则阴极析出的 镍越纯，发泡镍质量越好，电流效率及设备效率也越高。
某一离子在阴极上开始析出的难易，可以用平衡电位来判断：
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。
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究泡沫金属是由金属膜片之间的空隙组成的一种多孔材料，具有低密度、高强度和优异的吸能性能。
因此，泡沫金属已经成为航空航天领域中的重要材料之一。
本文将介绍泡沫金属的制备方法和在航空航天领域的应用研究进展。
一、泡沫金属的制备方法泡沫金属制备的基本原理是用脱模剂将预制的金属膜片分隔开来，并在其表面形成底部保护层。
然后，通过各种方法加入金属的孔道，形成连通的泡沫状结构。
常用的泡沫金属制备方法有以下几种：1. 模板法：模板法是通过将金属液浸渍在导电或非导电模板中，通过氧化、还原或电解反应，将纳米、微米或毫米级金属颗粒均匀沉积到模板孔洞中，然后再通过退火、烧结或溶解模板的方式获得泡沫金属。
2. 溶液法：溶液法是将金属盐溶解在有机或无机溶剂中，再加入还原剂或沉淀剂，使金属离子还原成原始金属，并在待反应的工艺条件下形成泡沫金属。
3. 反渗透法：反渗透法是将金属膜片置于内部受到压缩气体的反渗透区域内，然后将水分子透过膜片发生膨胀，其气泡成为抗剪切的靠拢和相互支撑的力，最终形成多孔泡沫金属。
以上方法各有其特点，对于不同金属材料，选择不同的制备方法具有一定的优劣之处。
例如，模板法相对简单，控制精确度高，但仅适用于制备薄壁泡沫金属；溶液法制备速度快，成品密度低，但安全性有待提高。
二、泡沫金属在航空航天领域的应用研究进展1. 引擎隔板泡沫金属具有低密度和高强度等特性，已广泛用于航空发动机的隔板。
其可阻隔来自不同部位的工作介质，拥有优异的隔音和隔热效果，还可热回收，降低燃料消耗量和减少工作环境污染。
2. 飞行器结构泡沫金属还可用于航空器结构的轻量化设计中，如飞机梁、机翼材料和飞行器隔板等部位。
采用泡沫金属制造的轻量化飞机构件，可以降低金属消耗，提高载荷能力，减轻飞机自重负担。
3. 航天器外壳泡沫金属还可用于航天器热控制外壳。
由于泡沫金属具有良好的吸热能力和隔热能力，因此可将热传递限制在特定区域，避免航天器表面温度过高或过低，提高航天器的使用寿命。
泡沫金属的现有制备方法总结
1.2.1浇注法(A)熔体发泡法这种方法的工艺过程是:向熔融的金属中加入增粘剂,使其粘度提高,然后加入发泡剂,发泡剂在高温下分解产生气体,通过气体的膨胀使金属发泡,然后使其冷却下来或者浇注可以得到泡沫金属。
常用的发泡剂为TIHZ、ZrH:等金属氢化物。
(B)颗粒浇注法这种方法通过把熔融金属浇注到充满散状颗粒的模中,而获得具有连通的蜂窝状结构或海绵状结构的泡沫金属。
这些颗粒可以是耐热和可溶的(如氯化钠)时,它们可以从铸件中被浸洗掉,形成具有连通孔隙的多孔金属;当使用松散的非可溶性填料(如多孔陶土球、泡沫玻璃、空心刚玉球、泡沫碳等无机填料)时,则可获得金属一颗粒复合体。
(C)球形颗粒加入法先将金属在塔竭中熔化,然后加入颗粒或中空球并同时进行搅拌,使这些颗粒均匀地分散到金属熔体中去,使金属的温度降低,当金属熔体的粘度足以使金属熔体不再发生偏析和分层时,即颗粒物质在金属熔体中被固定了,此时停止搅拌并让熔体凝固下来。
这种方法适用于制备高熔点的泡沫金属,如泡沫钨等。
(D)失蜡浇注法此法采用液态高熔点物质充填海绵状泡沫塑料的孔隙,使之硬化后,加热使塑料气化而获得海绵状孔隙的铸型。
