金属多孔材料发展现状_汤慧萍
孔隙度对烧结不锈钢纤维多孔材料剪切性能的影响

中, 1 5 。 2 经 1 0C/ h真 空烧 结 和 后 续 加 工 制 备 了具 有 孔
隙度 范 围 在 7 ~ 9 之 间 的 金 属 纤 维 多 孔 板 材 。 O 5 在 MTS 5 8 8材 料 试 验 机 上 检 测 了 多 孔 板 材 的 准 静 态 剪 切 性 能 , 点 研 究 了孔 隙 度 对 剪 切 性 能 的 影 响 。 结 重 果表 明 , 内 剪 切 应 力一 变 曲 线 大 致 分 为 3个 阶 段 : 面 应
应力 值来 计算 , 值 采 用 。来 表 示 。在 图 2中 表示 该
出了计算 剪切 屈 服 强 度 的方 法 。在 应 变 为 0 0 . 2时作
平行 于卸 载 曲线 的直线 , 直线 与 应力 一 该 应变 曲线 的交 点 处 的应 力值 即是 金属 纤维 多孔材 料 的剪 切屈 服 强度
采用 南 阳军龙 公 司 提 供 的切 削纤 维 为原 料 , 径 丝
为 1 0 m , 质 为 4 0不 锈 钢 。 将 切 削 纤 维 剪 切 成 0/ 材  ̄ 1
6 rm 长 , 0 a 采用 手工 开松 纤维 束 成 杂乱 无 章 状 态 , 随后
将金 属纤 维装 入 烧 舟进行 松 装烧 结 , 结 工艺 为 : 烧 1 5 ℃/ h 1 0 2 。烧舟 为盒 子 状 , 部 尺 寸 规 格 为 1 0 底 5 mm
ra ih d fe e or st i lw t if r ntp o iy
孔 隙 度
P( )
7 5 3.
7 5 6.
屈 服 强 度
O 2 M P ) "0 ( 0 a
2 0 .1
0.6 3
破 坏 强 度
《浙江工业大学学报》入编北京大学中文核心期刊(2020年版)

3应耀,等:多孔氧化铝担持NiFe2O4水热解制氢・331・mochemicalcycles:combustion synthesis and preliminaryevaluation of spinel redox-pair materials[J].Internationaljournal of hydrogen energy,2012,37(11):8964-8980. [16] FRESNO F,YOSHIDA T,GOKON N,et parativestudyoftheactivityofnickelferritesforsolarhydrogenpro-duction by two-step thermochemical cycles*].Internationaljournalofhydrogenenergy,2010,35(16):8503-8510[17] ROBERTS S J,DODSON J J,CARPINONE P L,et al.Evaluation of nanoparticle zirconia supports in the thermo c hemi c alwaterspli t ingcycleoverironoxides[J]Internationaljournalofhydrogenenergy20154046):15972-15984[18] AMAR V S,PUSZYNSKI J A,SHENDE R V.H2generation from thermochemical water-spli t ing usingy t riastabi-lized NiFe2O4core-she l nanoparticles[J]Journalofrenew-ableandsustainableenergy20157(2):1-15[19] SROBERTSS J"DODSON JJ"CARPINONE P L"etalEvaluationofnanoparticlezirconiasupportsinthethermochemicalwaterspli t ingcycleoverironoxides[J]Internationaljournalofhydrogenenergy20154046):15972-15984*0]RENONES P,ALVAREZ-GALVAN M C,RUIZ-MATAS L"etal Nickelferritesupportedoncalcium-stabilizedzirco-niaforsolarhydrogenproductionbytwo-stepthermochemicalwaterspli t ing[J]Materialstodayenergy20176:248-254 [21]KODAMA T"GOKON N"YAMAMOTO R Thermochemicaltwo-step waterspli t ingbyZrO2-supported Ni$Fe3—$O4forsolarhydrogenproduction[J]Solarenergy200882(1):73-79*2]汤慧萍,张正德.金属多孔材料发展现状*].稀有金属材料与工程,1997(1):1-6.[23] ENGBERG C J,ZEHMS E H.Thermal expansion of AI2O3,BeO,MgO,B4C,SiC,and TiC above1000o C[J].JournaloftheAmericanceramicsociety200642(6):300-305[24]PETRIC A,LING H.Electrical conductivity and thermal ex-pansionofspinelsatelevatedtemperatures[J]JournaloftheAmericanceramicsociety200790(5):1515-1520(责任编辑:朱小惠)《浙江工业大学学报》入编北京大学中文核心期刊(2020年版)2021年3月,《浙江工业大学学报》入编《中文核心期刊要目总览-020年版(即第9版)“综合性理工农医"类核心期刊。
金属多孔材料的研究现状与发展前景

