金属多孔材料的制备及应用_于永亮
金属多孔材料的制备及应用
金属多孔材料的制备及应用于永亮，张德金，袁勇，刘增林(粉末冶金有限公司)摘要:在归纳分析目前国内外各种制备多孔材料新技术的基础上，阐述了多孔材料在过滤、电极材料、催化载体、消音材料、生物和装饰材料方面应用及未来发展前景。
关键词:多孔材料功能结构制备方法金属加工0前言多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。
由于多孔材料具有相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点，其应用范围远远超过单一功能的材料。
近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
目前，金属多孔材料已经在冶金、石油、化工、纺织、医药、酿造等国民经济部门以及国防军事等部门得到了广泛的应用。
从20世纪中叶开始，世界科技较发达国家竞相投入到多孔金属材料的研究与开发之中，并相继研发了各种不同的制备工艺。
1金属多孔材料的制备工艺1.1粉末冶金(PM)法［1］该方法的原理是将一种或多种金属粉末按一定的配比混合均匀后，在一定的压力下压制成粉末压坯。
将成形坯在烧结炉中进行烧结，制得具有一定孔隙度的多孔金属材料。
或不经过成形压制，直接将粉末松装于模具内进行无压烧结，即粉末松装烧结法。
1.2纤维烧结法［2］纤维烧结法与粉末冶金法基本类似。
用金属纤维代替金属粉末颗粒，选取一定几何分布的金属纤维混合均匀，分布成纤维毡，随后在惰性气氛或还原性气氛保护的条件下烧结制备金属纤维材料。
该法制备的金属多孔材料孔隙度可在很大范围内调整。
作者简介:于永亮(1981－)，男，2006年7月毕业于中南大学粉末冶金专业。
现为莱钢粉末冶金有限公司技术科助理工程师，主要从事生产技术及质量管理工作。
1.3发泡法［3］1)直接吹气法。
对于制备泡沫金属，直接吹气法是一种简便、快速且低耗能的方法。
2)金属氢化物分解发泡法。
这种方法是在熔融的金属液中加入发泡剂(金属氢化物粉末)，氢化物被加热后分解出H2，并且发生体积膨胀，使得液体金属发泡，冷却后得到泡沫金属材料。
金属多孔材料在能源与环保中的应用
万方数据稀有金属材料与工程３５卷燃料电池是继水力、火力、核能之后第４代发电装置和替代内燃机的动力装置。
国际能源界预测，燃料电池是２１世纪最有吸引力的发电方法之一［７￣９１。
燃料电池是由外部供给燃料，用多孔材料做电极，在电解质中产生电能的装置。
多孔电极必须是电子的良好导体，必须建立起气体、电极、电解质间的三相交界面，电极比表面积越大，三相交界面越多，电极效率越高［１０１。
此外，电极孔结构要求均匀，孔径分布范围窄，最好呈锥形孔道并形成梯度结构。
金属多孔材料不仅能满足上述性能要求，还可焊接加工，制成圆管式、大面积平板式和叠层波纹板式结构，而波纹板式结构可以提高有效电极面积，提高单位面积的电流密度【１１１。
因此金属多孔材料是燃料电池理想的电极材料［１２，１３】。
金属多孔材料是氢能中的关键材料，如用于制作ＳＰＥ制氢装置中的集电器【３１，它的主要作用就是要使去离子水与固体聚合物电解质膜充分电接触，把燃料均匀的引入到膜一电极组件上。
燃料的电化学反应就在其接触面上进行。
美国新近开发的ＳＰＥ水电解电极用钛多孔板，具有优良的导电性和抗电化学腐蚀性。
金属多孔材料还是生物质能源开发的核心材料。
生物质是唯一可长期再生的含碳能源，可以生产液体燃料和合成化工产品。
我国具有丰富的生物质原料，每年有６．３亿吨玉米秸秆等可以利用，资源十分丰富，可以生产生物柴油、生物酒精等清洁能源。