将液态金属浇入此铸型,冷却凝固后除去高熔点物质后,便得到与原海绵状泡沫塑料模具有相同结构的泡沫金属。
1.2.2沉积法(A)电镀法该方法是将所需的金属镀到经过硬化和化学预镀的聚氨基甲酸乙脂表面上,并达到所需的厚度,再通过热分解法将聚氨基甲酸乙脂去掉,得到具有非常均匀孔隙分布及相当高孔隙率的泡沫金属。
(B)阴极溅镀沉积法通过在一定的惰性气体压力下对一基片进行溅射,从而得到被捕获惰性气体原子均匀分布的金属片,然后把它加热到高于其熔点的温度,并一直加热到足以加热使那些被捕获的气体膨胀,形成具有封闭孔的蜂窝状的泡沫金属。
(C)气相蒸发沉积法在较高的惰性气氛中缓慢蒸发金属材料,形成金属烟。
金属烟在自身重力和惰性气流携带下沉积,疏松地堆砌起来,形成亚微米尺度的多孔泡沫结构。
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。
泡沫镍
泡沫金属板的特性、用途及制备方法
1.概述：泡沫金属是一种内部结构含有很多孔隙的新型功能材料，有的泡沫金属成骨架结构，有的泡沫金属成蜂窝状结构，其特性和用途与材料的高孔隙率密切相关。
多种金属和合金可用于制备泡沫金属的材料，如青铜、镍、铝、不锈钢等。
由于泡沫金属的密度小、孔隙率大、比面积大从而使其具有非泡沫金属所没有的友谊特性，例如，阻尼性能好，流体透过性强，热导率和电导率低等特性。
2.泡沫金属的用途：电极材料、催化剂、机械振动缓冲材料、消声材料阻燃阻爆材料、过滤材料发散冷却材料等。
我们用到的是用它做电极材料。
由于它的均匀性好、阻尼性能好、热导率和电导率低的特性，将其作为电极材料使用。
3.泡沫金属的制备方法：
4.我厂结合实际情况和泡沫金属版的用途，采用电沉积方法制备泡沫金属板。
具体的制备工艺流程流程如下：
泡沫镍板的制作工艺流程：
1.以泡沫有机物作为基体，由于它不导电，需对其进行导电化处理，涂覆石墨
基导电胶。
涂覆导电液3遍，每遍需烘干4次。
2.电镀、电沉积。
将活化后的泡沫基体放入镀液中进行化学镀，得到附着于泡
沫基体表面导电的金属层。
镀液选用硫酸镍、氯化镍和硼酸、纯净水的混合液体，阳极为镍块。
整个电镀工作需43小时完成。
3.晾干。
将电镀好的泡沫板晾干，需2~3天。
4.待泡沫板晾干后，放入电炉中，将有机泡沫基体分解，让泡沫镍的孔隙率达
到98％以上。
5.将电镀后的泡沫板放在850~980℃氨分解气氛中烧结40min左右，即可得到
泡沫镍金属板。
制作标准：成品泡沫金属镍板的重量必须达到2.25kg。
泡沫金属的研究与发展
泡沫金属的研究与发展1泡沫金属的概念及特点泡沫金属指孔隙度达到90%以上，具有一定强度和刚度的多孔金属材料。
含有泡沫状气孔的金属材料与一般烧结多孔金属相比，泡沫金属的气孔率更高，孔径尺寸较大，可达7毫米。
由于泡沫金属是由金属基体骨架连续相和气孔分散相或连续相组成的两相复合材料，因此其性质取决于所用金属基体、气孔率和气孔结构，并受制备工艺的影响。
通常，泡沫金属的力学性能随气孔率的增加而降低，其导电性、导热性也相应呈指数关系降低。
当泡沫金属承受压力时，由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应，使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。
多种金属和合金可用于制备泡金属材料，如青铜、镍、钛、铝、不锈钢等。
由于泡沫金属的密度小、孔隙率高、比表面积大从而使其具有非泡沫金属所没有的优异特性：例如阻尼性能好，流体透过性强,声学性能优异热导率和电导率低等等。
作为一种新型功能材料，它在电子、通讯、化工、冶金、机械、建筑、交通运输业中，其至在航空航天技术中有着广泛的用途。