金属多孔材料的研究现状与发展前景金属多孔材料的研究现状与发展前景摘要:介绍了金属多孔材料的制备方法、应用、发展方向以及前景。
关键字:金属多孔材料;制备方法;应用金属多孔材料是一类具有明显孔隙特征的金属材料(孔隙率可达98%),由于孔隙的存在而呈现出一系列有别于金属致密材料的特殊功能,广泛应用于冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药等工业过程中的过滤分离、流体渗透与分布控制、流态化、高效燃烧、强化传质传热、阻燃防爆等,是上述工业实现技术突破的关键材料。
近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
金属多孔(泡沫金属)材料是20世纪80年代后期国际上迅速发展起来的,是由刚性骨架和内部的孔洞组成,具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。
它具备的优异物理性能,如密度小、刚度大、比表面积大、吸能减振性能好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高,使其应用领域已扩展到航空、电子、医用材料及生物化学领域等。
通孔的金属多孔材料还具有换热散热能力强、渗透性好、热导率高等优点;而闭孔金属多孔材料的物理特性则与通孔的相反。
为了得到不同性能的多孔金属,各种制备方法被相继提出,如直接发泡法,精密铸造法,气泡法,烧结法和电沉积法等[1,2]。
2 金属多孔材料制备方法2.1 从液态(熔融)金属开始制备2.1.1熔体发泡法在一定的条件下金属熔体中可生成气泡,并且一般情况下多数气泡由于浮力作用会迅速上升到液体表面而溢出。
为了使更多气泡留在熔体中,可在其中加入增粘剂来阻碍气泡的上浮。
19世纪60至70年代,人们就已经尝试用这种方法制备铝、镁、锌及其合金的泡沫材料。
过去的10年中,又涌现出了大量的新思路、新工艺,其中有两种熔体发泡工艺特别具有发展前景:其一是直接将气体通入金属熔体中,其二是将发泡剂加入熔体中,发泡剂分解释放大量气体[3]。
①直接吹气法:首先在熔融的金属中加入增粘剂以防止气泡从熔体中逸出。
随后,采用旋转浆或振动的喷嘴将发泡气体(空气、氮气、二氧化碳、氩气等)通入熔体中,旋转浆或喷嘴的作用是在熔体中产生足够多的优良气泡并使他们分布均匀。
FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究-静尔音小博士吸音膜提供

FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究3敖庆波,汤慧萍,朱纪磊,王建永(西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西西安710016)摘 要: 根据前期对单层FeCrAl纤维多孔材料吸声性能的系统研究,对纤维多孔结构进行了优化设计,梯度结构是以孔隙度递减的方式排列而成。
分别对单层和梯度结构的吸声性能进行了测试,结果表明,在常温常声压条件下,3层梯度结构低频吸声性能较单层材料有明显提高,而且能够在一个较宽频率范围内的稳态吸声系数平稳延伸,最大值为1;在常温高声强140dB条件下,该结构仍保持较好的稳态吸声性能,在1600~6400Hz宽频范围内的吸声系数均达到0.9以上;在高温常声压条件下,梯度结构的吸声性能受到温度影响有所下降,且吸声系数不随频率的升高而增加,从而在测试频率范围内出现第一峰值频率。
虽然梯度结构的高温吸声性能变差,但是较单层材料的吸声性能要好得多。
因此,FeCrAl纤维多孔材料梯度结构是一种适用于多种特殊环境的吸声体。
关键词: 梯度结构;FeCrAl纤维多孔材料;吸声性能中图分类号: TB34文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)10217642031 引 言科技发达的现代,噪声仍是无处不在。
人们根据现有材料制作出各种各样的吸声结构来防治噪声,通过这些结构使噪声能够得到隔绝或是减弱,这些吸声结构的主要材质为多孔材料。
从早期的无机纤维到现在的金属纤维均是吸声材料的首选材质;20世纪70年代随着金属纤维的问世到其制品的快速发展,金属纤维成为了优质的吸声材料。
它不仅避免了早期的玻璃棉、矿渣棉以及木丝板等无机吸声材料的吸水、吸油等缺点,还有良好的吸声性能,并且具有强度高,纤维之间缠结力强,不易被吹飞等优点,这是许多后来出现的吸声材料无法超越的特点[1~5]。
噪声存在于各种环境中,如高温、高压、酸碱水环境,这就要求吸声材料必须首先能够在环境中稳定使用,然后再考虑是否具有良好的吸声性能。
关于多孔材料过滤精度的探讨_佘勃强

2 过滤精度的评定方法
评定过滤精度的方法有单次通过试验法、多 次通过试验法和小球通过法等。随着科技的发展, 多次通过试验法具有了较好的重复性和再现性, 因此,用多次通过试验法评定 β 过滤比来表征过 滤精度为大家逐渐接受[5-8] 。上世纪 80 年代初, 制 定了被大多数国家认可的 ISO4572 标准,该标准 采用 ACFTD 空气滤清器精细试验粉尘 (Air fine Test Dust),并用光学显微镜对不规则形状的颗粒 测出最大长度尺寸作为颗粒大小公称直径尺寸。 随着科技的发展,自动颗粒计数器逐渐成为颗粒 计数的主要方法,自动颗粒计数器收集颗粒对光 强度的变化还可以检测出颗粒的等效投影直径, 为了适应这一变化,1999 年又新研制出 ISOMTD 中级试验粉尘(ISO Medium Test Dust),并相应制定 了 ISO16889:1999 标准以代替 ISO4572。由于采 用的粉尘颗粒及颗粒大小公称尺寸的标定方法不 同,ISO16889 的测定结果与 ISO4572 的测定结果 不同。我国于 2002 年相应制定了等效 ISO16889 的国家标准 GB/T18853-2002。
2023年多孔材料行业市场分析现状

2023年多孔材料行业市场分析现状多孔材料是指由具有透气性的材料制成的材料,具有较大的孔隙空间。
多孔材料具有轻质、高强度、透气性好、吸附性能强等特点,广泛应用于过滤、吸声、吸湿、保温等领域。
目前,多孔材料行业市场呈现出以下几个现状:1. 快速增长:随着科技的不断发展和人们对环境改善的要求,多孔材料的市场需求不断增加。
特别是在工业过滤、建筑材料、医疗和生物医学、能源储存等领域,多孔材料的需求量呈现快速增长的趋势。
2. 应用领域广泛:多孔材料的应用领域非常广泛。
在工业领域,多孔材料被广泛应用于过滤领域,如汽车领域的空气过滤器、石油化工领域的固液分离装置等。
在建筑领域,多孔材料被用于吸声和隔音材料、保温材料等。
在医疗和生物医学领域,多孔材料被用于人工骨骼、药物传输和生物支架等。
3. 技术创新:多孔材料行业在技术方面也在不断创新。
通过研发新材料、改进制造工艺和提升产品性能,多孔材料的应用范围得到了扩展。
例如,近年来,新型多孔材料如金属有机框架材料(MOF)、炭黑及其复合材料等的研发逐渐成为研究热点。
4. 市场竞争激烈:多孔材料市场竞争激烈。
随着多孔材料市场的发展,越来越多的企业涌入该领域。
国内外企业的竞争使得多孔材料的市场价格不断下降,企业之间在技术创新、产品质量、市场拓展等方面展开激烈竞争。
5. 绿色环保趋势:随着环保意识的增强,多孔材料的绿色环保特性逐渐受到重视。
越来越多的消费者和企业开始选择使用环保的多孔材料产品。
同时,政府也在加大对多孔材料行业的环保政策支持,鼓励行业内企业进行绿色技术创新。
总体而言,多孔材料行业市场呈现出快速增长、应用领域广泛、技术创新、竞争激烈和绿色环保趋势等现状。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增加,多孔材料行业有望在未来继续保持快速发展。
在这个过程中,企业需要注重技术创新、产品质量提升和市场拓展,以保持竞争优势。
同时,也需要关注绿色环保趋势,积极响应环保政策,为可持续发展做出贡献。
金属纤维多孔材料力学性能的研究进展

