2金属多孔材料及其制备汇总
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。
第五讲 金属多孔材料的应用及制备
青铜过滤元件示意图
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多孔钛是一种新型的过滤净 化材料，特点是耐腐蚀性强， 化材料，特点是耐腐蚀性强， 具有很好的物理机械性能， 具有很好的物理机械性能， 可以满足过滤工程对力学性 能的需要，使用寿命长， 能的需要，使用寿命长，应 用领域十分广阔， 用领域十分广阔，可适应多 种再生方法使得它在过滤方 面的应用更有价值。 面的应用更有价值。
孔率的测定 显微分析法：由显微镜观测出截面的总面积 S0 ， 和 SP ， 显微分析法： 再通过如下公式计算出其中包含的孔隙面积多孔体的孔率： 再通过如下公式计算出其中包含的 S
P O
× 100
%
质量体积直接计算法： 质量体积直接计算法：
典型热管中的热流和工作液流
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3.流体分布与控制（布气） 流体分布与控制（布气） 流体分布与控制
1—气体入口 气体入口2—辊筒底部与密封端 气体入口 辊筒底部与密封端 3—膜带 膜带 1—分流阀 分流阀2—压缩空气供应室 压缩空气供应室3—粉末冶金多孔 粉末冶金多孔 分流阀 压缩空气供应室 隔板4—煤矸石 煤矸石5—精煤 精煤6—原煤 原煤7—尾矿 尾矿8—尾矿 隔板 煤矸石 精煤 原煤 尾矿 尾矿 出口9—精矿出口 精矿出口10—栅栏板 栅栏板11—煤矸石出口 出口 精矿出口 栅栏板 煤矸石出口
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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。
多孔金属有机骨架材料的制备及其应用研究
多孔金属有机骨架材料的制备及其应用研究近年来，多孔金属有机骨架材料受到了广泛关注。
这种材料在化学、物理、材料科学等领域都有着重要的应用，同时也是新型材料领域的前沿研究课题。
本文将介绍多孔金属有机骨架材料的制备方法和应用研究进展。
一、多孔金属有机骨架材料的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是制备多孔金属有机骨架材料的常用方法之一，其原理是将金属离子与有机配体在有机溶剂中反应生成多孔结构。
其中的有机配体通常为大环化合物，能够提供足够的空间和配位位点，从而形成高度有序的孔洞结构。
2. 水热合成法水热合成法是利用水热反应条件制备多孔金属有机骨架材料的方法。
该方法需要在高温高压下进行实验，水热反应的高效性极大提高了孔洞结构的有序性和纯度，有助于实现更高效和可重复的制备方法。
3. 等离子体增强化学气相沉积法等离子体增强化学气相沉积法是一种新型的制备多孔金属有机骨架材料的方法，其利用等离子体增强化学反应在表面上生成有机乃至无机薄膜，再通过控制氧化剂、反应时间等因素调控氧化反应来实现多孔结构的形成。
二、多孔金属有机骨架材料的应用研究1. 气体储存与分离多孔金属有机骨架材料具有高度有序孔结构，可以承载气体分子并具有储存和分离作用，因此在气体储存和分离方面具有很大的应用潜力。
2. 催化反应多孔金属有机骨架材料在催化反应中作为载体，有助于调控反应速率和选择性，进而提高反应效率和产率。
因此，多孔金属有机骨架材料被广泛应用于各种催化反应领域。
3. 气体传感器多孔金属有机骨架材料的结构与表面性质可通过调控实现对特定气体分子的识别和探测。
基于这种特性，多孔金属有机骨架材料可用于气体传感器、化学传感器等领域，对环境污染物等进行检测。
三、结语多孔金属有机骨架材料的制备方法和应用研究已经取得了令人瞩目的进展。
随着科技的不断发展，多孔金属有机骨架材料在化学、物理、能源等领域的应用将会越来越广泛，成为新型材料领域中的重要研究方向。