这些潜在的绿色能源其生产工艺流程中都离不开金属多孑Ｌ过滤材料和过滤催化材料【ｌ占全球能源消耗１７％的核能技术，无论是美国快中子堆核电站还是清华高温气冷堆，其中的核燃料净化、核污染物排放、核退役设施净化、氢能源净化等均需要高精度、高可靠、耐腐蚀、耐辐照、长寿命的金属多孔材料。
美国在三里岛核电站发生泄漏事故后，由美国Ｐａｌｌ公司提供４０多台烧结不锈钢过滤器用于核废料回收。
由于金属多孔材料优异的耐腐蚀、抗氧化特性，我国相关单位用纳米Ｎｉ膜用于核反应堆中的气溶胶收集、同位素分离以及氕、氘、氚净化等，将微孔金属膜应用到核聚变反应堆中的燃料氟化物的分离，用耐腐蚀烧结过滤元件用于铀转化中锂化物的气固相分离等。
纳米多孔金属的制备和表征
纳米多孔金属的制备和表征纳米多孔金属是一种有趣的材料，其具有复杂的孔道结构和高比表面积。
这些特性使其在催化、吸附、传感和电化学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍纳米多孔金属的制备方法和表征技术。
一、制备方法纳米多孔金属的制备方法多种多样，常见的有以下几种：1. 模板法模板法是一种较为常见的制备纳米多孔金属的方法，它利用一些模板材料，如聚合物，石墨烯等作为催化剂，将金属纳米颗粒形成在模板内部，之后去除模板材料便可得到纳米多孔金属。
2. 水热法水热法是一种利用水热条件制备纳米多孔金属的方法。
它通过在高温和高压的条件下，让金属或金属离子与某些含氧有机分子发生反应，生成纳米多孔金属。
这种方法制备的纳米多孔金属具有结构稳定性和较高的比表面积，因此其在催化领域中得到了广泛应用。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种可以合成出具有特殊结构的多孔材料的方法。
它通过在低温下将溶胶转化为凝胶，从而得到复杂的孔道结构的多孔材料。
4. 电化学沉积法电化学沉积法是一种利用电极反应来制备纳米多孔金属的方法。
通过不同的电极反应条件（如电流密度、电解液成分等）来控制金属颗粒的形貌和孔道结构，从而得到各种形态的纳米多孔金属。
二、表征技术1. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种可以分析物质晶体结构和组成的技术。
通过将X射线射入样品表面，X射线与样品中的原子发生相互作用，形成衍射图案，从而得到物质的晶体结构信息。
2. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种通过束缚电子在材料表面扫描产生的信号来显示样品表面形貌和成分信息的技术。
SEM常用于对所制备纳米多孔金属的表面形貌和粒径分布进行观察和分析。
3. 穿透电子显微镜（TEM）穿透电子显微镜是一种可以观察物质表面结构和成分的高分辨率显微镜。
其通过透射电子对样品进行成像，从而得到物质的表面形貌和成分信息。
4. 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）傅里叶变换红外光谱是一种可以用于研究分子结构和化学键的红外光谱分析技术。
金属基多孔材料的制备及应用
金属基多孔材料的制备及应用２０１０ＮＯ．０７ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＨｅｒａｌｄ工业技术科技创新导报金属基多孔材料是２０世纪８０年代展起来的一种新型多功能结构材料，其金属基体（母体）内分布着大量的孔洞，兼有功能和结构双重属性。
金属基多孔材料不仅保留了金属的特性，而且具有吸能减振、消音降噪、电磁屏蔽、低热导率等特殊的特性［１］，已经成为材料领域研究的热点之一。
目前，对于金属基多孔材料的定义还不尽一致。
有文献将闭孔结构的金属多孔材料称为胞状金属，将孔隙率在４５％～９０％的开孔结构多孔材料称为多孔金属，孔隙率大于９０％的多孔材料称为泡沫金属［２～３］。