万方数据
·268·
稀有金属材料与工程
第38卷
烧结温度越高,保温时间越长,所得到多孔材料孔结 构越好,金属丝之间结点也就越粗糙,则孔隙度越低。 在压缩过程中,钢丝网表现出与其它多孔材料一样的 弹.塑性行为。随着孔隙度增大,多孔钢丝网屈服强度
和弹性模量降低。当孔隙度从33.90%增加到56.27% 时,其屈服强度从46.9 MPa降低到14.8 MPa,其弹 性模量从1.42 GPa降低到0.42 GPa。
V01.38,Suppl.3 December 2009
金属纤维多孑L材料力学性能的研究进展
乔吉超1,2奚正平2,汤慧萍2,王建永2,朱纪磊2
(1.西北工业大学,陕西西安710072) (2.西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西西安710016)
摘要:金属纤维多孔材料既有金属的性质,又因内部存在着大量的孔隙而具有一系列的功能特性,是一类优良的结
构功能一体化材料。本文主要分析了金属纤维多孔材料的制备方法,讨论了该材料的力学性能,并着重介绍了近几年
该领域的最新研究进展。
关键词:金属纤维多孔材料;力学性能;制备;结构材料
中图法分类号:TFl25:TB383
文献标识码:A
文章编号:1002.185X(2009)S3.267.04
1 引言
烧结金属纤维多孔材料在高温吸声、水下消音、 表面燃烧、热管等方面所表现出的优异性能,已经引 起了材料研究工作者的广泛关注【1硼。金属多孔材料正 在从功能单一的材料用途向结构材料延伸,最终实现 多功能化、结构功能一体化的突破。随着金属多孔材 料的功能结构一体化的研究,越来越需要研究功能性 金属多孔材料在结构件中的力学行为,积累这些材料 在承受一定载荷和冲击情况下的基础力学数据,同时 为拓宽金属多孔材料的多功能化提供依据[5~t3】。
纳米多孔金属材料的研究现状及主要制备方法

合金化法是目前生产纳米多孔金属材料的主要制备方法,随 着科技的发展,纳米多孔金属材料的制备方法将更加快捷方 便。
[1] 陆致龙 , 王蓉 , 柯俊 . 原始合金制备方法对 Raney Ni 催 化 剂 结 构 及 加氢活性的影响 [J]. 电子显微学报 ,1997,16(3):302-306.
[8] 徐彩霞 . 纳米多孔金属材料的设计 , 制备与催化性能研究 [D]. 山东大 学 ,2009.
[9] 张文彦 , 奚正平 , 方明 , 等 . 纳米孔结构金属多孔材料研究进展 . 稀有 金属材料与工程 ,2008, 37(7):1129-1133.
[10] 陈静 , 胡文成 , 杜凯 , 等 . 纳米多孔金属的制备方法研究进展 [J]. 材料 导报 : 纳米与新材料专辑 ,2010,24-27.
[5] 丁轶 . 纳米多孔金属 : 一 ,2011,46(10):121-133.
[6] 谭秀兰 , 唐永建 , 刘颖 , 等 . 去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进 展 [J] 材料导报 ,2009, 23(3):68-71.
[7] F.U.Renner,A.Stierle,H.Dosch,D.M.Kolb,T.L.Lee,J.Zegenha gen,Initial corrosion observed on the atomic scale,Nature 439(2006)707—710.
通过去合金法制备的纳米多孔材料具有以下特点 :① 孔径小,约 1000 纳米,通过控制合金的比例和合金的反应 时间,可以控制纳米尺寸。②高表面积、脱合金方法是一种 极其复杂的方法。无序的内连通孔结构非常大,在催化领域 具有广阔的应用前景。③高孔隙率合金中各组分的比例普
吸气材料的研究现状及进展

吸气材料的研究现状及进展迟煜頔,谈 萍,荆 鹏,汤慧萍,汪强兵(西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安710016)摘要 简要阐述了吸气材料的重要性及发展现状,并从获得吸气材料活性表面的两种不同方式,综述了蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂的吸气理论和应用研究情况,并着重介绍了新型钛基非蒸散型吸气剂的发展现状和应用前景。
关键词 吸气剂 非蒸散型 吸气性能Research Stat us and Develop ment of Getter MaterialsC H I Yudi ,TAN Ping ,J IN G Peng ,TAN G Huiping ,WAN G Qiangbing(State Key Laboratory of Porous Metals Technologies ,Northwest Institute for Non 2ferrous Metal Research ,Xi ’an 710016)Abstract In this paper the significance and modern development of getter materials are presented.The recent applications and their absorption mechanisms of both evaporable and non 2evaporable getter are also discussed.The de 2velopment status and application prospect of Ti base non 2evaporable getter are introduced.K ey w ords getters ,non 2evaporable ,sorption characteristics 迟煜頔:女,1982年生,硕士,主要从事金属粉末多孔材料的研究 Tel :029*********0 引言随着电子技术和真空技术的飞速发展,人们对电子材料和真空材料的使用性能也不断提出更高的要求,而吸气材料的更新进步则成为促进其发展的关键技术之一。
关于召开西北有色金属研究院