金属多孔材料
金属多孔材料
金属多孔材料是一种具有许多金属孔隙或微孔的材料。
由于其独特的孔隙结构和金属的优良性能，金属多孔材料被广泛应用于各个领域。
金属多孔材料具有很高的比表面积，这是由于其孔隙结构提供了大量的内表面积。
这使得金属多孔材料可以吸附和储存大量的气体、液体和固体，使其具有优秀的吸附性能。
例如，金属多孔材料可以用于气体吸附分离和催化反应等领域。
此外，金属多孔材料还可以用作储氢材料，具有很大的潜力应用于氢能源领域。
此外，金属多孔材料还具有较低的密度和良好的透气性。
这使得金属多孔材料在航空航天、汽车等领域中具有广泛的应用前景。
例如，金属多孔材料可以用于制造轻质结构材料，如航空发动机叶片和汽车零部件等。
此外，金属多孔材料还可以用作热交换器、过滤器和隔声材料等。
金属多孔材料的制备方法多种多样，常见的方法包括模板法、聚合物发泡法和化学蚀刻法等。
模板法是最常见的一种方法，它通过使用模板材料制备金属多孔材料。
聚合物发泡法是将聚合物溶液注入到金属模板中，然后通过热处理或溶剂蒸发将聚合物转化为多孔金属材料。
化学蚀刻法是通过将金属材料放置在具有特定酸性或碱性条件下来蚀刻出孔隙结构。
总之，金属多孔材料是一种具有大量孔隙结构和良好性能的材料。
其在吸附分离、储氢、轻质结构材料和热交换器等领域具
有广泛的应用前景。
随着科技的发展，金属多孔材料的制备方法和应用领域将会进一步扩展。
金属有机框架多孔材料的制备及其应用研究
金属有机框架多孔材料的制备及其应用研究一、本文概述金属有机框架（MOFs）多孔材料作为一种新兴的功能材料，近年来在化学、材料科学和工程等领域引起了广泛关注。
由于其独特的结构和性质，MOFs在气体存储、分离、催化、传感和药物输送等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在全面综述MOFs多孔材料的制备方法，探讨其结构特点与性能之间的关系，并深入分析MOFs在多个领域的应用研究进展。
文章将首先介绍MOFs的基本概念、分类及特点，随后重点讨论不同制备方法的优缺点，包括溶剂热法、微波辅助法、机械化学法等。
在此基础上，本文将综述MOFs在气体吸附与存储、催化、化学传感、生物医学等领域的应用实例，并展望其未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述，旨在为MOFs多孔材料的制备和应用研究提供全面的理论支撑和实践指导。
二、金属有机框架多孔材料的制备方法金属有机框架（MOFs）多孔材料的制备是MOFs应用的基础，其制备方法的选择直接影响着MOFs的结构、形貌和性能。
目前，常用的MOFs制备方法主要包括溶液法、水热/溶剂热法、微波辅助法、机械化学法以及电化学法等。
溶液法：溶液法是最常用的MOFs制备方法之一。
通常，将金属盐和有机配体溶解在适当的溶剂中，通过控制反应条件（如温度、pH 值、浓度等），使金属离子与有机配体在溶液中自组装形成MOFs。
这种方法操作简单，但通常需要较长的反应时间。
水热/溶剂热法：水热/溶剂热法是在高温高压的条件下，利用溶剂（如水或其他有机溶剂）的物理化学性质，促进金属离子与有机配体的反应，从而制备MOFs。
这种方法可以加速反应速率，制备出结晶度高、形貌规整的MOFs。
微波辅助法：微波辅助法是利用微波产生的快速加热和均匀加热效应，促进MOFs的快速合成。
这种方法具有反应时间短、能耗低、产物纯度高等优点，是近年来备受关注的一种MOFs制备方法。
机械化学法：机械化学法是通过机械力（如研磨、球磨等）促进金属盐和有机配体之间的反应，制备MOFs。
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
多孔金属材料
多孔金属材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其具有许多独特的优点，因
此在各个领域都有着广泛的应用。
