多孔泡沫金属材料
多孔泡沫金属材料
多孔泡沫金属材料
分类方法介绍
孔 径 小 于0. 3mm，孔隙率在 45% ～ 90% 的，称 为多孔 金 属( porous metal) 孔径在 0. 5 ～ 6mm，孔隙率大于90% 的，称为泡沫金属 ( foam metal)
(1) 按孔径和孔隙 率的大小
通孔结构
（2） 按孔的形 状特征
闭孔结构
多孔泡沫金属的应用主要有吸声材料 、吸振材料、抗冲击材料、催化载体材 料、医学植入体等 。
（1）吸声吸振阻燃
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （2）抗冲击材料
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （3）生物医学植入体
利用 Ti 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 ,M g 泡沫也有望作为人工骨头的材料
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
功能特性介绍 由于大量微小气孔的存在，多孔泡沫金属与实体结构材料相比 具有一系列的优良性能：密度小、比强度高、良好的可压缩性，独 特的压缩应力-应变曲线、在变形过程中泊松比的改变、可吸收较高 的冲击能量、减震、吸音、电磁屏蔽等。
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用
（3）按其基体的种类进行分类: 多孔泡沫铝，多孔泡沫铸铁，多孔泡沫铝 合金，多孔泡沫镍等。
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多孔泡沫金属材料
泡沫金属的结构特点
（1） 孔径大。多孔泡沫金属材料与普通的粉末冶金多 孔材料相比,孔径较大 ,贯通孔多 。
（2） 孔隙率高。多孔泡沫金属材料的孔隙率随其种类 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 , 其密度可达 1 g/cm3以下, 能够 浮于水面上。
泡沫铝新材料
泡沫铝新材料
泡沫铝是一种新型轻质材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
它是由铝合
金液体在高温下与气体发生化学反应而制成的一种多孔材料。
泡沫铝具有很低的密度，高的比强度和比刚度，良好的吸能和隔热性能，因此在航天航空、汽车、建筑、军工等领域有着广泛的应用。
首先，泡沫铝具有很低的密度。
由于其内部多孔结构，泡沫铝的密度很低，通
常在0.3-0.9g/cm³之间。
这使得泡沫铝成为一种理想的轻质结构材料，可以大幅度
减轻整体重量，提高产品的性能和效率。
其次，泡沫铝具有高的比强度和比刚度。
泡沫铝的多孔结构使其具有很高的比
强度和比刚度，能够承受较大的载荷而不易变形或破裂。
这使得泡沫铝在航天航空、汽车等领域有着广泛的应用，可以用于制造轻质结构件和减震材料。
此外，泡沫铝具有良好的吸能和隔热性能。
泡沫铝的多孔结构可以有效吸收能量，具有良好的缓冲和减震效果，因此在汽车碰撞、航天返回舱等领域有着重要的应用。
同时，泡沫铝的多孔结构还赋予其良好的隔热性能，可以用于制造隔热材料和保温材料。
总的来说，泡沫铝是一种具有广泛应用前景的新型材料，具有低密度、高比强
度和比刚度，良好的吸能和隔热性能等优异特点。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，泡沫铝必将在航天航空、汽车、建筑、军工等领域发挥重要作用，成为未来材料领域的热点之一。
泡沫铝及其制备方法
泡沫铝及其制备方法泡沫铝是一种由铝金属制成的轻质多孔材料。
它的低密度、高强度和优异的导热性使其具有很大的应用潜力。
泡沫铝可以用于吸能材料、隔热材料、噪音隔离材料和过滤材料等领域。
本文将探讨泡沫铝的制备方法。
泡沫铝的制备方法主要有两种：粉末冶金法和预加工法。
粉末冶金法是制备泡沫金属的一种常见方法。
首先，将球形高纯度铝粉与空气混合在一起，形成一种类似于面团状的混合物。
然后，将混合物在特定的压力下压制成一块密度较高的烧结块。
接下来，将这块烧结块放入高温炉中，在氮气气氛中进行烧结。
在烧结的过程中，铝粉表面的氮气会沉积形成氮化铝薄膜，防止铝粉在烧结过程中熔化。
最后，将烧结块放入酸性溶液中进行腐蚀处理，使铝粉溶解，形成泡孔结构，最终得到泡沫铝。
预加工法是另一种制备泡沫铝的方法。
与粉末冶金法不同，预加工法是通过机械加工的方式来制备泡沫铝。
首先，将铝板或铝棒切割成所需尺寸。
然后，在铝板或铝棒上进行钻孔，并用锯片将孔周围的材料切割成泡孔结构。