关于召开西北有色金属研究院(集团)第26届学术年会的通知院属各单位及各公司:我院第26届学术年会于2007年3月1日、2日召开。
3月1日为分会学术报告,3月2日为大会学术报告(地点:西安时代大酒店18楼大会议厅)。
分会学术报告,共分3个分会场进行。
第一分会场:材料研制,地点在院本部四楼学术室;第二分会场:材料工艺,地点在院本部二楼203会议室;第三分会场:材料研制(续)、理化检验、设备、信息与管理等,地点在院本部三楼309会议室。
会议日程安排详见附件。
为召开好这次学术年会,特提出如下要求:1. 学术年会是总结和检阅我院科技成果、生产技术、管理水平的学术讲台,是相互学习、交流、补充和提高的绝好机会,也是考核全院科技人员的平台,希望全院科研、生产及管理人员极积支持,踊跃参加,坚持到底,切勿中途退场。
2. 凡在大会或分会上作学术报告的人员,务必作好充分准备,制作好多媒体。
于2007年2月15日以前请报告人将多媒体报告以电子邮件(baiyp@)或U盘的形式送到网络信息中心(即莱特公司),以便分类编排,供学术年会报告现场使用,并请注明该论文是大会报告、第一分会场报告、第二分会场报告或第三分会场报告(学术报告的类别和会场详见附件或张贴的通知)。
3. 为了活跃学术气氛,提高全院学术水平,鼓励科技人员撰写高质量学术论文的极积性,院学术年会将本着“宁缺勿滥”的原则,评选出质量较高的优秀论文,并给于适当奖励。
西北有色金属研究院(集团)科研处二○○七年二月一日附件:西北有色金属研究院(集团)第26届年学术年会会议日程及学术报告安排附件:西北有色金属研究院第26届年学术年会会议日程及学术报告安排一、总体日程安排二、大会学术报告安排时间:2007年3月2日地点:时代大酒店18楼大会议厅(研究院西枣园菜市场南)三、分会学术报告安排第一分会场:材料研制地点:院综合楼四楼学术厅时间:2007年3月1日每篇报告时间:20分钟,其中提问5分钟第二分会场:材料工艺地点:院综合楼203会议室时间:3月1日第三分会场:材料研制(续)、理化检验、设备、信息与管理等地点:院综合楼309会议室时间:3月1日每篇报告时间:20分钟,其中提问5分钟。
2023年多孔材料行业市场前景分析

2023年多孔材料行业市场前景分析随着环保和节能意识的深入人心,多孔材料作为新型环保材料,受到越来越多的关注。
多孔材料具有结构独特、比表面积大、吸附性能强等特点,已广泛应用于环保、能源、化工、建材、航空航天等领域,市场前景广阔。
首先,环保领域的需求刺激了多孔材料的市场增长。
多孔材料可以利用其表面积大的特点进行废气、废水等污染物的吸附和分离。
例如,多孔陶瓷可以作为浓度较低的有机污染物的吸附剂,净化污染废气;多孔材料也可以作为废水处理的过滤材料,去除废水中的颗粒和有机物质,实现废水的再利用。
环保领域的市场需求增长,促进了多孔材料行业的发展。
其次,能源领域的发展也推动了多孔材料的市场需求。
多孔材料可以用于电池、储能材料、固体氧化物燃料电池,以及太阳能电池等领域。
例如,利用多孔材料可以增加电极表面积,提高磷酸铁锂电池的能量密度和功率密度;多孔氧化硅可以作为光催化剂,利用太阳光能对水进行分解制氢等。
由于能源领域的市场需求不断增长,多孔材料行业也将会迎来更广阔的市场。
再次,化工行业的需求也为多孔材料的市场扩展提供了机会。
多孔材料可以用于分离、吸附、催化等方面。
例如,多孔材料可以作为气体分离材料,分离氢气、氧气、氮气等气体;多孔碳材料具有良好的催化作用,可以用于制备各种高附加值的化工产品。
化工行业的需求不断增长,将为多孔材料市场的发展带来更多机遇。
最后,建材、航空航天等领域对多孔材料的需求也在不断增加。
多孔材料可以用于隔音、吸音、隔热、保温等方面。
例如,多孔材料可以用于高速列车轮轨降噪、建筑物墙面隔音、飞机发动机隔热等。
建材、航空航天等领域的市场需求扩展,也将推动多孔材料市场持续增长。
综上所述,多孔材料行业是新兴的高科技产业,未来市场前景广阔。
随着环保科技、能源需求、化工行业、建材、航空航天等领域的不断发展,多孔材料市场将会逐步壮大,行业前景可期。
新型多孔金属材料的合成及应用前景