多孔金属材料通常具有高度的孔隙率和较大的比表面积，这使得它们在吸附、过滤、隔热、隔声等方面具有独特的优势。
本文将介绍多孔金属材料的组成、制备方法以及应用领域。
多孔金属材料通常由金属颗粒或纤维通过一定的方法组装而成，其孔隙结构可
以精确控制，从而实现对材料性能的调控。
常见的多孔金属材料包括泡沫金属、多孔板、网状结构等。
这些材料具有高度的孔隙率和连通的孔隙结构，使得气体和液体可以在其中自由流动，具有优秀的过滤和吸附性能。
制备多孔金属材料的方法多种多样，常见的方法包括模板法、发泡法、粉末冶
金法等。
模板法是利用模板的空隙结构来制备多孔金属材料，可以通过模板的选择来控制孔隙结构和孔隙大小；发泡法是利用金属的发泡性质来制备多孔金属材料，可以实现大面积、连续生产；粉末冶金法是利用金属粉末的成型和烧结来制备多孔金属材料，可以实现复杂形状和微观结构的控制。
多孔金属材料在各个领域都有着广泛的应用。
在能源领域，多孔金属材料可以
作为催化剂载体、电极材料等，具有优异的传质性能和催化性能；在航空航天领域，多孔金属材料可以作为轻质结构材料、隔热隔烟材料等，具有优异的强度和耐高温性能；在生物医学领域，多孔金属材料可以作为植入材料、药物载体等，具有良好的生物相容性和生物活性。
总之，多孔金属材料具有独特的结构和性能，其制备方法多样，应用领域广泛。
随着材料科学的不断发展，相信多孔金属材料将会在更多领域展现出其独特的价值，为人类社会的进步做出更大的贡献。
材料科学中的新型多孔材料
材料科学中的新型多孔材料新型多孔材料是材料科学领域的研究热点，它们具有复杂的孔隙结构、高比表面积和能量转换效率，因此，它们在能量、环境、催化和生物科学等领域中具有广阔的应用前景。
本文将介绍新型多孔材料的种类、制备方法及其应用。
一、种类1. 多孔有机材料：这类材料通常是由碳、氮、硫等原子组成的分子或聚合物，具有高度可控的化学结构和孔隙结构。
例如，具有介孔结构和有机基团功能的介孔有机材料，被广泛应用于吸附、催化、气体分离和储能等领域。
2. 金属有机框架材料：这类材料由金属离子和有机配体构成的框架结构，具有高比表面积和大孔径，且能够通过有机配体的变化而形成不同孔径大小和形状的多孔结构。
金属有机框架材料在气体吸附、储氢、荧光探针和催化反应等领域中有广泛的应用。
3. 无机多孔材料：这类材料通常是由氧化物或硅酸盐的纳米颗粒组成的多孔球体或类似多面体，具有大孔径、高表面积和良好的力学性能。
无机多孔材料在催化、吸附、生物成像和储能等领域中具有广泛的应用。
二、制备方法1. 模板法：这是最常使用的制备多孔材料的方法之一。
其基本思路是利用一个无机或有机模板，在化学或物理条件下形成孔道、孔壁和孔径一致的多孔结构，在去除模板后获得多孔材料。
模板法因其简单易行、控制性好的特点，已成为制备多孔材料的重要手段。
2. 溶剂挥发法：这是利用溶剂挥发引起相分离或晶体生长从而形成孔道、孔壁和孔径一致的多孔结构的方法。
该方法可以不使用模板，从而获得更大的设计和控制自由度，也可以将多种材料组合在一起形成复合多孔材料。
3. 自组装法：这是利用分子间相互作用力从而形成自组装孔道的方法。
该方法可以通过简单的化学操作获得高度可控的孔径、孔隙结构和孔壁厚度。
其中，硅烷自组装法在制备无机多孔材料方面具有独特的优势。
三、应用1. 催化：多孔材料因其高比表面积和可控结构而成为催化领域的研究热点。
高度可控的微孔、介孔和大孔径结构可以调节物质的吸附和扩散性能，从而优化反应中的催化性能。
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方法及应用研究论文(通用)
多孔金属材料的制备方法及应用研究论文（通用）1、多孔金属材料的制备方法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1000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.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结构双重属性的工程材料，尤其是在近些年的'发展过程中使其得到了较为广泛的应用。