但是，金属基多孔材料被大多数学者广义的理解为金属基体中含有一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料。
目前，较为常见的制备金属基多孔材料方法有金属熔体凝固法（如熔体发泡法、铸造法等）、粉末冶金法以及金属沉积法（如气相沉积法、电沉积法等）。
本文从金属基多孔材料制备原理出发，对各种制备方法的工艺特点进行了综述。
１金属基多孔材料的制备方法１．１金属熔体凝固法金属熔体凝固法是一种广义的称法，是指金属由液态向固态转变过程中通过某种方法造成材料内部出现孔隙，金属凝固后内部组织保持孔隙状态。
１．１．１熔体发泡法熔体发泡法是指在金属熔体中生成或者直接吹入气体，金属凝固后在材料内部留下孔洞。
目前利用熔体发泡法制备的多孔材料主要以镁、铝合金为主，采用的工艺主要为发泡剂法和气体吹入法。
发泡剂法主要利用的是粉末金属氢化物受热分解产生气体，气体被封闭在金属内部生成多孔材料。
气体吹入法的原理直接向熔融金属底部吹入空气、二氧化碳或惰性气体等，在金属熔体中产生气泡。
这种方法具有简便、易控、产品孔隙率高、可连续生产大体积的多孔材料等优点。
采用气体吹入法需要调节合适的温度，一般将基体金属加热到较低的熔化状态或者半固态，同时加入增粘剂增加熔体粘度以减少气体的逸出。
纳米多孔贵金属材料的制备及其在催化反应中的应用研究
纳米多孔贵金属材料的制备及其在催化反应中的应用研究纳米多孔贵金属材料是一种新型的材料，因其在表面积、吸附性能、催化性能等方面的优异性能而备受关注。
本文着重介绍了纳米多孔贵金属材料的制备方法和在催化反应中的应用研究。
一、纳米多孔贵金属材料的制备方法1、硬模板法硬模板法是一种通过精密合成纳米孔道的方法。
该方法是以硅胶等作为模板，将贵金属溶液填充至模板中，经过高温加热和酸处理后，硼硅酸盐玻璃模板被溶解，留下了纳米孔道和贵金属的纳米结构。
该方法具有模板准确，制备孔道尺寸可控，均一性好的优点，但需要大量的固定化反应。
2、软模板法软模板法是一种通过界面反应合成纳米孔道的方法。
该方法是将贵金属溶液浸入嵌段聚合物中，通过溶剂的挥发和热处理，聚合物被分解，留下了贵金属纳米孔道结构。
该方法具有制备过程简单、制备时间短、规模化工艺可行等特点，但制备的孔道尺寸和分布不易控制。
3、溶剂热法溶剂热法是一种通过高温高压快速合成纳米多孔贵金属材料的方法。
该方法是将贵金属溶液和无机溶剂混合，经高温高压热处理后，溶剂在高温高压下被转化，同时金属离子被还原，形成纳米多孔贵金属材料。
该方法具有制备速度快、易于控制、成本低等特点，但制备过程的高温高压和有机溶剂的使用会导致环境污染。
二、纳米多孔贵金属材料在催化反应中的应用研究1、有机物降解纳米多孔贵金属材料具有高的比表面积和优越的催化活性，因此在有机物降解领域有着广泛的应用。
例如，贵金属纳米多孔材料可以作为高效的催化剂参与催化氧化反应，在污水处理等领域发挥重要作用。
2、能源转化纳米多孔贵金属材料在能源转化领域也具有重要的研究价值。
例如，纳米多孔贵金属材料可以用作催化剂，用于电解水制氢，在新能源领域具有广泛的应用前景。
3、有机合成纳米多孔贵金属材料可以作为高效催化剂参与有机化学反应。
例如，贵金属纳米多孔材料可以作为催化剂，对烯烃和芳香族化合物进行加氢反应。
同时，在有机合成过程中，纳米多孔贵金属材料还可以作为固相反应催化剂，促进化学反应的进行。
大连理工大学科技成果——多孔金属制备技术
大连理工大学科技成果——多孔金属制备技术一、项目简介多孔金属具有超低密度、高比强度、高比刚度、冲击吸能性、低热导率、低磁导率及良好的阻尼特性等优良性能，因而既可作为轻质结构、减振以及填充介质而广泛应用于航空航天、武器装备和汽车等领域，也可作为功能材料应用于高速公路隔音墙、建筑减噪墙面及电子工业等。