新型多孔金属材料的合成及应用前景随着科技的发展,新型多孔金属材料的研究逐渐走向前沿,受到了越来越多的关注。
多孔金属材料是一种具有特殊物理和化学性质的材料,其特殊的孔隙结构和大比表面积使得其在催化、吸附、分离、传感、能源等方面有着广泛的应用前景。
多孔金属材料的合成方法种类繁多,包括模板法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、电化学沉积法等。
其中,模板法是一种较为常用的制备方法,通过采用模板剥离技术可以获得混合负载或单孔负载结构的多孔金属材料。
溶胶凝胶法可得到具有高比表面积和孔隙体积的多孔金属材料。
化学气相沉积法和电化学沉积法则可得到较为规则且具有可控孔径的多孔金属材料。
多孔金属材料的应用前景广泛,其中催化领域是其一大应用方向。
多孔金属材料具有高比表面积和丰富的表面活性位点,可以有效提高反应速率和选择性,从而提高催化效率和活性。
例如,在还原氧化物催化剂中,多孔金属材料的空心结构和高孔隙度可促进气体分子的扩散和反应物的吸附,从而提高反应速率。
另外,在分离和吸附领域也有广泛的应用。
多孔金属材料的空隙中具有高度可调的孔径和孔隙分布,可以选择性地吸附或分离特定的分子或离子。
例如,在油水分离中,多孔金属材料可通过调节孔径大小和表面亲疏水性来实现有效分离,从而有效解决水污染和油品污染问题。
此外,多孔金属材料在传感领域也有着广泛的应用。
多孔金属材料的孔隙结构和表面化学性质可以实现对特定分子或离子的高灵敏度检测。
例如,在生物传感器中,多孔金属材料可作为电化学传感器或光学传感器的基材,实现对生物分子的高灵敏度和高选择性检测。
最后,多孔金属材料在能源领域也有着重要的应用前景。
多孔金属材料的多层孔隙结构和高比表面积可增强储能材料的能量和功率密度,从而提高能源转化效率。
例如,在锂电池领域,多孔金属材料可作为电极材料,提高电化学反应的效率和循环稳定性。
综上所述,新型多孔金属材料具有广泛的应用前景,在催化、分离、传感、能源等领域均有重要的应用。
纳米多孔金属材料的研究进展

纳米多孔金属材料的研究进展刁桂林;郭轩轩;李雪【摘要】纳米多孔金属材料以其独特的网状连通结构和优异的物理化学性能,在工程中具有很大的应用潜力,已经成为当今新型功能材料领域研究的热点.本文介绍了制备纳米多孔金属材料的方法和原理,以及不同基体的纳米多孔金属材料的性能及应用领域,并对未来的发展方向进行展望.【期刊名称】《辽宁科技大学学报》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】5页(P401-405)【关键词】纳米多孔金属材料;制备方法;材料体系;性能【作者】刁桂林;郭轩轩;李雪【作者单位】辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山114051【正文语种】中文【中图分类】TB383.4“纳米多孔金属”这个概念最先由美国Sieradzki 和Newman 于1990 年正式提出[1]。
相比于传统金属材料,纳米多孔金属材料具有比表面积大、孔隙率高、抗疲劳、耐腐蚀、高强度、能量吸收性好等优势,被广泛应用于催化、生物过滤与分离、传感器、高性能光学薄膜、表面增强拉曼散射等领域[2-4],在燃料电池、电容器等新能源材料领域也有着巨大的应用前景[5-8]。
纳米多孔金属材料可根据其孔径尺寸的大小分为3类:孔径小于2 nm的为微孔,孔径大于50 nm 的为大孔,孔径在两者之间的为介孔。
本文主要介绍几种金属纳米多孔材料的常见制备方法,以及不同基体的纳米多孔金属材料的研究进展。
1 纳米多孔金属材料的制备方法纳米多孔金属材料可根据孔径空间排列分为有序和无序两种结构:有序结构即孔径在空间呈顺序排列且孔型规律;无序结构是指孔径呈无规律排列且孔型复杂多样但相互连通的结构。
这两种不同的结构主要取决于材料的制备方法,由脱合金法(Dealloying)和金属粉体烧结法制备所得的纳米多孔金属材料结构是无序的。
获得孔径有序的纳米多孔金属材料的方法主要有模板法(Colloidal crystal template)和斜入射沉积法。
西北有色金属研究院主持完成“高性能金属多孔材料制备及应用”项目获得2017年度国家技术发明二等奖

在 国家 863计 划 的支 持 下 ,沈 阳 东 大 自动 化 有 限 公 司 与 东 北 大 学 和 重 庆 邮 电 大 学 共 同 合 作 ,结 合 选 矿 企 业 实 现 精 细 化 管 理 、提 升 生 产 效 率 、促 进 节 能 减 排 、 保 障 安 全 生 产 的实 际 需 求 ,将 有 线 物 联 网 与 无 线 物 联 网有 机集 成 ,开 发 出 基 于 物 联 网 和 云 计 算 的 选 矿 工 业 过 程 全 互 联 网络 制 造 技 术 总 体 架 构 ,突 破 传 统 分 布 式 控 制 系 统 分 层 结 构 的 局 限 性 ,实 现 了选 矿 全 流 程 生 产 信 息 的 全 面 采 集 和 互 联 互 通 ;在 实 验 室 环 境 搭 建 了 基 于 物 联 网 和 工业 云 的 选 矿 智 能 MES研 究 平 台 ,并 在 大 型选 矿 企 业 开 展 了 工 业 示 范 应 用 。用 户 报 告 表 明 ,金 属 回收 率 提 高 了 1.04% ,综 合 能 效 提 高 1.23% ,取 得 了显 着 应 用 成效 。
该套 设 备 是 世 界 上 首 套 应 用 于 铝 土 矿 开 采 的 综 合 机 械 化 成套 设 备 。中 煤 集 团 装 备 公 司 充 分 发 挥 煤 矿 设 备 制 造 的经 验 和 优 势 ,根 据 铝 土 矿 的 采 掘 特 殊 性 研 发 了机 头 架 鼓 风 清 理 装 置 ,优 化 了 机 尾 结 构 形 式 ,适 应 铝 土 矿 底 板 比 压小 的 特 点 ,确 保 了铝 土 矿 综 合 机 械 化 开 采 设 备 的成 功 应 用 。
不锈钢纤维多孔材料的能量吸收性能