2泡沫金属的用途2.1电极材料随着高档电器（便携式计算机、无绳电话等）的迅速发展，可重复使用的高体积比容量、高质量比容量的充电电池的消耗也越来越大。
高孔隙率（＞95%）的泡沫金属对提高电池的这些性能提供了用武之地。
例如用电沉积法生产的泡沫镍作为电极材料用于N i-Cd电池的电极时，电极的气液分离好、过电压低，能效可提高90%，容量可提高40%，并可快速充电，在电池行业中，镍镉电池、镍氢电池、可充电碱性电池一致趋向于采用泡沫镍作为正负极板以提高容量，这是电池行业的一个突破。
对电池电极用泡沫镍的性能参数要求已有较为深入的研究。
2.2催化剂化学反应尤其是有机化学反应中，催化剂常常起着非常重要的作用，催化剂的表面积也是越大越好，高孔隙率使得泡沫金属具有大的比表面积，化工行业中可直接使用泡沫镍作镍催化剂，或将泡沫镍制成催化剂载体，高孔隙率的泡沫金属作为支撑物有可能使催化剂高度分散发挥更大的作用，其性能远远优越于陶瓷催化剂载体。
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。
泡沫金属的解释
泡沫金属的解释
泡沫金属是一种具有特殊结构的金属材料，其形状类似于海绵，具有高度开放的孔隙结构。
它由金属固态发泡而成，通过在金属中添加气体或发泡剂，在高温下进行熔化和凝固过程中产生的气泡扩散和固化形成孔隙结构。
泡沫金属通常由铝、镁、钛、镍、钢等金属材料制成。
泡沫金属具有许多独特的性质和应用优势。
首先，它具有极高的比表面积，这意味着单位体积的泡沫金属拥有更多的表面积，提供了更多的接触点，使其在传热、传质等方面具有出色的性能。
其次，泡沫金属具有良好的吸能能力和抗冲击性能，可以吸收和分散冲击能量，减轻冲击对结构或设备的损害。
此外，泡沫金属还具有优异的声学性能，可以吸音、隔音和减振。
泡沫金属的应用非常广泛。
在航空航天、汽车、建筑、能源、化工等领域，泡沫金属被广泛应用于热交换器、过滤器、阻尼材料、吸声材料、冲击吸能材料等方面。
例如，泡沫金属可以用于制造轻量化的航空发动机部件，提高发动机的效率和性能；还可以用作车辆冲击吸能材料，保护车内乘客免受碰撞的伤害；在建筑领域，泡沫金属可以用于隔音、隔热和节能等方面。
泡沫金属是一种具有特殊结构和出色性能的金属材料，其广泛的应用领域和多样化的功能使其成为现代工程和科学领域中重要的材料
之一。
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。
泡沫金属的开发、应用与发展
谢 谢！
2 泡沫金属的突出特点及应用（1） 实 例
2 泡沫金属的突出特点及应用（2）
序号 突出特点 应用
可用机械缓冲器； 消音器、隔音板； (孔径0.1~0.5mm为佳） 航天飞机的隔热、散热板； 电磁阻隔器； 微结构泡沫可用于飞机、 潜艇的吸波隐身蒙皮； 空气、水和油等的 净化器。
优异的吸纳性能：
3
优异的非线性机械能吸纳特性； 优异的声能吸纳特性； 优异的热能吸纳特性； 优异的电磁波屏蔽特性； 优异的微细物质吸纳和过滤特性。
产品应用：
由于孔隙率高，宜用于声能吸纳特性、吸尘净 化和细微颗粒过滤；工艺过程中没有强化措施，比强 度、比刚度不突出，不宜作为轻质高强材料使用。
3.2 发泡法 3.2.1 气体发泡法
气体注入法原理示意图
3.2.1 气体发泡法
气体发泡金属泡沫试样外观
3.2.1气体发泡法
气体发泡法制备的泡沫金属优、缺点：
产品应用：
可用于消声、散热、 隔磁、电极、净化等器件的 制造 。
3.4.2 金属纤维烧结法
