金属多孔材料的力学性能及制备方法研究进展

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纳米多孔金属的制备方法及其力学性能的研究进展

纳米多孔金属的制备方法及其力学性能的研究进展李元伟;张猛;王小健;李卫【摘要】纳米多孔金属是一种孔径在0.1～100 nm之间,且韧壁尺寸也在纳米量级的多孔金属材料.因其独特的孔隙结构、高比表面积和高导电性等特征,纳米多孔金属在许多领域都有着丰富的潜在应用.这篇综述比较了制备纳米多孔金属的几种常用方法:模板法、脱合金法与电化学法,其中,主要介绍了脱合金法,包括液态金属脱合金法及气相脱合金法的最新进展;重点阐述了纳米多孔金属在表面增强拉曼散射、催化以及超级电容器方面的应用现状及相关研究工作;最后,对纳米多孔金属的力学性能模拟及实验进行讨论,重点分析了纳米多孔金属力学性能的研究趋势以及存在的主要问题.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】14页(P10-23)【关键词】纳米多孔金属;脱合金法;力学性能【作者】李元伟;张猛;王小健;李卫【作者单位】暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000【正文语种】中文【中图分类】TB34多孔材料孔径可控、形貌多样，已广泛应用于催化、检测、防护、环保等工业领域。

多孔材料的一个重要分支是纳米多孔金属材料。

近10年来，纳米多孔金属（nanoporous metals，NPMs）作为一类内部具有纳米级（0.1～100 nm）三维连通孔洞结构和高比表面积的新型功能材料，引起了国内外学术界和工业界广泛的关注。

虽然，在形态上，纳米多孔金属与泡沫金属很类似，但是，它具有更小的孔隙结构和更高的比表面积。

因其兼具纳米材料的功能特性和泡沫材料的结构特征，纳米多孔金属在催化、传感、驱动、表面拉曼散射增强、电解、超电容器、高温模板/支架和耐辐射等领域呈现出广阔的应用前景。

力学性能是制约材料应用的一个重要因素。

多孔金属材料的制备方法及应用研究论文

多孔金属材料的制备方法及应用研究论文一、制备方法1.颗粒模板法：通过选择合适的颗粒模板（如聚苯乙烯微球）将其包裹在金属粉末上，然后通过烧结或电解沉积等方式将金属粉末固化成多孔结构。

2.溶胶凝胶法：通过溶胶凝胶方法将金属原料溶解于溶液中，然后加入适量的模板剂，通过调节溶胶凝胶条件如温度、浓度等，使金属原料在模板上逐渐凝胶成形。

3.电解沉积法：通过在电解池中将金属离子还原成金属原子，然后将金属原子沉积在电极表面，形成多孔结构。

可以通过控制电解条件如电解电压、电流密度等来调节多孔金属的孔隙大小及形貌。

4.粉末冶金法：通过将金属粉末与孔隙形成剂混合均匀后，进行压制和烧结等处理，使金属粉末在烧结过程中形成孔隙结构。

二、应用研究论文1.论文标题：“多孔铜材料的制备及其在催化剂中的应用研究”该论文首先采用溶胶凝胶法制备了多孔铜材料，并通过扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附实验表征了其孔隙结构特征。

然后，将多孔铜材料应用于催化剂中，研究了其在有机反应中的催化性能。

实验结果表明，多孔铜材料具有较高的催化活性和选择性，可作为一种高效催化剂应用于有机合成领域。

2.论文标题：“多孔镍材料的制备及其在氢制氨催化剂中的应用研究”该论文通过电解沉积法制备多孔镍材料，并通过X射线衍射和透射电子显微镜等表征手段研究了其晶体结构和孔隙结构特征。