不锈钢纤维多孔材料的能量吸收性能敖庆波;王建忠;马军;汤慧萍【摘要】以不锈钢纤维毡为原料, 通过配料及高温烧结得到不锈钢纤维多孔材料.对不同孔结构的不锈钢纤维多孔材料进行压缩性能测试, 经计算得到能量吸收值.结果表明, 随着烧结结点数量的增加, 不锈钢纤维多孔材料的能量吸收能力有所提高;在丝径为8~28μm之间, 改变材料的丝径, 对改变纤维多孔材料的能量吸收能力影响不大;随着孔隙度的降低, 纤维多孔材料的能量吸收性能有明显提高.%Stainless steel fiber porous materials were prepared through batching and sintering at high temperature with stainless steel fiber felt as raw materials.The compressive properties of the stainless steel porous materials with different pore structures were tested and the energy absorption values were calculated in this paper.The results show that as the number of the sintering joints increasing, the energy absorption ability of the stainless steel fiber porous materials improved.The effect of the fiber porous materials on the energy absorption capacity was very little, when the diameter of the fiber was between 8-28μm.As the porosity decreased, the energy absorption properties of the fiber porous materials significantly improved.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)001【总页数】4页(P1155-1157,1163)【关键词】不锈钢纤维毡;烧结结点;孔隙度;丝径;能量吸收性能【作者】敖庆波;王建忠;马军;汤慧萍【作者单位】西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安 710016;西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安 710016;西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安 710016;西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安 710016【正文语种】中文【中图分类】TB340 引言金属纤维多孔材料是一类重要的功能材料,不仅具有较好的降噪性能:单一结构在中高频范围内具有较好的吸声性能,吸声系数最高达0.95,梯度结构在高于1 500 Hz的频率范围内可保持稳态吸声系数高于0.9,通过复合金属薄膜材料在中低频达到平均吸声系数高于0.3[1-6];还具有独特的力学性能,如其在受压缩过程中,具有较长的屈服平台,这说明金属纤维多孔材料具有较好的屈服强度[7-10];在换热传热方面也有很好的表现:在ΔT<20 ℃的过热度范围内,纤维多孔材料的池沸腾换热性能是紫铜基板池沸腾换热性能的2~5倍[11-14]。
金属多孔材料制备技术研究进展

第35卷增刊22006年8月稀有金属材料与工程RAREMETALNL她RIAI,SANDENGⅡqEERING、r01.35,Suppl.2AugIlst2006金属多子L材料制备技术研究进展谈萍,汤慧萍,王建永,廖际常(西北有色金属研究院陕西西安710016)摘要:传统的金属多孔材料的制备技术主要是粉末冶金和铸造、沉积技术。
随着新材料、新技术的不断出现,金属多孔材料的制各已从最初的粉末冶金技术发展为自组装、流体沉积、电化学腐蚀、共晶定向凝固以及SHS等各种先进技术。
本文重点阐述金属多孔材料制备技术的国内外研究现状和一些新的发展趋势。
关键词:金属多孔材料;自组装技术;流体沉积;电化学腐蚀;共晶定向凝固;SHS中图法分类号:TG146.4文献标识码:A文章编号:1002-185X(2006)s2-433—051引言传统的金属多孔材料的制备技术主要分为固态金属烧结法(如粉末冶金法制备烧结金属多孔材料)、液态金属凝固法(如铸造法、熔体发泡法制备泡沫金属)、和金属沉积法(如溅射法、反应沉积法制备泡沫金属)【1’2】。
近年来,随着各领域对环保清洁、高效节能等绿色材料的需求,新材料、新技术不断出现,其应用领域不断拓展,从固.液一气间的高效过滤及分离到表面燃烧、燃料电池、节能热管,从消声、抗震到超轻结构,已成为一种兼具功能和结构双重属性的性能优异的新型工程材料,金属多孔材料已成为一种兼具功能和结构双重属性的性能优异的新型工程材料,广泛应用于冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药等工业,是上述工业实现技术突破不可缺少的关键材料【3 ̄5】。
金属多孔材料的制备也随之有了巨大发展,已从最初的粉末冶金和铸造沉积技术发展为冶金、涂敷、自组装、电化学腐蚀等技术及多学科的交叉【6】。
2国内外研究现状金属多孔材料主要有粉末烧结多孔材料、金属纤维多孔材料、复合金属多孔材料、泡沫金属材料、蜂窝金属多孔材料及金属多孔膜几大类,其制备方法也各具其特点,为适应新的应用要求,除了传统的制备技术外,还发展了很多新方法。
钛纤维多孔材料压缩性能的有限元分析

钛纤维多孔材料压缩性能的有限元分析
刘世锋;刘全明;汤慧萍;杨鑫;张朝晖
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2014(028)020
【摘要】借助ABAQUS软件的ABAQUS/CAE模块对经数字图像分析软件处理后抽象为金属格子的钛纤维多孔材料模型进行网格划分后并施加载荷进行压缩模拟.通过Von Mises屈服准则和各向同性强化准则,建立多个三维几何模型,研究了压缩过程的曲线形状和趋势,确定了钛纤维多孔材料的孔隙率,孔形状、分布,丝径等不同结构参数对压缩性能的影响规律.
【总页数】5页(P122-125,129)
【作者】刘世锋;刘全明;汤慧萍;杨鑫;张朝晖
【作者单位】西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,西安710016;西安理工大学材料科学与工程学院,西安710045;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.2
【相关文献】
1.不锈钢纤维多孔材料的准静态压缩性能 [J], 王建忠;敖庆波;马军;汤慧萍;宋卫东;罗世铭;陈旭军;江林
2.纳米锶磷灰石纤维多孔钛复合材料的生物安全性研究 [J], 张永兴;陈梦婷;李步霄;孟真;陈梦宇;林南河;耿岩;赵庆华
3.钛纤维直径及多孔钛孔径对生物材料表面细胞活性的影响 [J], 李若琳;张云龙;李仁兴;卢雅琳;
4.钛纤维直径及多孔钛孔径对生物材料表面细胞活性的影响 [J], 李若琳;张云龙;李仁兴;卢雅琳
5.孔隙度对烧结不锈钢纤维多孔材料压缩性能的影响 [J], 王建永;汤慧萍;朱纪磊;乔吉超;藏纯勇;敖庆波;李程
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煤气化技术用金属多孔材料研究进展