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。
金属多孔材料的制备及其应用
金属多孔材料的制备及其应用金属多孔材料是一种具有广泛应用前景的材料。
随着人们对环境、能源等问题的关注与日俱增，金属多孔材料因其独特的孔隙结构、高表面积、优异的机械性能等特点，正在成为材料科学领域研究的热点。
一、金属多孔材料的制备1.1 自组装法自组装法是一种简单、低成本、易于操作的制备多孔材料的方法。
其主要原理是利用自组装分子的特性，在表面活性剂、聚合物等有机分子的调控下，使金属或金属氧化物自组装成多孔结构。
例如，通过自组装法制备的多孔铜材料，在电催化氧还原反应、吸附气体、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用。
1.2 模板法模板法是通过利用各种模板，在其表面及内部涂覆金属或金属氧化物，并在模板去除后得到多孔材料的一种方法。
常用的模板包括有机高分子、硅藻土、介孔二氧化硅等。
通过调控模板的形貌和结构，可以得到不同形状和孔径大小的多孔材料。
例如，利用硅藻土为模板制备的铝氧化物多孔材料，具有优异的催化性能和吸附性能。
1.3 电化学氧化还原法电化学氧化还原法是一种利用电化学反应在电极表面或液相中形成多孔材料的方法。
该方法制备的材料具有良好的可控性和可重复性。
例如，利用电化学氧化还原法制备的钼纳米线多孔材料，在电催化和电化学吸附领域有着广泛的应用。
二、金属多孔材料的应用2.1 催化剂金属多孔材料作为催化剂载体具有较大的比表面积和孔隙体积，可以提高催化反应的效率和选择性。
例如，利用模板法制备的介孔硅藻土载体负载金属催化剂，在有机物合成、石油加工等领域有着重要应用。
2.2 气体分离金属多孔材料的孔径大小和孔隙结构可以被调控，可以用于气体的分离。
例如，通过调节多孔铝材料的孔径和孔隙结构，可以实现对不同大小分子的分离，具有应用前景。
2.3 生物医学材料金属多孔材料可以被用作生物医学材料的载体，其中具有重要性的应用是利用多孔金属材料制备骨修复材料。
例如，利用钛多孔材料可以促进骨细胞的增殖和成骨，具有广泛的应用前景。
2.4 电化学储能金属多孔材料作为电极增材材料，可以提高电化学储能器件的性能。
多孔金属材料的制备及其在行业中的应用
多孔金属材料的制备及其在行业中的应用第一章引言多孔金属材料，是一种由金属材料制备而成的具有规则或无规则孔洞结构材料。
它通过一系列物理或化学方法，在坚韧的金属基质中形成了分布均匀、孔径连续、空间复杂的孔道网络。
由于其微观结构具有高度可调性，因此被广泛应用于众多领域。
本文将介绍多孔金属材料的制备方法及在行业中的应用。
第二章多孔金属材料的制备方法2.1 金属减薄法金属减薄法是最早用于制备多孔金属材料的方法之一。
该方法以单晶或多晶金属片作为原材料，通过机械或电化学方式减薄至亚微米甚至纳米级别，制备出具有均匀孔径、可控孔径大小的多孔金属材料。
2.2 阳极氧化法阳极氧化法主要是利用金属在酸性电解质中腐蚀的一种方法，经过氧化处理可以制备出具有规则或无规则孔洞结构的多孔金属材料。
该方法适用于Al、Mg、Ti等轻金属材料的制备，且制备工艺简单。
2.3 聚集焊接聚集焊接是通过一定的连铸技术将小颗粒金属或金属丝聚集在一起，然后在某种环境下加热，热处理等方式使这些颗粒或丝相互连接成孔道，制备出多孔金属材料。
该方法制备出的多孔金属材料表面光滑、孔径连续、可调性强。
第三章多孔金属材料在行业中的应用3.1 催化剂载体多孔金属材料在催化领域的应用十分广泛。
传统的载体材料如氧化铝、硅胶等存在性质不稳定、孔洞难以调控等缺陷。
而多孔金属材料可以通过孔径、组成、形态等多种因素进行调控，使其具有优异的物理和化学性质，因而成为理想的催化剂载体。
制成的多孔金属材料催化剂表现出较高的稳定性、选择性和效率、在化工、医药等领域有着广泛的应用。