然后，将多孔镍材料应用于氢制氨催化剂中，研究了其在氢制氨反应中的催化性能。

实验结果表明，多孔镍材料具有较高的催化活性和稳定性，可作为一种有效的催化剂应用于氨合成工业。

3.论文标题：“制备方法对多孔铝材料孔隙结构及性能的影响研究”该论文通过颗粒模板法制备了多孔铝材料，并系统研究了制备方法对其孔隙结构和性能的影响。

结果表明，不同制备方法在形成多孔结构时会产生不同的孔隙大小和分布，进而影响多孔铝材料的物理和化学性质。

该研究为多孔金属材料的制备方法提供了重要的参考依据。

综上所述，多孔金属材料制备方法包括颗粒模板法、溶胶凝胶法、电解沉积法和粉末冶金法等，其应用研究主要集中在催化剂、氢制氨催化剂等领域。

有机金属多孔材料的制备及应用研究

有机金属多孔材料的制备及应用研究随着科技的进步，多孔材料已成为一种受到广泛关注的材料。

这种材料的独特性质和广阔应用前景引起了研究者们的兴趣。

有机金属多孔材料是一种以有机分子为骨架，将金属离子引入骨架中形成的空气孔道的材料。

它具有较高的孔隙度和比表面积，使其具有多种物理和化学性质，已广泛应用于分离、吸附、催化等领域。

本文将围绕有机金属多孔材料的制备方法以及其应用研究进行探讨。

制备方法有机金属多孔材料的制备方法通常包括溶剂热法、溶剂挥发法、水热法、气相沉积法等。

其中，溶剂热法是最为常见的合成方法之一。

通过在高温高压的条件下，在有机分子骨架中引入可溶于溶剂中的金属前驱体，使其在骨架中形成孔道。

溶剂热法既能控制合成多孔材料的形貌，还能够对材料的结构和性能进行调控。

另一种常见的方法是溶剂挥发法。

这种方法中，有机分子骨架通常是通过溶剂挥发而得到的。

对于金属前驱体，通常采用旋转蒸发、真空干燥等方法将其溶解在有机溶剂中，然后划分为分子大小，通过有序排列的方式形成孔道。

水热法则是一种以水为溶剂的方法。

将金属离子和有机分子骨架混合，然后在高温高压的条件下反应，形成有机金属多孔材料。

水热法可以通过调节反应条件，如温度、时间等来调控材料的形貌与结构。

气相沉积法是一种将金属前驱物蒸发到气相，然后通过反应与有机分子骨架结合而成的方法。

相对于其他方法，气相沉积法可以制备形貌和孔径大小更为精确控制的有机金属多孔材料。

应用研究有机金属多孔材料由于独特的孔隙结构和分子识别性等特点，已广泛应用于多种领域。

其中，分离、吸附、催化等是其主要应用方向。

分离方面，有机金属多孔材料能够通过孔道的大小和化学亲和力等特性实现对特定化学物质的分离。

例如，对于一些气体混合物分离和纯化中，有机金属多孔材料能够通过表面张力、孔径大小等特征，实现对气体的分离与富集。

吸附方面，有机金属多孔材料具有良好的吸附特性，能够吸附小分子、离子和有机物等。

这些材料在环境保护和水净化等方面有重要的应用前景。

多孔金属材料制备方法的研究进展

多孔金属材料制备方法的研究进展
刘京雷;叶先勇;何元章;徐宏
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2013(027)013
【摘要】多孔金属既拥有金属材料本身所具有的优良性能,又因为大量孔隙结构的存在使其拥有优良的功能特性,因而在工程中得到广泛的应用.简述了多孔金属材料的优异性能及其工程应用领域,重点综述了几种多孔金属材料的制备技术,包括铸造法、沉积法、烧结法、化学反应法等工艺技术,并展望了今后的研究热点.
【总页数】4页(P90-93)
【作者】刘京雷;叶先勇;何元章;徐宏
【作者单位】华东理工大学,绿色高效与节能教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学,绿色高效与节能教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学,绿色高效与节能教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学,绿色高效与节能教育部工程研究中心,上海200237
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.多孔金属材料的化学制备方法及性能研究进展 [J], 曹凤;张文彦;张思思;燕阳天;杨瑞锋
2.多孔金属材料的制备方法及应用研究 [J], 李欣芳;蒋武锋;郝素菊;张玉柱
3.多孔金属材料的制备方法及研究进展 [J], 王志峰;赵维民;许甫宁;王志国;贾俊青
4.多孔金属材料的制备方法及应用 [J], 李斐斐;张芳
5.纳米多孔金属材料的研究现状及主要制备方法 [J], 程芳芳
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多孔金属的制备工艺及性能综述

多孔金属的制备工艺及性能综述1 前言近年来，多孔材料逐渐成为一种发展非常迅速的热点材料，从性质上分类，它包括无机多孔材料，如多孔陶瓷、发泡玻璃、泡沫混凝土等，有机多孔材料，如有机气凝胶，聚苯乙烯吸附树脂等，以及金属多孔材料。

多孔金属材料是一种由金属基体及气孔组成的新型多功能复合材料，具有轻质、高强、减震、消音减噪的优点，被广泛地应用于建筑、化工、交通运输、生物制药、军事及航空航天领域。

为取得更广泛的应用领域，获得性能更优异的多孔金属材料产品，其内部孔径的研究方向已由传统的多面体孔形貌向高孔隙率、均匀细小的球状孔隙发展。

2 多孔金属的制备工艺多孔金属材料的制备方法众多，对于同一种金属材料，所使用的制备工艺不同，得到的材料内部气孔孔径及分布会有很大的差异，其性能和应用也有变化。

可根据以下几种不同方法进行分类：（1）根据采用工艺的不同，分为铸造法，沉积法，烧结法和发泡法；（2）根据材料内部形成的孔隙结构的不同，分为开孔多孔金属和闭孔多孔金属；（3）根据生成气孔时金属状态的不同，可分为基于金属熔体的方法，基于金属粉末的方法，基于金属蒸气的方法和基于金属离子的方法[1～4]。

2.1 基于金属熔体的制备工艺该方法是先将金属基体（如铝合金或铁合金）熔化，再加入第二相金属或氧化物（如SiC、Al2O3）增加粘度，并通过搅拌使原料混合均匀，在搅拌过程中可以直接将气体，如空气、氮气等注入熔体中，从而形成气孔。

此方法虽然简单经济，但得到的多孔金属产品孔结构往往不均匀，且力学性能不佳。

此外，在得到金属熔体后，还可以通过添加发泡剂发泡，常用的发泡剂一般为金属氢化物，如TiH2、ZrH2，或碳酸盐类，如CaCO3、SrCO3，加热使发泡剂分解，产生气体使熔体膨胀发泡，冷却后得到多孔金属。

此方法的关键在于发泡剂和金属熔体在充分搅拌混合阶段的分解量要进行控制，混合均匀后在发泡阶段可产生足够的气体。

2.2 基于金属粉末的制备工艺利用粉末冶金法来制备多孔金属，是通过采用金属粉末作为原料，并添加相应的发泡剂来制取多孔金属材料的一种方法。

多孔金属材料的制备方法及应用

多孔金属材料的制备方法及应用摘要：孔金属材料由于具有独特的综合性能，近年来逐渐成为研究热点。

科研水平的提高使一些多孔金属材料的孔隙率可以达到90%以上，但许多的多孔金属材料的制备仍然存在很大的挑战。

本文主要对多孔金属材料的几种制备方法和多孔金属材料的应用进行了介绍，并对今后的研究热点作了展望。

关键词：多孔金属材料；制备方法；应用引言：多孔金属材料是一类新型的金属材料，与传统金属材料和其他多孔材料相比在某些方面具有更佳的性能，且随着研究的发展，多孔金属材料的应用领域变得更加宽泛。

简要回顾了多孔金属材料的研究历史，重点综述了几种常用的多孔金属材料的制备方法及其适用性，并对多孔金属材料的应用领域作了介绍，最后展望了多孔金属材料的研究趋势。

1多孔金属材料的制备工艺铝合金在工业上广泛用于制造金属泡沫。

除了铝之外，钛、铁、锌、铜等材料也在工业上得到了应用，但与铝相比，它们的存在率仍然很低。

不同的应用需求对多孔金属材料的孔隙率要求不同，根据多孔金属材料加工产生孔隙时的金属的物质状态（固态、液态、气态或电离态）对各种制备工艺进行分类：固相法、液相法、沉积法。

1.1固相法固相法制备多孔金属材料是对固相金属进行烧结，且在此过程中金属始终保持固态，此工艺方法包含的种类较多，较容易制备大块的材料，该方法操作简单，得到的金属孔隙率高、分辨率高、孔隙分布均匀，缺点是得到的多孔金属材料强度低，常用于制备的多孔金属材料有铝、钛、不锈钢、铜、钼等。