煤气化技术用金属多孔材料研究进展
汪强兵;汤慧萍;奚正平;张健;李增峰
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2006(35)A02
【摘要】发展洁净煤技术,减少污染物排放,提高煤炭利用效率是我国,也是世界的一项重要的战略任务,而金属多孔材料是洁净煤技术使用不可缺的关键材料。
本文重点阐述洁净煤技术用金属多孔材料的国内外研究现状和一些新的发展趋势,在这基础上分析了金属多孔材料所面临的机遇和挑战。
【总页数】4页(P448-451)
【关键词】金属多孔材料;洁净煤技术;高温过滤
【作者】汪强兵;汤慧萍;奚正平;张健;李增峰
【作者单位】西北有色金属研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.4
【相关文献】
1.电子束快速成形技术制备医用金属多孔材料研究进展 [J], 杨广宇;汤慧萍;贾文鹏;赵培;贺卫卫;黄瑜;贾亮
2.金属多孔材料在壳牌煤气化技术中的应用 [J], 常志鹏;郭辉进;杨军军;刘冠颖
3.金属多孔材料制备技术研究进展 [J], 谈萍;汤慧萍;王建永;廖际常
4.多孔金属材料制备技术研究进展 [J], 王静;杨军;张建
5.粉末冶金技术制备金属多孔材料研究进展 [J], 乔吉超;奚正平;汤慧萍;朱纪磊;王建永;敖庆波
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料, 孔隙度可达 80% ~99. 8% , 孔隙尺寸在 1m m ~ 100mm 之间, 它的原子总数中有 40% 以上的原子处 于表面态, 因而它有巨大的比表面, 大的表面活性和 催化作用。近年来, 中国科学技术大学对轻质纳米多 孔材料 SnO 2、T iO 2、A l2O 3 、ZrO 2、及 Fe2 O3 等的结构 进行了研究, 同济大学将和德国维尔兹堡大学合作 开展气凝胶材料的系统研究。
金属多孔材料的孔隙度、孔径及渗透性主要取 决于原料粉末粒度、丝径或网目的大小, 其次受工艺 的影响。要达到某种应用要求的性能, 需进行材料选 择和工艺因素的严格控制。
60 年代, 随着应用领域的拓宽和应用环境的更 高要求, 出现了 Hastelloy 、Inco nel、钛、不锈 钢等抗 腐蚀、耐高温的粉末烧结多孔材料和特殊用途的多 孔钨、钽及难熔金属化合物多孔材料。到目前为止, 大量生产与应用的粉末烧结多孔材料主要是青铜、 不锈钢、镍及镍合金、钛等。表 1 是世界上几个多孔 材料主要生产厂家批量生产的产品的规格、牌号与 性能。
图 2 多孔金属材料渗 透性能 F ig . 2 Per meability of por ous metal mater ials ( a) Br onze ( b) P ow der sinter ed stainless st eel ( c) Fibre felt ( d) M ut ilayer mesh ( e) F oam metal
1期
汤慧萍等: 金属多孔材料发展现状
·3·
维毡与丝网复合制作的复网毡已大量生产; 双层粉 末过滤器表面层用细粉保证过滤精度, 支撑层由粗 粉制作, 保证低的压力降。另一种设计是薄的不锈钢 纤维毡与粗粉末复合在一起, 该结构可以保证细的 过滤 精度 且能耐 较大的 反冲压 力, 已 用于 啤酒 中 2 m 酵母的过滤。最近, 美国一专利介绍了 3 层结构 多 孔材 料, 基 体由 高 孔 隙度 蜂 窝 状镍 制 成, 孔 径 0. 3mm ~2mm , 工作层由青铜制成, 中间层由这 2 种 粉末混合物制成。丝网与粉末复合制得的复合多孔
压法生产粉末压坯; 等静压法制造带多孔法兰、管底 或中空的无缝管, 一些致密螺纹的连接也可以通过 等静压法一次成型; 粉末轧制法做多孔带及焊接管; 对薄壁无缝管, 采用粉浆挤压法成型, 该法已可以挤 压出直径为 ( 100~120) mm ×( 500~700) mm 的 多孔管。
·4·
稀有金属材料与工程
材料”。发展最早的是美国 MEM T EC 公司, 随后比 利时、日本、中国相继建立生产线进行规模生产。表 2 是一些国家生产的纤维毡规格、性能。
1 多孔金属材料的种类[ 1- 10]
多孔金属材料目前可分为粉末烧结多孔材料、 金属纤维毡、复合金属丝网材料及泡沫金属材料。图 1 为这几种材料的主要孔径分布。 1. 1 粉末烧结多孔材料
第 26 卷 第 1 期 1997 年 2 月
稀有金属材料与工程 RA RE M ET A L M AT ERIA L S A ND ENG IN EERIN G
V ol. 26, No . 1 F ebr uary 1997
金属多孔材料发展现状
汤慧萍 张正德
( 西北有色金属 研究院, 西安 710016) 摘 要 介绍了多孔金属材料的种类、制造工 艺、性能与 表征方法、应 用现状, 并 指出我 国的 多孔金属材料的开发应产业化、规模化, 产品的精度等级要系列化。 关键 词 多孔材料 烧结 粉末 纤维毡 多层网
MEM TEC
精度范围 Range o f precisio n
/m
尺寸 Di m en si on s
/ mm
2~100 600×1200×1. 7
20~500 250×1250
2. 5~300
5~2 40
Ger many
FI L
12
K rebsog e
3 ~10 0
NI N
BZ
6
( China)
联系人: 汤慧萍, 女, 31 岁, 硕士, 工程师, 西北有 色金属研究院粉末冶金研究所, 西安 51 信箱, 710016