3.2 能源材料多孔金属材料由于具有较大的比表面积和可孔径调控等优势，被广泛应用于能源材料领域。
可利用多孔金属材料制备高性能电池电极、柔性锂硫电池等。
多孔金属材料在制备电极时，可以充分增加电极的活性材料负载量，提高电极的导电性、自由度和稳定性。
3.3 生物医学领域多孔金属材料在生物医学领域的应用也得到了广泛关注。
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。
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活性炭 + 脱脂棉
◆ 大输液制取中的脱碳
金属过滤器（青铜、不锈钢、镍）
多孔不锈钢或钛取代了砂滤棒，过滤效率提高数倍，维护 费用降低。
◆ 湿法钽粉生产中熔融钠的过滤
多孔镍
高炉煤气的净化
多孔不锈钢
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◆ 原子能工业，UF6提炼中流化床尾气过滤
多孔镍、不锈钢 多孔不锈钢
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五、消声降噪 与其他消声材料（木质、化学纤维）相比： ◆ 耐高温，受热不放出有毒物质； ◆ 刚性好，可独立制成消声板材； ◆ 不易变质和污染，易于回收再利用； 建筑、车辆、舰船等消声降噪材料； 高架桥吸声衬底、高速公路隔音屏障、隧道壁墙； 工厂机械消音屏； 军事上鱼雷隔音板； ……………
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六、生物植入体 生物相容； 力学性能好； 多孔结构：固定更可靠、 利于体液营养成分传输， 大大缩短康复期； 人体骨组织缺损的修复与替代 七、其他应用 多孔电极、电容； 电磁屏蔽：电子仪器设备、飞行器屏蔽层； 发汗材料； ……………
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金属多孔材料的制备
一、传统制备方法
以金属粉末（或 与非金属粉末混 合）为原料，经 成形烧结制备金 属多孔材料。
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1. 模压成形与烧结
润滑剂：甘油、硬脂酸等，减小摩擦力，提高均匀性 黏结剂：树脂、聚乙烯醇等 造孔剂：碳酸氢铵、硬脂酸锌、硫酸铵等 增塑剂：石蜡等 添加剂以溶液形式加入(溶入汽油、丙酮、酒精等)，均匀
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2. 等静压成形
◆ ◆ ◆ ◆
制备异型制品 大尺寸 密度较均匀 尺寸精度稍差
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3. 松装烧结
◆ 粉末松装或经振实装入模具中烧结 ◆ 依靠烧结过程中粉末颗粒间的相互黏结形成多孔烧结体 ◆ 采用粒度分布窄的球形粉末 ◆ 可加入疏松剂提高孔隙度（最高可至70-90%） ◆ 可制备筒状、杯状、薄片多孔材料 ◆ 通过剪切和焊接制备各种形状的多孔零件
★ 主要应用于透气性要求高，但净化要求不高的多孔材料。 ★ 过滤汽油、润滑油、化学溶液，捕收10-20μm杂质粒子；
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4. 粉末轧制
◆ 粉末由给料漏斗送入辊间，轧制成一定孔隙度的生坯，生 坯经烧结，或再经复轧，制备多孔带材。 ◆ 影响孔隙度的因素：轧制压力、烧结温度等
★ 铁、镍、钛、不锈钢等多孔带材。 如长达几十米的多孔钛板材、带材，由于化工过滤领域。
回收放射性粉尘，达到排放标准
◆ 航空器制导陀螺液压油净化、自动燃烧管路气体净化
◆ 纺织 热洗水中去除染料颗粒
石油提炼中油蜡分离 ……………
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二、流体分布与控制