原理： 以金属纤维作原料，在较高温度时物料产生初始 液相，在表面张力和毛细管的作用下，物料颗粒相 互接触，相互作用，冷却后物料发生固结而成为泡
沫金属。
3.4.1 金属粉末烧结法
短纤维泡沫金属
3.4.2 金属纤维烧结法
实 例
3
各种泡沫金属的制备方法 及其优缺点、产品应用范围
泡沫金属制备方法基本分为四大类，约十几种，各资料命名不统一。
3.1
铸造法
3.1.1 熔模铸造法
3.1.1 熔模铸造法
3.1.1 熔模铸造法
熔模铸造法制备的泡沫金属优、缺点：
优点：孔结构易于控制，孔连通，孔隙率高， 约为80～97％。 缺点：工艺过程环节多，生产效率低，价格高。
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。
【精选】泡沫金属材料的调研
泡沫金属材料的调研引言：人们很早就使用了泡沫材料, 如木头、砖头等。
而对于金属泡沫材料, 却比较陌生。
尽管在60 年代就有人提出了泡沫金属的概念, 但对其研究远远不够。
直到90 年代左右, 随着人们对新型、轻型建筑材料的需求不断增加, 以及一些特殊应用场合对材料的要求, 美国、德国、澳大利亚等国家才逐渐开始对这一新型金属材料进行研究。
研究工作主要集中在金属泡沫材料的生产方法及其性能上。
相对而言, 对金属泡沫材料性能的研究比较成熟, 但对其生产方法的研究和其用途的开发, 目前仍在继续探索之中。
1、泡沫金属材料简介所谓金属泡沫材料( 又称泡沫金属) , 即为内部含有许许多多球形或多面体形状气孔的金属材料, 气孔率一般应高于50%。
实际上, 气孔率可达到60% ～90%。
对于铝及铝合金, 其密度可达到( 0. 4～1. 0) g / cm3( 实心铝的密度为2. 7 g / cm3) 。
金属泡沫材料的性能受下列三组参数的影响:母体金属( 又称基体金属) 的性能; 气孔的相对密度; 气孔的形态和分布。
金属泡沫材料的气孔结构分为闭孔和开孔两种形式。
闭孔结构是其内部气孔相互独立, 由母体金属分离, 每个气孔都是封闭的。
开孔结构为内部气孔相互连接在一起, 单个气孔不是封闭的。
在许多泡沫金属中, 内部同时存在闭式气孔和开式气孔。
金属泡沫材料最明显的特点是重量轻、密度低。
本文以泡沫铝为例, 介绍金属泡沫材料的性能及其与实心金属材料的差异。
2、泡沫铝的制备方法、性能及应用泡沫铝是一种新型多功能材料,具有独特的结构和许多优异的性能 ,其应用前景可观,应用范围日益扩大。
本文概述了泡沫铝的各种制备方法、性能及应用。
结果表明：根据制备过程中铝的状态可以将制备方法分为三类:液相法、固相法、电沉积法；泡沫铝的性能研究方面主要研究了物理性能、力学性能、吸能特性、阻尼性能、吸声性能；泡沫铝主要应用为建筑材料、装饰材料、防音材料、抗振材料、型材及汽车制造业。
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密度 ：150 kg /m3 ～ 300 kg /m3。
常见的泡沫金属？
1.泡沫铝及其合金质轻，具有吸音、隔热、减振、 吸收冲击能和电磁波等特性，适用于导弹、飞行器和 其回收部件的冲击保护层，汽车缓冲器，电子机械减 振装置，电磁波屏蔽罩等。
2.泡沫铜的导电性和延展性好，可将其用于制备电 池（载体）负极材料、催化剂载体和电磁屏蔽材料。
泡 沫 铝 电 极 电 池
6.泡沫铝有很强的电磁屏蔽性能。 与其它电磁屏蔽材料相比有以下优点:
( 1 ) 、超轻质量，低密度 ( 300 kg /m3 ～ 1 000 kg /m3) ; ( 2) 耐高温、低热导率、良好的阻尼性等; ( 3) 、可以成形为复杂的形状，是实体金属所不能比拟的。