通常固相法常用的制备方法主要有粉末烧结法、粉末发泡法、氧化还原烧结法、空心球烧结法等。

1.2液相法液相法制备多孔金属材料是在液态金属中获得孔隙结构或者是熔化含有气体发泡剂预制体释放气体，气体扩散获得孔隙结构，以此获得多孔金属材料。

该方法的优点是操作简单、成本低、孔隙率高，但不太适用于熔点高的材质。

受液态金属粘度的影响，所得到的多孔金属材料孔隙结构不均匀，力学性能较差，多适用于制备铝合金、钢、铜、青铜、黄铜等多孔金属材料。

多孔金属材料的制备与性能优化

多孔金属材料的制备与性能优化多孔金属材料是一种具有特殊结构和优良性能的新型材料，在众多领域中得到了广泛的应用。

它具有良好的导热性、高强度和轻质化等优点，因此被广泛应用于汽车制造、航空航天、化工等领域。

本文将重点论述多孔金属材料的制备方法以及性能优化的措施。

多孔金属材料的制备方法可以分为物理法、化学法和机械法三类。

物理法主要通过烧结法和泡沫法制备多孔金属材料。

烧结法是将金属粉末在高温条件下烧结成形，通过控制烧结温度和时间，可以得到不同孔隙率和孔径大小的多孔金属材料。

而泡沫法则是在金属膏体中加入发泡剂，经过高温烘烤产生气泡，然后用金属液浸泡，再进行烘烤和退料处理，最终形成多孔金属结构。

化学法主要是通过化学反应来得到多孔金属材料，其优点是能够控制孔径大小和孔隙率，并且制备过程简单。

机械法主要是通过特殊的加工过程和设备来制备多孔金属材料，如电火花加工法、电化学加工法等。

多孔金属材料的性能优化是提高其性能和应用价值的重要手段。

首先，可以通过材料的选择来达到性能优化的目的。

不同的金属材料具有不同的特性和应用领域，因此在制备多孔金属材料时，应根据具体的应用需求选择不同的金属材料。

其次，完善制备工艺，优化多孔结构的形成。

在制备过程中，应根据所需的孔隙结构和孔径大小进行合理的控制，以达到最佳的性能。

例如，在泡沫法制备多孔金属材料时，可以调整发泡剂的浓度和烘烤温度等参数，来控制气泡的大小和分布。

最后，采用表面改性和复合强化等手段来增强多孔金属材料的性能。

例如，可以利用电解沉积、溅射、热浸镀等方法在多孔金属表面进行膜层处理，以提高其耐腐蚀性能和界面结合强度。

在实际应用中，多孔金属材料的性能优化还需要考虑其结构和性质之间的相互关系。

例如，在汽车制造中，多孔金属材料用于减轻车身重量和提高车辆性能。

此时，需要考虑多孔结构对材料强度和刚度的影响，以及与其他构件的连接方式等问题。

在航空航天领域，多孔金属材料的耐高温性能和耐腐蚀性能是关键，因此需要针对具体的应用环境对多孔金属材料进行性能优化。

多孔金属材料的制备方法及应用研究论文

多孔金属材料的制备方法及应用研究论文多孔金属材料是一种具有开放孔隙结构的金属材料，其具有较大的比表面积、高孔隙度和良好的传质性能。

多孔金属材料广泛应用于催化剂载体、过滤器、吸附剂、能源储存等领域。

本文将介绍多孔金属材料的制备方法，并综述其在不同领域的应用研究。

多孔金属材料的制备方法主要包括模板法、重浸渗法和自由空间滴定法等。

模板法是最常用的制备方法之一，其原理是利用模板物质的模板效应，在金属材料表面形成孔隙结构。

常用的模板物质包括硅胶、陶瓷和树脂等。

重浸渗法是将金属固体与液态金属浸渍剂接触，经过多次渗透后，形成多孔金属材料。

自由空间滴定法是将金属粉末悬浮液滴入高温容器中，通过控制滴定速度和温度，使金属粉末形成多孔结构。

多孔金属材料在催化剂载体领域具有广泛应用。

催化剂载体是催化剂的重要组成部分，能够提高催化反应的效率和选择性。

多孔金属材料具有高比表面积和较大的孔隙度，能够提供充足的反应活性位点和更好的传质性能，从而增强催化剂的催化活性。

研究表明，多孔铝合金材料可用作高性能汽车尾气催化剂载体，其孔隙结构能够提供更大的表面积和更好的热稳定性，从而提高汽车尾气催化剂的催化效率。

多孔金属材料在过滤器领域也有广泛的应用。

传统的过滤器材料如滤纸和滤布往往无法有效过滤微米级颗粒物。

多孔金属材料具有较大的孔隙度和高效的固液分离能力，能够有效过滤微米级颗粒物和悬浊液体。

研究表明，多孔不锈钢材料可用于水处理过滤器，其优良的固液分离性能能够有效去除水中的悬浊物和颗粒物，从而提高水的质量。

此外，多孔金属材料还应用于吸附剂和能源储存等领域。

多孔金属材料可以通过控制孔隙结构和表面化学性质，具有高效吸附和储存气体、液体和离子的能力。

研究表明，多孔铜材料可用于储氢材料，其高比表面积和可调控的孔隙结构能够提高氢气的吸附容量和释放速率，从而提高储氢材料的储氢性能。

综上所述，多孔金属材料通过不同的制备方法可以获得不同孔隙结构和性能，具有广泛的应用前景。

金属多孔材料力学性能的研究进展

１．１金属多孔材料的含义
对于不同行业来说，有较大的选择空间，可以使这些材料不断更新、改进，完善，以更好地发挥其作用。
金属多孔材料，是指在金属的内部不规则地分布着数不清的、有一定的趋向的或不定方向的孔洞，其直径很小，不过两到三毫米左右。孔洞的形状千变
从专业理论角度来说，金属多孔材料也不是完美无缺的，在具体应用到建筑等行业中时，可能会控制不好其自身的拉应力和压应力，产生一定的不利作用，就影响到它的力学性能，甚至会有严重的后果。由于金属多孔材料在自身的性质和致密性上有着很不稳定和极高的差别性，因此，在对于实用性的工程建筑行业来说，必须注重其力学性能的各项指标，才能更好地应用它。就现阶段在金属多孔材料的发展状况来说，对于吸能能力较好的金属材料，因其比重小、质量比较轻等有利条件，在减震的设备方面等领域的应用比较广泛，并且得到了较佳的应用效果，在很多方面发挥了积极的促进作用，很值得进一步推广与应用。同时，我们也应看到，有些金属多孔材料的发展自身就具有很大的缺点，例如纤维型较大、吸收音色比较好；第二类是连续型，其孔洞就还相当不完善，比较连续，不能清晰地看到孔洞的结构，它涵盖了独金属多孔材料的创造时间比较晚、发展较快，但问题

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４６．９ＭＰａ降低到１４．８ＭＰａ，其弹性模量从１．４２ＧＰａ降低到０．４２ＧＰａ。
Ｖ０１．３８，Ｓｕｐｐｌ．３Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００９
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】。

浅谈金属多孔材料力学性能的探究论文

浅谈金属多孔材料力学性能的探究论文对金属多空材料的应用有着重要的作用，金属多孔材料是有着功能和构造双重属性的工程材料，尤其是在近些年的开展过程中使其得到了较为广泛的应用。

金属多孔材料有着密度小及抗冲击性高等诸多的特征，由于对其实际的应用领域愈来愈广，在应用的要求上也有着很大的提升，所以对金属多孔材料的力学性能的理论进展研究就显得格外重要。

1.1金属多孔材料的理论分析金属多孔材料在实际的应用过程中会由于受到拉应力及压应力等作用的影响，对其自身的力学性能造成一定程度的威胁，所以其自身的力学材料性能对应用的效果就有着直接性的影响。

金属多孔材料的力学性能指标对应用的工况环境有着决定性作用，在材料的性质及致密材料上有着很大的差异性。

在近些年的开展过程中，金属材料作为一种吸能材料，依靠着自身质量轻及吸能的效率高等优势在减震装置等方面得到了应用，其在承受压缩应力的过程中，应力及应变曲线上会有较宽屈服平台区，所以在这一作用下能够对外来力进展应变，为能够对这一材料得到更好的应用，就需要对其孔构造以及空隙率等方面进展研究，使其得到更好的应用。