·2·
稀有金属材料与工程
26 卷
的种类繁多。美国不锈钢丝网约 600 多种, 前苏联约 有 400 多种。我国不锈钢丝网种类较少, 约 30 多种, 而且复合丝网的研究与生产也较少, 市场所需的复
精度范围 R ang e of pr ecisio
/m
X
11
3 ~80
XS
3
2 5~6 0
XL
4
1 0~2 5
XG
4
1 0~2 5
AL
10
3~58. 5
BL
6
5. 3~57
公司 Company
精度等级数 Gr ade o f pr ecision
USA 6
P or opla te U .K.
Haver &Boecker U .K. 40 Wh i ls t USA 9
青铜
7
( China )
不锈钢
9
西北有色金属研究院
镍及镍合金
10
N IN ( China)
钛
5
2- 90
5 ~10 0* 3 ~10 0* 1 5~1 60*
N ote : * M ax imum apertur e 表 2 世界几个主要公司的不锈 钢纤维毡系列与性能 Table 2 Series and properties of f ibre felt of main
材料具有精细过滤作用, 又具有较大的延伸性, 适于 做成大表面积的折叠过滤元件。
同时, 为了适应使用要求, 一些新型合金材料被 制成多孔制品。如: T i- Nb- 5Zr 合金丝, 有优良的
冷加工性能, 低燃点, 用其制成的网状材料用于热管 管心, 与不锈钢网心相比, 寿命明显延长。该材料也 被用于真空部件与过滤器。日本研制了用卷曲的金 属短纤维压制烧结制成多孔材料, 孔隙度高, 隔热及 加工性好。
纤维和复合丝网多孔材料的制造工艺不同于粉 末烧结材料。通常纤维毡的制造有 2 种方法: 甘油水 溶液沉积法和铺毡法。前者尺寸较小, 而用铺毡法可 以生产大面积纤维毡。复合丝网常用轧制复合或扩 散焊法制造。
泡沫多孔材料主要用铸造法生产。对粉末冶金 法、金属喷涂法也有研究, 但尚处于实验室阶段。
3 多孔材料的性能与表征方法[ 15]
图 1 几种材料的主要孔径分布范围 F ig . 1 P or e size dist ributio n cur ves fo r sever al sintered mater ials fro m fibres ( cur ve l) , po w der s( cur v e 2) , w ov en
表 3 复合丝网 的规格与性能 Table 3 Sizes and properties of mutilayer mesh
公司 Co mpany
U SA M EM T EC
Belgium Bekeart
companies in the world
系列 Series
精度等级数 G rade of precisio n
目前, 我国已具有烧结金属多孔材料的规模生 产能力。据不完全统计, 我国年产青铜过滤元件 90 万件, 不锈钢元件达 3. 6 万件, 镍及镍合金过滤元件 0. 7 万件, 烧结钛过滤元件达 1. 6 万件。 1. 2 金属纤维毡
金属纤维毡材料的孔隙度可达 90% 以上, 全部 为贯通孔, 塑性和冲击韧性好, 容尘量大, 用于许多 过滤条件苛刻的行业, 被称为“第二代多孔金属过滤
25. 4mm ) , 比表面( 500~850) m2/ m3, 板厚 1. 5mm ~ 15m m, 外形尺寸 900mm ×1800m m。我国也已研制 出泡沫铝、铜、镍等, 并在材料的制备方法和阻尼特 征等物理性能方面取得了若干进展。
以上 4 类多孔材料的渗透性能如图 2 所示。 除上述多孔金属材料外, 复合结构多孔材料是 近年来多孔金属材料技术上的创新。如用不锈钢纤
金属多孔材料是一种具有渗透性好、孔径和孔 隙可控、形状稳定、耐高温、抗热震、能再生、可加工 等特殊性能的功能材料。广泛应用于航空、航天、原 子能、石化、冶金、机械、医药、环保等行业的过滤、分 离、消音、布气、催化、热交换等工艺中。近年来, 各领 域对绿色材料的需求大大促进了金属多孔材料的发 展。
26 卷
除此之外, 还对一些特殊的制造方法进行了研 究。如腐蚀法造孔, 它是先制得一固溶体预合金坯, 腐蚀掉其中一相, 剩下多孔体。平行孔过滤器的生产 工艺是将低熔点金属置于基体中, 烧结时使低熔点 金属熔化, 形成孔隙。英国专利介绍了用离心法制无 缝烧结管, 它以一定速度旋转装有金属颗粒悬浮物 的坩锅, 使颗粒从悬浮物中分离, 均匀分布于坩锅内 壁上, 然后干燥、烧结。英国人 Kearns M W 用 HIP 法制取多孔材料, 其孔隙度达 30% 以上。80 年代初, 美国 Kubo 利用铝在钛中的偏扩散获得了高孔隙度 T i - Al 材料。我国于 80 年代末采用该法制取了孔 隙度为 21% ~61% 的 T i- Al 系多孔材料。90 年代, 前苏联用自蔓延法制取了直径 400m m, 高 600mm, 壁厚 30m m, 重 80kg 的大型过滤管, 孔隙度 25% ~ 70% ( 体) 。它是用 M g 粉与 T i、不锈钢粉 混合, 压 制, 然后在 10- 2Pa 真空烧结, 1375K 时 M g 挥发后 留下空隙。西北有色金属研究院用等静压与喷涂相 结合的方法制取了 50mm ×180mm 的不锈钢过滤 管, 其渗透系数比通常工艺制取的过滤管提高了近 10 倍, 而且强度非常高。为了制得高孔隙度材料, 用 Ni 或 Ni 合金粉末与聚合物纤维混合压制后烧结, 聚合物在烧结时挥发, 该材料孔隙度大于 90% 。