◆ 火箭偏航指示仪外壳的冷却气体或液体控制 多孔不锈钢
◆ 磁带处理中气浮滚筒布气 ◆ 啤酒充气 多孔钛
◆ 石油化工、冶金工业中流化床气体分布板
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2. 注射成形技术 ◆ 金属粉末注射成形是借鉴塑料注射成形技术发展起来的金 属粉末冶金近净成形技术。 ◆ 将粉末与有机黏结剂混合，用注射成形机成形，脱出黏结 剂、烧结。 ★ 流动状态下均匀填充模腔 ★ 密度、结构均匀，近净成形 ★ 快速、经济制备复杂形状零件（切槽、螺纹、交叉孔等） ★ 可制备青铜、不锈钢，钛、镍及其合金多孔件。 ★ 黏结剂性质、脱除工艺、烧结、粉末粒度及分布等决定孔 隙特性
◆ 控制延时器：通过控制流体流动速度，延迟信号在流体中
的传递 ……………
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震、阻尼性能
宇航飞船起落架、升降机传送安全垫、机床底座、 减小齿轮震动和噪声的阻尼环、高速磨床吸能内衬 汽车、火车侧、前部防撞零部件 ……………
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四、导热、隔热 导热 开孔金属 在流动的空气或液体中，由于表面积大、复杂的三维流动， 散热性能优异。 用于高密度热流（航天飞行器、高速列车、微电子器件 的高速芯体）的散热装置。 隔热 闭孔金属 热导率与常用的非金属绝热材料相近，同时强度、韧性优 隔热、承载双重功能：航天结构隔热部件等
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3. 三维打印成形技术
加工平台铺一薄层金属粉末，喷头在计算机的控制下，按 照截面轮廓信息，选择性喷射黏结剂，形成截面层。一层 铺好后，再进行后一层粘结，如此往复形成三维产品，烧 结固化，形成多孔材料。
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4. 激光、电子束快速成形技术
与三维打印技术类似，不同的是： ◆ 不添加黏结剂； ◆ 通过计算机控制激光束或电子束移动，逐层烧结，建立三 维多孔金属实体。
二、新型制备技术 1. 离心沉积技术 采用多孔金属管作为支撑体，将金属粉末配成料浆，将料浆 放入支撑管一起高速旋转，料浆中的金属颗粒在离心力的作 用下，由于粉末颗粒大小不同沉积速度不同，从而实现粉末 颗粒分级沉积在支撑管内壁，产生梯度膜层结构，经干燥、 烧结等，得梯度孔径多孔材料。 ★ 避免孔径大小突变，过滤精度高、透气性好。 ★ 适于制备钛、镍及其铁合金、不锈钢等微孔金属膜。 ★ 可得亚微米级、纳米级孔隙的多孔金属膜。
金属多孔材料及其制备
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采用金属或合金粉末为原料，经成形与高温 烧结而成的刚性结构多孔材料。
金属 多孔材料
质轻、比表面积大、能量吸收、隔热（闭孔）
散热（通孔）、吸声、渗透、 电磁波吸收…
不锈钢、铜及铜合金、镍及镍合金、 钛及钛合金…
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金属多孔材料的应用
一、过滤与分离
液体或气体 通孔结构 对流体分离或净化
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5. 粉末增塑挤压 ◆ 粉末中加入增塑剂，通过挤压制备截面不变，各种断面 形状（棒、管、方、梅花等）的长形多孔金属材料。 ◆ 挤压压力低、含大量挥发性增塑剂。 ◆ 大量制备连通空隙、透气性好的钨、钼、镍、钛及其合 金、不锈钢多孔材料。 ★ 增塑剂：石蜡、淀粉、聚乙烯醇等。
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