1.2金属多孔材料的类型分析材料制备技术的开展使得金属泡沫及金属蜂窝等金属多孔材料得到了广泛应用，其中的金属蜂窝多孔材料是人工制造的构造，主要是受到蜂巢构造的影响，随着开展其在构造上也呈现出了多样化态势。

金属蜂窝类型的多孔材料的广泛应用主要就是其在密度上相对较小，并在比刚度及比强度上都到达了一定程度，所以就成了生活中比拟理想的轻质材料。

现代的工业正处在蓬勃开展阶段，所以对材料的性能方面就有着较高的要求，对简述蜂窝多孔材料的'改良就成了必然，其中负泊松比材料能够在未来的开展中有着广阔前景。

负泊松比蜂窝i材料拉伸时膨胀及压缩时收缩，所以有着较好的力学性能。

另外还有金属纤维多孔材料，这一材料不仅有着金属性质同时也具有着内部空隙，这是较好的构造功能一体化材料。

对这一材料的承受载荷及冲击的力学数据进展积累能够有效的拓宽这一领域的功能依据。

纳米多孔金属材料的制备与性能研究

纳米多孔金属材料的制备与性能研究随着科学技术的不断发展，纳米材料在各个领域展现出了巨大的潜力。

其中，纳米多孔金属材料作为一种重要的纳米材料，在催化、能源储存、传感器等领域具有广泛的应用前景。

本文将重点探讨纳米多孔金属材料的制备方法以及其在各个领域中的性能研究进展。

一、纳米多孔金属材料的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是一种常用的纳米多孔金属材料制备方法。