泡沫铝板材属于优等级的电磁屏蔽材料，对频率200MHz以下电磁 波，屏蔽效能达到90dB。厚度20mm的铁板，附带泡沫塑料，其屏蔽 电磁波为50dB。单独20mm泡沫铝，屏蔽电磁波为90dB，重量是铁板 的1/50。
可以应用在一些需要屏蔽电磁波信号的设备上。如移动的坦克指战车 、歼20隐身飞机
7、隔声降噪 高速公路和高铁安装泡沫铝声屏障，经测量，泡沫铝声屏障 可以降噪10~20dB。是铝板声屏障降噪的两倍。
8、军事装备 笨重且防护性能低的钢筋混凝土导弹发射井盖用轻质防护性能高的泡沫铝 井盖所代替，每个井盖由120吨降低到20吨。 运20大飞机空军列装，用以空降20吨左右的重型装备，用泡沫铝板材缓冲 垫保障空降安全，舰船甲板、大桥防撞及制造应急支援大桥都可以应用泡沫铝 板材。
七、市场
人类发现金属有9000年历史，制造铝合金有200年历 史，研发泡沫材料不到100年历史，相比之下，泡沫铝 从50年代后期问世，到现在不到60年，是一个充满活力 的新型材料，产业为朝阳产业。他的发展势必促进军民 融合产业发展，有利于一带一路战略的快速发展。目前 行业的年发展速度超过50%，正处于爆发式发展的前夕 ， 具有1000亿以上市场的巨大发展空间。随着新材料 战略的正确引领，通过科技研发领域的不断扩大，泡沫 铝行业正在进入一个健康的的高速发展期。
泡沫铝金属及泡沫金属
泡沫金属也称为多孔金属、多孔泡沫金属
组员：柏金彪、杨晓峰、高伟、祖浪、 黄忠勇、宋丹、王苏煊
一、概述 二、结构特点 三、性能应用 四、制备方法 五、特种加工工艺 六、成本 七、市场 八、前景展望
目录
一、概述
什么是泡沫金属？
泡沫金属是一种在金属基体中含有很多一定尺寸的空洞（一 定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的孔洞）的金属材料，由于 其结构特殊 ，因此具备了多方面的特殊性能 .
9、汽车防撞 无论日系低强度纵梁汽车，还是欧美高强度纵梁汽车，都需要解决防撞问题 ，泡沫铝防撞梁满足吸收撞击动能的要求，引起汽车车身大变革。
10、高铁列车 现在高铁车厢间采用的橡塑吸能管，吸能缓冲量很低，高吸能缓冲 的泡沫铝吸能盒，每节车厢两端安装后，极大提高防撞缓冲作用。
四、制备方法
1、固态烧结法（粉末或纤维的简单烧结的方法） 使用以纤维形式和粉末形式存在的固态物质制备多 孔金属。在制备过程中，金属粉末始终呈现固体状态 ，仅经过烧结处理或者其他的固态操作，可以烧结拥 有低孔隙率的闭孔结构和拥有高孔隙率的开孔结构。
六、成本
众所周知，泡沫铝作为21世纪最有价值的新型轻金属功能材料之一，自2010 起，以清华大学泡沫铝研究技术为代表，泡沫铝逐步走向产业化发展道路，尤其 在2015以后，泡沫铝在建筑、交通等领域，以其优越的性能得到迅速发展
1、技术因素：不同技术生产出的泡沫铝，性能差异较大，价格有所区分 2、身份因素：目前市场上实现泡沫铝产业化的企业，仅有数家，绝大多数为中介和 代理商。故价格会有所区分。 3、应用领域因素：不同的应用领域，有不同的性能要求，不同的产品研发、不同的 价格。如：碰撞防护性能、吸音降噪性能、阻燃耐腐蚀性能、轻量化性能、美观装饰性能 等。 4、标准因素：泡沫铝规格尺寸下，泡沫铝价格以平方为标准，根据厚度不一样，价 格产生相应的变化 5、生产资料因素：国际铝价及相应生产资料的成本
作为结构材料 ，它具有轻质 、高比强度的特点 ； 作为功能材料 ，它具有多孔 、减振 、阻尼 、吸音 、隔 音 、散热、吸收冲击能 、电磁屏蔽等多种物理性能.