多孔金属能将多种优良性能结合在一起，体现出多功能集成性，在结构材料和功能材料领域都能发挥重要的作用，具有广阔的应用前景。
本团队主要采用的如下技术制备多孔金属：熔体发泡法，Gasar 法和渗流铸造法。
熔体发泡法制备泡沫铝的基本原理是将发泡剂均匀分散到具有一定粘度的熔融铝或铝合金中，发泡剂受热分解并释放出气体，气体滞留于粘稠金属熔体中，冷却后得到泡沫铝样品。
Gasar 法即金属-气体共晶定向凝固方法，可以利用该工艺所制备出具有选择性取向孔结构的多孔铝，其特殊性能在航天、汽车等众多领域具有广泛用途。
渗流铸造法是先将制备的预制体放入模具内，然后将金属液渗入到预制块间隙中，最后将预制体溶除，即可得到通孔结构的多孔金属材料，这种方法的优点是结构的设计性和可控性强。
二、应用范围多孔金属作为一种结构功能一体化材料应用广泛，在航空航天、武器装备、交通运输、节能减排、生物医疗、环境保护等各个领域都发挥重要作用。
例如，在交通运输方面，将多孔金属应用在汽车车体或发动机，主要体现在车体减震及减重的效果上，从而达到节约能源，减少大量利用石油能源对环境的污染；由于多孔金属的吸声特性，多孔金属作为一种隔音材料，可作为噪音吸收墙而达到减少环境噪音的目的；利用多孔金属的过滤性能，可对污染的水体、工业生产的废气进行过滤处理，同样可以改善环境污染；利用多孔金属比表面积大这一特点，可以提供给化学催化更好的载体环境，提升化工催化效率；多孔金属可以作为医疗材料，可以对人体损伤的骨骼进行修复和替代；在建筑装修领域，多孔金属同样可以得到应用，同时具备可回收循环利用的优点。
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。
纳米多孔金属材料的合成及应用研究
纳米多孔金属材料的合成及应用研究在当今的材料科学中，纳米科技是一个备受瞩目的热门领域。
其中，纳米多孔金属材料因其独特的结构和性质，成为了科学家们关注的焦点。
纳米多孔金属材料是一种具有晶格缺陷和空隙的材料，能够提供大量的表面积和空间结构特征。
它们在催化、吸附、制造、能源储存和传输等方面有广泛的应用前景，如制备新型催化剂、气体吸附和分离、电化学储能等。
本文将介绍纳米多孔金属材料的合成方法及其应用研究现状。
一、纳米多孔金属材料的合成方法1. 氧化还原法氧化还原法是较为广泛地用于纳米多孔金属材料制备的方法之一。
该方法的原理是，在还原体系中，还原剂在金属离子还原为金属原子时，能够产生充氢和去电子的效应，因而在金属离子还原为金属时能够产生多孔、负载或膜分离材料等。
具体实验过程中，可通过改变反应时间、溶剂、反应条件等来控制多孔结构表面积以及孔径大小。
2. 模板法模板法是一种普遍的纳米多孔金属材料制备方法。
该方法是以某些材料为模板进行制备，再将模板去除后，获得纳米多孔金属材料。
它通过几何和热力法两种制备方式生成多孔结构，包括硝酸铝、贵金属纳米颗粒等。
3. 氧化物模板法氧化物模板法是利用氧化物为模板，将纳米有机材料浸入氧化物溶液中，利用溶液温度控制孔径大小而制成。
其生产工艺如下：先将某种金属氧化物洒在活性炭天然气分布上，然后在750摄氏度煅烧6小时，这时金属氧化物既可以得到硫化物，又可以留下金属氧化物的孔隙结构。
二、纳米多孔金属材料的应用研究现状1. 新型催化剂应用纳米多孔金属材料在新型催化剂的应用中，具有更高的催化活性、较好的稳定性和选择性等特点，可以应用于环境保护、化学工业及能源产业等领域，如新型催化剂、燃料电池。
2. 气体吸附与分离纳米多孔金属材料具有优良的气体吸附性能和较高的分离效果，因而成为气体吸附和分离领域的重要研究课题。
其中，用于空气分离的纳米多孔金属材料在军事装备、气象预测、氧气供应等方面具有重要的应用价值。
纳米多孔金属的制备及其应用前景
纳米多孔金属的制备及其应用前景随着科技的发展，人们对材料的需求也在不断地增加。