一般来说，该方法需要采用一种有机溶剂和金属盐进行加热反应。

在反应过程中，溶剂的热解释放出的气体会形成孔洞结构。

通过控制反应条件中溶剂的种类、浓度和反应温度等因素，可以得到不同孔径和孔壁的纳米多孔金属材料。

2. 模板法模板法是一种制备纳米多孔金属材料的常见方法。

该方法使用一种具有特殊结构的模板作为模板。

首先，将金属溶液浸渍在模板上，然后进行热处理，使金属溶液沉积在模板的孔洞内。

最后，通过模板的去除，纳米多孔金属材料得以制备。

模板法制备的纳米多孔金属材料具有高孔隙度和可控的孔径尺寸，适用于催化剂和储能材料的制备。

3. 电沉积法电沉积法是一种通过电化学反应在电极上制备纳米多孔金属材料的方法。

通常，该方法将金属盐溶液作为电解液，将电极作为阳极或阴极。

通过调节电化学反应条件，如电位、电流密度和反应时间等，可以控制纳米多孔金属材料的形貌和孔隙结构。

电沉积法制备的纳米多孔金属材料具有高比表面积和良好的电化学性能，在储能和传感器领域具有较大的应用潜力。

二、纳米多孔金属材料的性能研究1. 催化性能纳米多孔金属材料在催化领域中展现出了重要的应用价值。

首先，由于其高比表面积和多孔结构，纳米多孔金属材料具有较高的反应活性。

其次，纳米多孔金属材料具有可调控的孔径尺寸和孔隙结构，可以提供更多的活性位点，有利于催化反应的进行。

最后，纳米多孔金属材料还具有较好的传质能力和稳定性，能够提高催化反应的效率和持久性。

2. 能源储存性能在能源储存领域，纳米多孔金属材料也显示出了良好的性能。

多孔金属材料的制备方法及应用研究

多孔金属材料的制备方法及应用研究多孔金属材料的制备方法及应用研究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！多孔金属材料是金属基体与孔隙共同组成的复合材料，也是一种新型的集结构和功能于一体的材料，因其具有独特的性质而备受广大科研工作者的热切关注. 它不仅比重低、强度高，而且具有消音、减振、耐热、渗透等诸多良好的性能，因而在化工、建筑、国防、医学、环保等领域有广泛的应用.从多孔金属材料的性质考虑，多孔金属既承接了金属方面的性能，又具有多孔材料方面的性能. 作为金属材料，相比玻璃、陶瓷、塑料等非金属，它具有耐高温、良好的导电导热性、高强度，易加工成型的特点; 作为多孔材料，它比致密金属有诸多良好的性能，如轻质、比表面积大、吸能好等. 根据金属的状态和孔隙形成的来源，逐渐产生了许多制备多孔金属材料的工艺，有些在原有的工艺条件下进行了优化和创新，并取得了一定的成效.1 多孔金属材料的制备方法从多孔金属材料的定义上讲，它是多孔和金属两个词的统一体，这给科研工作者提供了制备多孔金属的着手点，从而衍生出一系列制备多孔金属的工艺，包括材料的选择、孔隙结构的来源、设备调整、工艺参数的确定等方面. 金属的状态可以分为液态、固态、气态和离子态，而气孔的产生通常是以直接和间接的方式，两者相结合从而产生了不同的制备工艺. 传统上可分为铸造法、金属烧结法、沉积法等.1. 1 铸造法铸造法分为熔融金属发泡法、渗流铸造法和熔模铸造法等.1. 1. 1 熔融金属发泡法熔融金属发泡法包括气体发泡法和固体发泡法. 此方法的关键措施是选择合适的增粘剂，控制金属粘度和搅拌速度，以优化气泡均匀性和样品孔结构控制的程度. 此法主要用于制备泡沫铝、泡沫镁、泡沫锌等低熔点泡沫金属. 对于熔融金属发泡法，当前研究较多的是泡沫铝. 李言祥对泡沫铝的制备工艺、泡沫结构特点及气孔率方面进行了深入的实验研究; 于利民等人根据采用此法生产泡沫铝在国内外泡沫金属的发展形势，总结并探讨了其制备工艺及优缺点.1) 气体发泡法气体发泡法指的是向金属熔体的底部直接吹入气体的方法. 为增加金属熔体的粘度，需要加入高熔点的固体小颗粒作为增粘剂，如Al2O3和SiC 等. 吹入的气体可选择空气或者像CO2等惰性气体. 虽然设备简单、成本低，但孔隙尺寸和均匀程度难以控制. 徐方明等用这种方法制备出了孔隙率为90!以上的闭孔泡沫铝; 覃秀凤等介绍了该方法原理，并研究了增粘剂、发泡气体流量和搅拌速度等工艺参数对实验结果的影响.2) 固体发泡法固体发泡法即向熔融金属中加入金属氢化物的方法. 发泡剂之所以为金属氢化物，是因为它会受热分解，生成的气体逐渐膨胀致使金属液发泡，然后在冷却的过程中形成多孔金属. 增粘剂主要选择Ca粉来调节熔体粘度，发泡剂一般为TiH2 . 采用同样的方法原理，可以通过向铁液中加入钨粉末和发泡剂的方式生成泡沫铁，但很少有相关的文献报道.Miyoshi T等人采用这种方法制备出了泡沫铝.1. 1. 2 渗流铸造法和熔模铸造法两种方法的相似之处在于都是将液态金属注入装有填料的模型中，构成多孔金属的复合体，然后通过热处理等的方式将杂质除去，经过冷却凝固得到终产物多孔金属; 区别在于前者模型中填充的是固体可溶性颗粒( 如NaCl、MgSO4等) 或低密度中空球，后者铸模由无机或有机塑料泡沫( 如聚氨酯) 和良好的耐火材料构成.Covaciu M 等用渗流铸造法制备了开孔型和闭孔型的多孔金属材料，John Banhart用熔模铸造法制备了多孔金属，详细研究了产品结构、性能及应用. 用渗流铸造法制备的多孔金属，其孔隙率小于80!，常用来制备多孔不锈钢及多孔铸铁、镍、铝等合金，虽然用这种方法制备的多孔金属孔隙尺寸得到准确控制，但成本较高. 熔模铸造法制备的多孔金属成本也很高，孔隙率比前者高，但产品强度低.1. 2 金属烧结法金属烧结法包括粉末烧结法、纤维烧结法、中空球烧结法、金属氧化物还原烧结法、有机化合物分解法等.1. 2. 1 粉末烧结法粉末烧结法指的是金属粉末或合金粉末与添加剂按一定的配比均匀混合，压制成型，形成具有一定致密度的预制体，然后进行真空环境下高温烧结或钢模中加热的方式除去添加剂，最终得到多孔金属材料. 此法可用来制备多孔铝、铜、镍、钛、铁、不锈钢等材料. 通过粉末烧结法制备的多孔金属材料，其孔隙特性主要取决于采用的方法工艺和粉末的粒度.王录才等采用冷压、热压、挤压三种方式制备预制体，详细研究了铝在不同炉温下加热的发泡行为.根据所选添加剂的不同，粉末烧结法又分为粉末冶金法和浆料发泡法. 两者选用的添加剂分别为造孔剂和发泡剂.造孔剂分为很多种，如NH4HCO3、尿素等. 陈巧富等用NH4HCO3作造孔剂，经过低温加热和高温烧结的方式制备出了多孔Ti-HA 生物复合材料，孔径范围100 ～500 μm，抗压强度高达20 MPa，可作为人体骨修复材料. 国外David C. D 等用尿素作造孔剂制备出了具有一定孔隙率的泡沫钛; JaroslavCapek等以NH4HCO3为造孔剂，用粉末冶金法制备出了孔隙率为34 !～51!的多孔铁，并作出了多孔铁在骨科应用方面的设想.关于发泡剂的选择，TiH2或ZrH2常作发泡剂制备多孔铝、锌，而SrCO3常作为发泡剂制备多孔碳钢. 李虎等用H2O2作发泡剂，用浆料发泡法制备出了多孔钛，经过对其力学性能测试和碱性处理获得了有望成为负重骨修复的理想材料.1. 2. 2 纤维烧结法纤维烧结法指金属纤维经过特殊处理后经过压制、成型、高温烧结的过程形成的多孔金属. 运用这种方法制备的多孔金属材料，其强度高于烧结法.1. 2. 3 中空球烧结法中空球烧结法指金属空心球粘结起来进行烧结，从而得到多孔金属材料的方法. 常用来制备多孔镍、钛、铜、铁等，制得的金属兼具闭孔和开孔结构.其中金属空心球的制备方法是: 用化学沉积或电沉积的方法在球形树脂表面镀一层金属，然后除去球形树脂. 特别的是，多孔金属的孔隙尺寸可以通过调整空心球的方式来进行控制.1. 2. 4 金属氧化物还原烧结法该方法旨在氧化气氛中加热金属氧化物获得多孔的、透气的、可还原金属氧化物烧结体，再在还原气氛中且低于金属的熔点温度下进行还原，从而得到开口的多孔金属. 这种方法可用来制备多孔镍、钼、铁、铜、钨等. 因为很难找到制备高孔隙率的多孔铁的方法，Taichi Murakami 等用炉渣中的氧化物发泡，并采用氧化还原法制备出了多孔铁基材料.1. 2. 5 有机化合物分解法将金属的草酸盐或醋酸盐等进行成型处理后，再在合适的气氛下加热烧结. 如草酸盐分解反应式为Mx( COO) y→xM + YCO2式中: M 为金属·金属的草酸盐分解释放CO2，在烧结体中形成贯通的孔隙. 在制备过程中金属有机化合物可以成型后加热分解，再进行烧结.1. 3 沉积法此法是指通过采用物理或化学的方法，将金属沉积在易分解的且具有一定孔隙结构的有机物上，然后通过热处理方法或其他方法除去有机物，从而得到多孔金属. 沉积法一般分为电沉积法、气相沉积法、反应沉积法等.1. 3. 1 电沉积法该法是以金属的离子态为起点，用电化学的方法将金属沉积在易分解的且有高孔隙率三维网状结构的有机物基体上，然后经过焙烧使有机物材料分解或用其他的工艺将其除去，最终得到多孔金属. 具体操作步骤为: 预处理、基体导电化处理、电镀、后续处理. 常用来制备多孔铜、镍、铁、钴、金、银等.