泡沫铝金属？
泡沫铝：是以铝为基体，其中分 散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金 属材料。
孔隙率：40% ～ 98%
气泡形状：多面结构
气泡尺寸： Φ3 mm ～ 9 mm
泡沫铝抗拉强度与其气泡率的关系：
落锤冲击试验的缓冲性能如图 ： 锤重 8 kg，落差 1． 5 m，泡沫铝的冲击速度( 加速度 × 冲击时间) 仅为实体铝的 1 /30。
2、 热学性能 泡沫铝的热导率仅为纯铝的 1 /5 ～ 1 /500，是 一种优秀的绝热、保温、不会燃烧的材料。 泡沫铝的热导率及线膨胀系数关系：
3、渗透性能及应用 泡沫金属中闭孔的数目对渗透性的影响较大 ，只有那些 具有通孔结构的泡沫材料才有渗透性能， 其多孔性可将其应用于化学过滤器 (如滤掉液体 、气体 中的固体颗粒等)、供净化水使用的气化处理器 。
多孔金属过滤器
4 、生物医学材料
利用钛或钴— 铬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 ，多孔镍—
二、结构特点
（1）孔径大 与粉末冶金多孔材料相比，孔径较大，贯通孔多
。泡沫金属材料的孔径一般在0.1-10mm间。 （2）孔隙率高
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。例如孔隙率大于63%的泡沫 铝合金，其密度可以低于1g/cm3，能够浮于水面之上。
八、前景展望
从目前发展现状来看 ，多孔泡沫金属 材料尽管在一些领域得到了应用 ，但只局限在部 分性能的应用方面 ，而大部分的优良性能仍然没 有开发出来 。 另外许多开发利用仅仅局限在实 验室范 围内 ，还没有完全达到工业应用的需求 。要在大量的生产实际中广为应用 ，还需要进一 步的深入研究与开发 。我们对泡沫金属的研究开 发与应用还有很长的路要走。
钛形状记忆合金由于好的机械性能 、耐腐蚀性能和形
状记忆效应 ，也可作为人体骨骼的替代物．
多 孔 钛 髓 关 节 用 于 矫 正 术
5、电极的结构材料
采用更高孔隙率的泡沫金属材料作为化学电源 电极的结构材料。
如泡沫镍作为电极材料用于镍-铬电池的电极时， 能效可提高90%，容量可提高40%，并可快速充电。
3、金属粉末烧结法（粉末冶金法） 是以金属或者金属与非金属混合物的粉末为原 料进行烧结成型，从而生产出多孔金属。粉末烧 结多孔材料多用球形状粉末，球形粉末使多孔金 属的孔径易于控制，并且通过性好。
五、泡沫金属材料的特种加工工艺
1、数控电火花线切割 电火花线切割是切割粉末冶金结合泡沫金 属的最佳选择,具有较高的尺寸可调性和表 面质量可控性,线切割泡沫金属表面质量能 够达到精加工要求和装配要求。
是最早制得泡沫金属的途径，属于粉末冶金工业 的生产方法。
2、熔体凝固法（从金属熔体中制备多孔金属）
（1）、熔体发泡法：利用各种不同的方法将气体停留在金 属液中形成气泡，然后冷却制得泡沫金属。
（2）、气体注入法(直接起泡法)：直接将气体注入到金属 溶体中形成气泡后冷却。
（3）、注意问题：在金属熔体中产生气泡的时候，会因为 液体中较大的浮力使气泡在熔体表面具有较快的上升速度，需 要调节熔融金属液的粘度来减缓气泡的上升速度。加入合金元 素可以增加熔融金属液的粘度。
泡沫金属多孔结构
泡沫金属低密度
（4）、微观结构
胞状 结构
三维网Байду номын сангаас结构
三、性能应用
导热性 热交换器
导电、自 支撑能力 多孔电极
渗透性 过滤与分
离
泡沫 金属
比表面积 大 催化
消音降噪 阻抗消音
器
吸能减震 汽车减震
器
1 、力学性能 作为汽车缓冲减震材料，泡沫铝在实际应用场合 承受的都是动态载荷，因此需要进一步研究在高应 变率条件下泡沫铝的力学性能。
2、水射流加工 水切割是加工大面积泡沫金属材料和 树脂粘合泡沫金属材料的理想加工工艺 ,但是随着切割厚度的增大,水柱的直径 会产生扩散。水柱锥度的影响集中体现 在工件底部尺寸的缩小。
3、激光加工 激光切割泡沫金属需要根据切割材 料设定特定的参数,其加工局限性比较 明显;激光切割表面相对实体切割表面 粗糙,表面容易形成球状切屑使切割表 面不均匀。