接下来，将切割好的铝材用化学通道进行腐蚀处理，使铝材表面形成氧化膜。
最后，将腐蚀处理后的铝材经过表面处理和清洗，得到泡沫铝。
无论是粉末冶金法还是预加工法，都有一些关键步骤和参数需要控制，以确保泡沫铝的质量和性能。
在粉末冶金法中，烧结温度、烧结时间和烧结压力是可以调节的参数。
较高的烧结温度和较长的烧结时间可以使烧结后的材料具有更高的强度。
在预加工法中，钻孔的直径和间距以及腐蚀液的成分和浓度也是非常重要的。
合理的参数选择可以实现所需的泡沫铝孔径和密度。
总之，泡沫铝是一种十分有潜力的材料，具有广泛应用的前景。
粉末冶金法和预加工法是制备泡沫铝的两种常见方法。
不同的方法有不同的优势和限制，可以根据具体需求来选择合适的方法。
在制备过程中，需要控制关键参数以获得高质量的泡沫铝材料。
随着科学技术的发展，泡沫铝的制备方法也将得到进一步的改进和创新，为其应用领域的拓展提供更多可能性。
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。
泡沫金属用途
泡沫金属用途
泡沫金属是一种具有多孔结构的材料，由于其特殊的性质和结构，被广泛应用于各个领域。
以下是泡沫金属的一些常见用途：
1. 降噪减振：泡沫金属具有优异的声学性能，可以用于制造降噪材料和减振装置，用于汽车、飞机、建筑、电子设备等领域，减少噪音和振动的传递和影响。
2. 过滤和分离：泡沫金属具有良好的过滤和分离性能，可以用于液体、气体的过滤和分离，如石油和天然气的分离、水处理、污水处理、空气净化等领域。
3. 热管理：泡沫金属具有良好的导热和散热性能，可以用于制造散热器、热交换器、热管等散热设备，以提高热管理效果，广泛应用于电子、电力、冶金等行业。
4. 催化剂载体：泡沫金属具有高比表面积和良好的孔隙结构，可以作为催化剂的载体，用于化学反应、催化裂化、电化学等领域，提高反应效率和催化活性。
5. 结构材料：由于其轻质、高强度和抗压性能，泡沫金属可以用于制造结构材料，如船舶、桥梁、建筑物等，增强结构的强度和稳定性。
总之，泡沫金属具有多样化的用途，可以在降噪、过滤、热管理、催化等领域发挥重要作用，广泛应用于汽车、建筑、化工、能源等各个行业和领域。
泡沫金属的介绍及制备3.1
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。
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。
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。
用多孔泡沫金属改进中学化学实验的若干案例
用多孔泡沫金属改进中学化学实验的若干案例
王新福
【期刊名称】《化学教学》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】多孔泡沫金属是一种具有多孔网状结构的新型功能材料,具有孔隙率高、比表面积大等特征。
设计了四个实验案例,介绍泡沫金属在中学化学实验中的应用。
用泡沫镍作为氢氧燃料电池的电极,可以在其孔隙结构中储存更多气体,延长放电时间。
用泡沫铜卷曲后催化氧化乙醇,可增大接触面积,提高催化效果。
用泡沫镍负载TiO_(2)后,可用于紫外光催化分解甲醛。
用泡沫锌与稀硫酸反应,可大大提高反应速率,证明反应物接触面积对速率的影响。
【总页数】4页(P71-74)
【作者】王新福
【作者单位】江苏省锡山高级中学锡西分校
【正文语种】中文
【中图分类】G633.8
【相关文献】
1.金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究
2.中学化学实验需要创新优化——以“金属和金属材料实验”改进设计为例
3.中学化学实验需要创新优化——以“金
属和金属材料实验”改进设计为例4.多孔泡沫金属的磁性能及对磁场影响的实验
研究5.新人教版中学化学教材实验改进设计的案例研究
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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。
泡沫金属论文
1.1.5熔模铸造法