国外Badiche X 等用这种方法对泡沫镍的制备及性能进行了深入研究; 单伟根等电沉积法制备了泡沫铁，确定了基体的热解方式对泡沫铁的结构性能方面造成不同的影响，并且确定了最佳实验条件. Nina Kostevsek 等研究了平板电极上和多孔氧化铝模板上的铁钯合金，并对二者的电化学沉积动力学进行了比较.1. 3. 2 气相沉积法该法是在真空状态下加热液态金属，使其以气态的形式蒸发，金属蒸气会沉积在固态的基底上，待形成一定厚度的金属沉积层后进行冷却，然后采用热处理方法或化学方法去除基底聚合物，从而得到通孔泡沫金属材料. 蒸镀金属可以为Al、Zn、Cu、Fe、Ti 等.1. 3. 3 反应沉积法反应沉积法，顾名思义指的是金属化合物通过发生反应，然后沉积在基体上的过程. 具体操作环节是，首先将泡沫结构体放置在含有金属化合物的装置中，加热使金属化合物分解，分解得到的金属沉积在多孔泡沫基体上，然后进行烧结去除基底，得到多孔金属. 通常情况下，金属化合物为羟基金属，在高温条件下发生分解反应，如制备多孔铁、镍等.2 多孔金属材料的性能及应用多孔金属材料可作为结构材料，也可作为功能材料. 同时结构决定性能，对于多孔金属而言，它的结构特点表现为气孔的类型( 开孔或闭孔) 、大小、形状、数量、分布、比表面积等方面. 多孔金属材料在航空航天、化学工程、建筑行业、机械工程、冶金工业等行业得到了广泛的应用，此外，在医学和生物领域也具有广阔的发展潜力. Qin Junhua等对多孔金属材料性能和用途两方面的研究进展做了重要阐述，并提出针对当前的形势，需要拓展多孔金属材料其他方面用途的必要性.2. 1 结构材料多孔金属材料具有比重小、强度高、导热性好等特点，常用作结构材料. 可作汽车的高强度构件，如盖板等; 可作建筑上的元件或支撑体，如电梯、高速公路的护栏等; 也可作为航天工业上的支撑结构，如机翼金属外壳支撑体、光学系统支架，或用来制作飞行器等. 最常用的是多孔铝. 魏剑等提到了多孔金属材料可用来制作节能门窗、防火板材等，实现了其在建筑领域的应用价值.利用多孔金属材料的吸能性能，可制作能量吸收方面的材料，如缓冲器、吸震器等. 最常见的是多孔铝. 比如汽车的冲击区安装上泡沫铝元件，可控制最大能耗的变形; 还有将泡沫铝填充入中空钢材中，可以防止部件承受载荷时出现严重的变形. 与此同时，多孔铝兼具了吸音、耐热、防火、防潮等优势.2. 2 功能材料2. 2. 1 过滤与分离材料根据多孔金属的渗透性，由多孔金属材料制作的过滤器可用来进行气- 固、液- 固、气- 液、气-总第209 期李欣芳，等: 多孔金属材料的制备方法及应用研究13气分离. 多孔金属的渗透性主要取决于孔的性质和渗透流体的性质. 过滤器的原理是利用多孔金属的孔道对流体介质中粒子的阻碍作用，使得要过滤的粒子在渗透过程中得到过滤，从而达到净化分离的目的. 铜、不锈钢、钛等多孔金属常用来制作金属过滤器，多孔金属过滤器被广泛应用于冶金、化工、宇航工业、环保等领域.在冶金工业中，通常用多孔不锈钢对高炉煤气进行除尘; 回收流化床尾气中的催化剂粉尘; 在锌冶炼中用多孔钛过滤硫酸锌溶液; 熔融的金属钠所采用的是镍过滤器，此过程用于湿法冶炼钽粉等.在化工行业中，多孔不锈钢、多孔钛具有耐腐蚀性，常用作过滤器来进行过滤. 比如一些无机酸或有机酸，如硝酸、亚硝酸、硼酸、96!硫酸、醋酸、草酸;碱、氢氧化钠; 熔融盐; 酸性气体，如硫化氢、气态氟化氢; 一些有机物，如乙炔; 此外，还有蒸汽、海水等.在宇航工业中，航空器的净化装置采用的是多孔不锈钢，制导舵螺中液压油和自动料管路中气体的净化也是采用这种材料，此外还可用于碳氢化合工艺中催化剂的回收.在环保领域里，主要是利用过滤器来净化烟气、废气及污水处理等方面. 其中要实现气- 气分离，需要对多孔材料的尺寸有更精准的要求，涉及到纳米多孔金属材料的制备工艺及其具有的性能等问题.奚正平等对洁净煤、高温气体净化、汽车尾气净化等技术作了具体的阐述，使用这些技术有利于缓解当前的环保问题.此外，医学上常用多孔钛可过滤氯霉素水解物，也可作为医疗器械中人工心肺机的发泡板等.2. 2. 2 消音减震材料利用多孔金属材料的高孔隙率性能，可制作吸声材料. 在吸声的作用上，通孔材料明显优于闭孔材料. 通过改善声波的传播途径来达到消音的目的，这与多孔金属材料的材质和孔洞的结构密切相关. 因为多孔钛还具有良好的耐高温、高速气流冲刷和抗腐蚀性能，所以被应用到燃气轮机排气系统等一些特殊的工作条件中，这种排气消声装置轻质、高效率、使用寿命长.段翠云等介绍了吸声材料的分类及应用，探讨了空气流阻和孔隙结构对吸声特性的影响. 王月等制备了孔径为2 ～7 mm，孔隙率为80!～90!，平均吸声系数为0. 4 ～0. 52 的泡沫铝，结果表明孔径越小，孔隙率、厚度越大，吸声性能越好. Ashby MF 等在书中提到了利用泡沫金属的吸声性能可以生产消声器产品.利用多孔金属材料的抗冲击性，可用来制作减震材料. 多孔金属的应力- 应变( σ - ε) 曲线可以分为三个阶段，即弹性变形阶段、脆性破碎阶段和紧实阶段，进而可以划分为三个区域. 从曲线走势来分析，当多孔金属材料在受到冲击力时，应变滞后于应力，所以其在受到外界应力时首先变形的是它的骨架部分，随着外界应力的增大，骨架易发生破碎，当骨架受到挤压时，应变不再发生很大的变化. 其中破碎阶段的起点为多孔材料的屈服强度. 当受到外加载荷时，孔的变形和坍塌会消耗大量能量，从而使得在较低的应力水平上有效地吸收冲击能. 中间部分区域表现出它的能量吸收能力，左边部分区域面积表现出它的抗冲击能力，面积越大，它所属的性能越好.2. 2. 3 电极材料由于多孔金属材料具有高孔隙率、比表面积大等优点，因此常用来制作电极材料，常用的有多孔铅、镍等. 刘培生等结合多孔金属电极的类型和特点，阐述了其制备工艺和性能强化的必要性，值得深思.多孔铅可用作铅酸电池中反应物的载体，可以填充更多的活性物质，减轻了电池重量，也可以用作良好的导电网络以降低电池内电阻. 轻质高孔隙率的泡沫基板和纤维基板，与传统的烧结镍基板相比有明显的优势，前者有高能量密度、良好的耐过充放电能力、低成本，满足了氢镍、镉镍等二次碱性电池的技术要求. 多孔镍在化学反应工程中用作流通性和流经型多孔电极，因为它除具有上述优点外，还可以促进电解质的扩散、迁移以及物质交换等. 此外，它还可用作电化学反应器.袁安保等具体分析了镍电极活性物质的结构、性质以及热力学和动力学，而且研究了它的制备工艺及应用，对MH-Ni 电池的开发具有重要意义.孔德帅等制备出了纳米多孔结构的镍基复合膜电极，结果表明，此复合膜在20A·g - 1 的冲放电流密度下，经过1 000 次充放电循环，电容保持率为94!. 近年来，对锌镍电池的研究受到了国内外的热切关注，费锡明等针对锌镍电池制作技术的进展，阐述了当前面临的诸多问题并提出了相应的解决方案，为新型化学电池的进一步研究提供了重要线索.2. 2. 4 催化载体材料泡沫金属韧性强、高传导、耐高温、耐腐蚀等性能，可制作催化载体材料. 由于载体本身的比表面积较小，为增大金属载体与催化剂活性组分之间的结合力，需预先在载体上涂上一层氧化物. 然后将催化剂浆料均匀涂抹在泡沫金属片的表面，经过压制成型，再将其置于高温环境中，可以使电厂废弃料得到有效妥善处理.2. 2. 5 生物医学材料多孔钛及钛合金在医学上作为修复甚至替代骨组织的材料，需要具有较好的生物相容性，否则会使人体产生不良反应. 而且要与需替代组织的力学性能相匹配. 一般通过控制孔隙的结构和数量来调整多孔钛的强度和杨氏模量. 多孔镁在生物降解和生物吸收上有很好的作用，也可作为植入骨的生物材料.此外，多孔金属材料具有良好的电磁波吸收性能，可以作电磁屏蔽材料; 对流体流量控制有较高的精准度; 具有独特的视觉效果，利润高，可以用作如珠宝、家具等装饰材料.3 多孔金属材料的研究现状及存在问题1) 近些年来对多孔金属的研究多为低熔点、轻金属，其中研究最多的为泡沫铝. 人们利用多孔金属的性能，将其运用到了实际生产和生活中，但对它的其他性能还有待研究和探索. 多孔金属的研究范围、应用领域还需要进一步扩展，如多孔金属在催化领域、电化学领域或其他领域的应用等.2) 在多孔金属材料的制备方法中，都存在孔隙在金属基体上的数量和分布等关键问题. 孔径尺寸、孔隙率的可控性和孔隙分布的均匀性等性质，以及多孔金属的作用机制还需要进一步探究和完善.3) 多孔金属材料作为冶金和材料科学的交叉领域，需要强化综合多方面的理论知识，而不是就单一方面进行研究. 在多孔金属材料课题研究过程中，需要在理论分析的基础上，在实践过程中尽可能降低成本，避免材料的浪费，简化工艺，缩短工序.4) 一些多孔金属材料的开发，还停留在实验室阶段，距工业中大规模生产和应用还存在着很大距离，需要研究者们共同努力，早日实现需求- 设计-制备- 性能- 应用一体化.本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！。