而纳米多孔金属作为一种新型材料，由于其独特的结构和性能，在各个领域都有着广泛的应用前景。
本文主要介绍纳米多孔金属的制备方法以及其在不同领域的应用前景。
一、纳米多孔金属的制备方法纳米多孔金属的制备方法多种多样，其中常见的有化学合成法、电化学法、氢气气相沉积法等。
1. 化学合成法化学合成法是最常见的一种制备方法。
其步骤大致如下：先将金属盐和配体溶解在有机溶剂中，然后加入还原剂，使金属离子还原成金属颗粒，最后通过控制沉淀剂的添加，制备出多孔的金属颗粒。
2. 电化学法电化学法的原理是利用电极反应，在溶液中生成金属离子，通过控制反应条件，使得金属离子在电极表面沉积，形成多孔金属。
这种方法适用于制备小尺寸、细长的多孔金属材料。
3. 氢气气相沉积法氢气气相沉积法是通过将金属薄膜沉积在多孔基底材料上，然后将基底材料通过化学腐蚀法去除，留下多孔的金属材料。
这种方法可以制备出高密度、高孔隙率的多孔金属材料。
二、纳米多孔金属的应用前景纳米多孔金属具有良好的结构和性能，因此在各个领域都有着广泛的应用前景。
以下是几个典型的应用领域。
1. 催化剂领域纳米多孔金属由于具有高活性表面和良好的孔隙结构，因此在催化剂领域有着广泛的应用。
例如，在催化剂中作为催化剂载体使用，能够增加催化剂的活性，提高反应的效率。
2. 气体吸附和分离领域纳米多孔金属具有很高的气体吸附能力和选择性，因此在气体吸附和分离领域有着广泛的应用。
例如，在汽车尾气处理、氢气吸附分离等领域都有着很好的应用前景。
3. 电催化领域纳米多孔金属具有良好的电催化性能，因此在电催化领域有着广泛的应用。
例如，在电化学传感器、能源储存等领域都有着很好的应用前景。
4. 生物医学领域纳米多孔金属在生物医学领域中也有着很好的应用前景。
例如，可以用作肿瘤治疗的药物载体，还可以用于生物传感器和组织工程等领域。
综上所述，纳米多孔金属具有广泛的应用前景，在未来的发展中将会得到更广泛的应用。
多孔金属材料以及其应用[发明专利]
![多孔金属材料以及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/70ebbd2d08a1284ac9504323.png)
专利名称：多孔金属材料以及其应用
专利类型：发明专利
发明人：杜如虚,党晓兵,左启阳,何凯,毛贺申请号：CN201610940403.3
申请日：20161024
公开号：CN107035958A
公开日：
20170811
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种多孔金属材料以及其应用，其中，多孔金属材料包括至少一个金属单元胞体以及至少一块拼接板，所述金属单元胞体的上侧和/或下侧连接有所述拼接板，所述拼接板的上板面和/或下板面连接有所述金属单元胞体，所述金属单元胞体和所述拼接板之间通过插接结构连接。
通过插接结构的设置，金属单元胞体和拼接板之间是通过插接结构实现连接的，简化了金属单元胞体之间的拼接工艺。
申请人：深圳先进技术研究院
地址：518055 广东省深圳市南山区西丽大学城学苑大道1068号
国籍：CN
代理机构：深圳中一专利商标事务所
代理人：张全文
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金属多孔材料的制备及应用于永亮，张德金，袁勇，刘增林(粉末冶金有限公司)摘要:在归纳分析目前国内外各种制备多孔材料新技术的基础上，阐述了多孔材料在过滤、电极材料、催化载体、消音材料、生物和装饰材料方面应用及未来发展前景。
关键词:多孔材料功能结构制备方法金属加工0前言多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。