多孔金属材料的制备工艺及性能探究

Engineering 工程多孔金属材料的制备工艺及性能探究谢中柱1’2’3许并社2’3樊建锋2’3(1.太原学院机电工程系，山西太原030032;2. 太原理工大学新材料工程技术中心，山西太原030024;3. 太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：本文介绍了多孔金属材料的发展情况，以多孔金属材料的制备工艺为主，阐述了其功能应用及未来发展。

多孔金属材料的制备方法主要体现在熔体、粉末和沉积三个方面。

介绍了各种工艺的制备原理和性能以及优缺点和工艺的金属材料，并简单介绍了国内的造孔剂给多孔金属材料带来了现在的状况和成果。

多孔金属材料的用处多，可以用于结构和功能上，有益于减振、吸能及轻量化。

关键词：多孔金属材料；制备工艺；性能应用中图分类号：T B383.4 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2016) 11 (下）-0095-02随着社会的进步，多孔金属材料越来越发展快速，已经成为近几十年来发展的新型结构和功能的材料，它的内部分布着多量的孔洞。

孔洞又分为闭孔和开孔。

闭孔材料的比重较小，它的刚度和强度比较大, 吸振;性能强，它的孔洞一般都是单独存在的，这是与开孔不同的地方；开孔的渗透性和通透性比较好，一般都是三维多孔结构组成的，它的特点可能比闭孔更好一点。

这种多孔的金属材料的应用领域也是越来越广泛，不仅在交通领域、建筑工程等领域，在航天技术上有着更大的作用。

1多孔材料的金属熔体的工艺1.1熔体发泡法溶体发泡法是一种向熔融金属中加入发泡剂的方法，这种发泡剂能够使金属受热分解产生气体，产生的气体会凝固在金属的内部，经过处理的过程，最后生成多孔材料。

使用这种方法一般都是低溶点的金属，关键就在于选择合适的发泡剂。

这种发泡剂要适应金属溶体的材料，在选择上也是一种必须的工作。

这种金属工艺虽然简单方便，但是制成的多孔金属材料可能还有待提高质量。

1.2渗流铸造法渗流铸造法是另外一种金属溶体的方法，它是将无机或者有机的可溶性颗粒或者是中空球放在耐高温的铸模内，然后在这些孔隙中渗入金属溶液，然后通过其他的热处理方法将颗粒去除，最终得到想要的多孔金属材料。

金属多孔材料的力学性能及制备方法研究进展

⾦属多孔材料的⼒学性能及制备⽅法研究进展⾦属多孔材料的⼒学性能及制备⽅法研究进展姓名:李国灿专业:材料科学与⼯程班级:材料092 学号:200910204212摘要:综述了⾦属多孔材料的⼏种常见的⼒学性能的研究进展，并对固相法、液相法、电沉积法、⽓相沉积法等⾦属多孔材料的主要制备⽅法进⾏了总结。

同时，指出当前⾦属多孔材料发展⽅向以及前景。

关键词:⾦属多孔；制备⽅法；⼒学性能；发展⽅向1 引⾔⾦属多孔材料是⼀类具有功能和结构双重属性的特殊的⼯程材料。

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。

近年来随着⾦属多孔材料的应⽤领域不断扩⼤，对⾦属多孔材料的性能提出了更⾼的要求。

例如⾼温⽓体除尘⽤的过滤材料要求具有优良的⾼温强度、良好的耐⾼温⽓体腐蚀能⼒、可再⽣等要求因此对⾦属多孔材料⼒学性能的研究是⼗分有必要的。

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。

2 ⾦属多孔材料的学性能测试⽅法与结果2.1 ⾦属多孔材料的环拉强度针对过滤管在使⽤过程中受到径向冲击⼒的受⼒状态，设计了环拉强度及其检测⽅法。

其⽰意图如图l所⽰。

样品采⽤等静压成型的中Φ50 mm×2 5 mm的管样，2个半圆柱状拉伸模套在多孔管内壁，从拉伸模通孔处施加⼀对向外的拉⼒。

图1⾦属多孔材料环拉强度检测⽅法⽰意圈环拉强度由以下公式计算:δ：环拉强度：F：破坏⾦属多孔环时的瞬时⼒：S：多孔圆环受⼒⾯积。

环拉试验采⽤等静压成型管和美国PALL公司的相应产品进⾏对照试验。

多孔金属材料的制备方法及研究进展

铸造法
电沉积法喷射沉积法
Ａ、ｂＳ、ｌＰ、ｎＭｇ
Ｎ、ｕＡｉＣ、ｇＣ、ｔｅｕＳｅｌ
＜５６
９－８０９＜０６
气相蒸气沉积法
粉浆法散粉烧结法
Ｎ、ｕＡｉＣ、ｇ
Ａ、ｅＦ、ｕＩＢ、ｅＣＡ、ｎ、ｂｌＺＰ
成本较高。
２６空心球金属泡沫法．
１８９７年Ｇｒｎｒ向金属熔体中加入空ａｄｅ心球、力搅拌、强冷却至一定粘度后浇注得
用，最适合于该方法制备泡沫金属。非传统意义上Ｆｒｒｏｍｇｉｐ方法、ＳＴＦ方法、粉末冶金法都属于两步法范畴，用于制备异型件，前两种方法预制块是通过熔可但
用下很难完全填充颗粒间隙，出现了压力渗流法、真空渗流法及将造孔剂抽真空然后加压渗流等新工艺。王
海滨［等采用该方法成功制备出了通孔泡沫锌铝合２５１金，再对该多孔材料浸渗松香和石蜡提高阻尼性能；南
制备方法
直接吹气法
径高孔隙率金属泡沫或小孔径低孔隙率金属泡沫，如
图１所示【。
适用材料
孔隙率（％）
２典型多孔金属材料及其制备方法自１４９８年美国的Ｓｋｉ［ｏｎｋ］中加入汞成功制备４在铝
金属氢化物分解发泡法
Ｒｖｅ专题综述ｅｉｗ

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。

多孔金属材料的制备及应用研究进展

多孔金属材料的制备及应用研究进展一、本文概述多孔金属材料作为一种具有独特物理和化学性能的新型材料，近年来在科研领域和工业应用中均受到了广泛的关注。

本文旨在综述多孔金属材料的制备方法以及其在各个领域的应用研究进展。

多孔金属材料因其高比表面积、良好的透气性、优良的导热导电性能以及可调节的孔径和孔结构等特点，使得它们在催化剂载体、能源存储与转换、分离与过滤、生物医学以及声学等多个领域具有广泛的应用前景。

本文将从多孔金属材料的制备技术、性能表征以及应用实例等方面进行深入探讨，以期对多孔金属材料的研究与应用提供有益的参考。

二、多孔金属材料的制备方法多孔金属材料的制备方法多种多样，这些方法的选择主要取决于所需的孔结构、孔径大小、孔形貌、孔分布以及金属材料的类型。

下面我们将详细介绍几种主流的多孔金属材料制备方法。

粉末冶金法：这是一种传统的多孔金属材料制备方法。

它首先通过压制或烧结金属粉末形成多孔结构，然后经过高温烧结，使粉末颗粒间的连接更加紧密，形成具有一定强度和刚度的多孔金属材料。

粉末冶金法可以制备出孔径分布均匀、孔结构稳定的多孔金属材料，但制备过程需要高温，且制备周期较长。

模板法：模板法是一种可以精确控制多孔金属材料孔结构的方法。

它通过使用具有特定孔结构的模板（如聚合物泡沫、天然生物模板等），将金属前驱体填充到模板的孔洞中，然后通过化学反应或热处理将金属前驱体转化为金属材料，最后去除模板，得到具有模板孔结构的多孔金属材料。

模板法可以制备出具有复杂孔结构、高比表面积的多孔金属材料，但制备过程需要复杂的模板设计和制备，且模板的去除过程可能会对孔结构产生影响。

熔体发泡法：熔体发泡法是一种通过在金属熔体中引入气体来制备多孔金属材料的方法。

它首先将金属加热至熔化状态，然后通过物理或化学方法向熔体中引入气体，使气体在熔体中形成气泡。

随着气泡的长大和上浮，金属熔体在气泡周围凝固，形成多孔结构。

熔体发泡法可以制备出孔径较大、孔结构开放的多孔金属材料，且制备过程相对简单，但制备出的多孔金属材料孔径分布较宽，孔结构稳定性较差。

多孔金属材料的制备研究进展

孔金属材料。解决的方法一是采用高速搅拌使得发
阵，栅材料。按孔洞连通性来分，可分为闭孔和通格孔两类，前者含有大量独立存在的孔洞，后者则是连续畅通的三维多孔结构。与致密材料相比，多孔金属材料具有高孔隙度、比重小、比强度好、透过性能好、吸音、吸振及绝热等优点。正因为多孔金属材料兼具结构材料和功能材料的双重作用，其被广泛应用于航空航天、交通运输、原子能、石油化工、建筑工程、机械工程、电化学、冶金、医药以及环境保护等领域，成为众多研究关注的热点【。ｌ】不同的应用需求要求不同的结构及相应的制备方法。目前，多孔金属材料较为常见的制备方法
序两类，前者如泡沫材料，后者包括二维与三维点
附近能够迅速起泡，因此选择合适的金属发泡剂就成为该方法的关键所在。熔体发泡法优点是工艺简单，成本低廉，适合大多数的工业生产要求。其不足之处在于难以控制气泡的大小以得到均匀的多
传统工业用金属材料在制备过程中所形成的
调节合适后，掺入发泡剂，然后加热使发泡剂分解
气孔会严重影响其性能。但若能制成力学性能优良的多孔材料，材料因其孔洞的存在而产生一些特殊
的功能，则可加以广泛利用。近２年来，国内外材Ｏ

多孔材料的制备与性能研究

多孔材料的制备与性能研究一、引言多孔材料是一类具有空隙结构的材料，在生物医学、环境治理、能源储存等领域有着广泛的应用前景。

为了使多孔材料具有更好的性能，制备方法和制备工艺具有很大的关键性。

因此，本文将通过文献综述的方式，对多孔材料的制备方法和性能进行系统研究。

二、炭材料的制备与性能炭材料作为多孔材料中的一种，其制备方法多种多样，通常包括物理法、化学法、生物法等。

其中，物理法通过高温石墨化处理来制备炭材料。

化学法则通常利用某种原料的热解、氧化、进一步还原等反应来制备炭材料。

生物法是通过对生物大分子如木材、果壳等进行热解处理，得到的炭材料。

在性能方面，炭材料是一种具有较好高温稳定性、低温焦特性和高表面积等特点的多孔材料。

其在物理吸附、电化学储能等方面的应用也受到了广泛的关注。

三、金属有机骨架材料的制备与性能金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)是一类结构复杂、孔径可控的多孔材料。

其制备方法多为溶剂热法、水热法等，同时还有一些其他的制备方法。

其中，溶剂热法是电子、空间位阻等因素相互作用的结果，在相对温和的制备条件下完成晶体的形成。

水热法则使用水作为反应介质，在高温高压的条件下形成晶体。

MOFs在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用。

其具有超大比表面积、高空间可控性等特点，提高了其在催化反应和吸附分离中的效率。

四、多孔碳的制备与性能多孔碳可通过炭材料和MOFs的杂化制备得到。

该种制备方法通过在溶剂中形成预骨架，再将预骨架进行炭化，制备出多孔碳材料。

多孔碳具有较高的比表面积和优异的化学稳定性，同时也是电容器电极材料和电池负极材料等领域的重要研究方向。

多孔碳的构建和精细控制对于提高材料性能和应用效果具有重要意义。

五、多孔二氧化硅的制备与性能多孔二氧化硅(Porous Silica，PS)是一类结构稳定、孔径可控的无机多孔材料。

其制备方法多为溶剂蒸发法、水热合成法等。

其中，溶剂蒸发法是通过在有机/水双相溶剂中添加硅源和表面活性剂等，然后在加热、蒸发、干燥等过程中形成多孔硅材料。