由于多孔材料具有相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点，其应用范围远远超过单一功能的材料。
近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
目前，金属多孔材料已经在冶金、石油、化工、纺织、医药、酿造等国民经济部门以及国防军事等部门得到了广泛的应用。
从20世纪中叶开始，世界科技较发达国家竞相投入到多孔金属材料的研究与开发之中，并相继研发了各种不同的制备工艺。
1金属多孔材料的制备工艺1.1粉末冶金(PM)法［1］该方法的原理是将一种或多种金属粉末按一定的配比混合均匀后，在一定的压力下压制成粉末压坯。
将成形坯在烧结炉中进行烧结，制得具有一定孔隙度的多孔金属材料。
或不经过成形压制，直接将粉末松装于模具内进行无压烧结，即粉末松装烧结法。
1.2纤维烧结法［2］纤维烧结法与粉末冶金法基本类似。
用金属纤维代替金属粉末颗粒，选取一定几何分布的金属纤维混合均匀，分布成纤维毡，随后在惰性气氛或还原性气氛保护的条件下烧结制备金属纤维材料。
该法制备的金属多孔材料孔隙度可在很大范围内调整。
作者简介:于永亮(1981－)，男，2006年7月毕业于中南大学粉末冶金专业。
现为莱钢粉末冶金有限公司技术科助理工程师，主要从事生产技术及质量管理工作。
1.3发泡法［3］1)直接吹气法。
对于制备泡沫金属，直接吹气法是一种简便、快速且低耗能的方法。
2)金属氢化物分解发泡法。
这种方法是在熔融的金属液中加入发泡剂(金属氢化物粉末)，氢化物被加热后分解出H2，并且发生体积膨胀，使得液体金属发泡，冷却后得到泡沫金属材料。
3)粉末发泡法。
该方法的基本工艺是将金属与发泡剂按一定的比例混合均匀，然后在一定的压力下压制成形。
将成形坯经过进一步加工，如轧制、模锻等，使之成为半成品，然后将半成品放入一定的钢模中加热，使得发泡剂分解放出气体发泡，最后得到多孔泡沫金属材料。
1.4自蔓延合成法［4］自蔓延高温合成法是一种利用原材料组分之间化学反应的强烈放热，在维持自身反应继续进行的同时产生大量孔隙的材料合成方法。
该方法放热反应可迅速扩展(即自蔓延)，在极短时间内即可完成全部燃烧反应。
同时因为反应时的温度高，故容易得到高纯度材料。
这种方法主要是依靠反应过程中产生的液体和气体的运动而得到多孔结构，因此其孔隙大多是相互连通的，采用这种方法制备的多孔材料孔隙度可达到60%以上。
然而，由于在自蔓延高温合成过程中，其热量释放和反应过程过于剧烈，容易导致材料的变形和开裂，同时不利于材料的孔结构控制和近净成形。
1.5铸造法［5］1)熔模铸造法。
熔模铸造法是先将已经发泡的塑料填入一定几何形状的容器内，在其周围倒入液态耐火材料，在耐火材料硬化后，升温加热使发泡塑料气化，此时模具就具有原发泡塑料的形状，将液态金属浇注到模具内，在冷却后把耐火材料与36莱钢科技2011年6月金属分开，可得到与原发泡塑料的形状一致的金属泡沫。
2)渗流铸造法。
该方法的原理是先把填料放于铸模之内，在其周围浇铸金属，然后把填料去除掉，得到泡沫金属材料。
渗流铸造法可根据渗透压力的不同分为高压渗流法和低压渗流法。
1.6溅射法［6］溅射法可以制备多孔金属(合金)材料。
该方法的原理是在反应器内维持可控的惰性气体压力，在等离子的作用下，通过电场的作用将金属沉积在基体上，与此同时，惰性气体的原子也一并沉积，升高温度，金属熔化时惰性气体发生膨胀形成一个个的空穴，冷却后即为泡沫金属。
分解放出气体发泡，最后得到多孔泡沫金属材料。
1.7金属空心球法［7］该方法是将一个个的金属空心球通过烧结粘结到一起而形成多孔结构。
目前所用的金属空心球原料是以铜、镍、钢或者钛为基体的，球的直径在0.8 8mm，壁厚在10 100μm。
金属空心球可以通过化学合成和电沉积的方法在高分子球的表面镀上一层金属，然后把高分子球去除而得到，可以用来制备通孔或闭孔、排列规则或不规则的多孔金属材料。
1.8金属沉积法［8］金属沉积法是采用化学或物理的方法把欲得泡沫金属的金属物沉积在易分解的有机物上，可分为电沉积和气相沉积两种。
2多孔金属材料的应用由于多孔金属材料具有轻质、比表面积大等特点，又集结构材料和功能材料的特点于一身，所以多孔金属材料的应用范围很广。
就目前来看，其应用主要有以下几个方面。
2.1过滤与分离多孔金属材料具有优良的渗透性，因此过滤与分离是其应用的一大热点。
多孔金属材料的孔道对液体有阻碍作用，从而能从液体中过滤分离出固体或悬浮物。
使用最广的金属过滤器材料是多孔青铜和多孔不锈钢。
目前，在过滤与分离的功能上，多孔金属材料已在宇航工业、化工行业、冶金工业、原子能工业上得到了广泛的应用。
2.2电池电极材料利用高孔隙率的多孔金属材料作电极是电池电极行业的一大发展。
泡沫镍可以作为电化学反应堆中的电极材料，还可以作为可充电的NiCd电池。
具有非常高的比表面积的多孔粉末冶金材料已被用作燃料电池。
2.3催化载体材料泡沫金属在韧性和热导率方面的优势，是催化载体材料的又一选择。
如将催化剂浆料涂于薄的泡沫金属片表面，然后通过成形(如轧制)和高温处理，可以用于电厂废气的处理。
2.4消音材料多孔金属材料具有较好的能量吸收的性能，因此是一种很好的消音材料。
泡沫铝由铝质骨架和气孔组成，它质轻并具有一定的强度，具有吸声、耐火、防火、减震、防潮、无毒等优良的特性。
因此，泡沫铝是一种综合性能良好的多孔性吸声材料。
目前日、美、德等国研制的泡沫铝已在船舶、铁路、公路等领域获得应用。
2.5生物材料因为多孔材料具有开放多孔状结构，允许新植入骨细胞组织在内生长及体液环境下的传输，尤其是多孔材料的强度及杨氏模量可以通过对孔隙率的调整同自然骨相匹配。
多孔钛对人体无害且具有优良的力学性能和生物相容性，已被用作植入骨用生物材料。
多孔镁因其具有生物降解及生物吸收特性也被列入植入骨用生物材料的行列。
2.6装饰材料泡沫金属材料作为一种新材料，不仅被工业界的人士所重视，而且也受到了设计师和艺术家们的重视。
与普通材料相比，在装饰领域，泡沫金属材料可以给人们一种独特的视觉效果。
以金、银为基体的泡沫材料被认为是一种有很大潜力的珠宝材料，它可以给人们带来意想不到的利润。
泡沫铝已被用来制作奇特的家具、钟表、灯具等。
2.7其他用途金属多孔材料的孔道对电磁波有很好的吸收能力，因此可以用作电磁屏蔽材料;在石油化工、冶金等工业中，青铜、镍、蒙乃尔合金、不锈钢等粉末烧结多孔材料可应用于流体分布板;最近大量应用的是在自动化系统中作为信号的控制延时器;金属多孔材料还可作为灯芯材料;用多孔青铜作铸模中的排气塞，可提高铸锭质量;用多孔钛作为海水钓鱼鱼饵;在日本，多孔铁已被用作一种去臭材料;由于具有质量轻和能量吸收的特点，金属多孔材料还可以应用在运动器械等领域。
46于永亮，等:金属多孔材料的制备及应用第3期(总第153期)3结语近年来，金属多孔材料引起了研究者的极大兴趣，各种制备方法及应用领域不断地完善和发展。
然而其制备工艺除了固体颗粒普通成形烧结法，粉末松装烧结法，以及自蔓延高温合成法等工艺外，大多数金属多孔材料的制备工艺仍然复杂，如添加物脱除法，颗粒铸造法，包铸法，电沉积法，以及真空蒸镀法等，生产周期长，并且同样存在有机添加组元的脱除问题。
发泡法和气泡法虽然不存在此问题，但由于工艺本身的特点，其相应材料的孔结构参数的可控性差。
金属多孔材料的出现解决了陶瓷材料固有的严重脆性和难加工性，但是，由于金属材料的高温强度不足，抗氧化性能差，以及抗酸碱盐的酸腐蚀性能差，这些材料缺点在一定程度上阻碍了金属多孔材料的进一步发展和应用。
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