该方法原理为将流态耐火材料渗入泡沫海绵中,然后风干、硬化、焙烧使泡沫海绵分解,形成三维网状骨架的预制型,将液体金属浇入此预制型内,凝固后除去耐火材料,就可获得具有三维网状结构的泡沫金属。目前,日本和我院均用此法成功制备了泡沫铝试样。利用此方法制得的试样对母体材料具有继承性,孔隙三维贯通、结构均匀,并不受材质、形状和大小的限制,能够提供制造各种用途的通孔泡沫金属,其缺点是金属骨架强度低,工艺较复杂。除了上述制备工艺外,还有其它几种,例如:加中空球料法、松散粉末烧结法、纤维冶金法等等。随着对多孔金属材料的不断深入研究,许多国家又提出了各种不同的制备方法,美国专利中报道,美国ERG公司研究出一种名为“Duocel”的制备工艺,在高温、高压、高真空的环境下从过热的铝熔体直接制得泡沫铝的方法,这种方法制得的泡沫铝密度小,但强度较高。加拿大的铝业公司开发出一种独特的制备工艺: 将空气通入正在凝固着的金属液中,在气体排出后冷凝成泡沫材料。这种方法可生产大型泡沫金属材料,且所得材料的密度较小。小桑德斯设计出一种名为通轴喷嘴空心球形铝泡的泡沫铝生产工艺,此种方法特别适合于制备共晶Al- Si 合金泡沫材料[8 ] 。
与熔体发泡法相比，粉末冶金法更易于操作、控 制；通过合理选择发泡时间和发泡温度，可以得到不 同密度值的泡沫金属。但是，粉末冶金法的生产成本 比熔体发泡法要高，而且难以制备大体积的构件。
1.2.2气体注入发泡法
与熔体发泡剂发泡法相类似的气体注入发泡法是目前生产多孔泡沫金属最廉价的方法。该方法是向熔融的金属熔体内直接吹入气体而使金属熔体发泡，发泡用的气体可以是氧气、氩气、空气、水蒸气、二氧化碳等。和熔体发泡剂发泡法一样存在着孔洞的大小及其在金属基体中的分布难以控制等问题。其关键技术是使得熔体金属具有合适的粘度,一般采取添加钙和碳化硅粉增粘剂等措施来增加金属熔体的粘度，金属的成分应保证足够宽的发泡温度区间，使所形成的泡沫孔具有足够的均匀性和稳定性，以保证泡沫在随后的收集与成型的过程中不破碎。此法最大的优点是造价低且易于工业化大批量生产
泡沫金属的现有制备方法总结
泡沫金属的现有制备方法总结泡沫金属是一种具有多孔结构和良好力学性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
本文将总结泡沫金属的现有制备方法，并对其特点和应用进行探讨。
首先，模板法是最早采用的一种制备泡沫金属的方法。
该方法将金属粉末和模板混合后，在高温下进行烧结，然后通过酸蚀模板，得到具有多孔结构的泡沫金属。
该方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的成型性能，但模板的选择和处理过程会对成品的性能和形状产生影响。
第二，溶胶凝胶法是一种利用溶胶凝胶反应生成的孔洞来制备泡沫金属的方法。
该方法主要包括凝胶浸渍法和凝胶共凝胶法。
凝胶浸渍法是将金属溶胶浸渍到泡沫状的碳骨架中，然后经过热处理得到泡沫金属。
凝胶共凝胶法是将金属溶胶和有机高聚物溶胶融合，形成共凝胶，再通过热处理得到泡沫金属。
这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的力学性能，但制备过程复杂，需要对溶胶和凝胶的性质进行精确控制。
第三，电解法是一种利用电解过程生成气泡来制备泡沫金属的方法。
该方法主要包括电解沉积法和电解析出法。
电解沉积法是在金属表面通过电化学反应析出气泡，然后通过热处理得到泡沫金属。
电解析出法是在金属溶液中施加电流，将阳极上的金属析出成泡沫状，再通过热处理得到泡沫金属。
这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的导电性能，但制备过程中需要对电解条件进行精确控制。
第四，发泡焊接法是一种利用熔化金属的表面张力迫使金属熔滴在钢网上形成泡沫金属的方法。
该方法通过加热金属粉末，使其熔化并附着在钢网上，通过熔滴的浸渍和堆积形成泡沫金属。
这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的抗压性能，但制备过程中需要对加热温度和金属粉末的大小进行精确控制。
最后，高温直接发泡法是一种利用金属的熔点来制备泡沫金属的方法。
该方法将金属加热到超过熔点，并通过气体压力和表面张力使金属形成泡沫状。
这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的热传导性能，但制备过程中需要对温度和气体压力进行精确控制。
多孔泡沫金属材料的性能及其应用
随孔 隙率的提 高 ，泡沫 金属 的密度 降低 ， 沫 泡
金属 的密度低 ， 一般 只有 同体积 金属 的 ｌ Ｏ ／５ ／ｌ ～３ 它 的 比表面 积则较 大 ， １ ￣４ ｃ ／ｃ 。例如 为 ０ ０ ｍ２ ｍａ 孔隙率大 于 ６ 的泡 沫 铝 合金 ，其 密度 可达 ｌ以 ３
。
孔隙率大 于 ９ 的 ， 为泡 沫 金属 （ｏ ｍ ｍｅａ）； Ｏ 称 ｆａ ｔ１ （ ）按孔 的形状 特征进 行分 类 ： 有通孔 结 构的称 ２ 具 为 多孔金属 ， 具有 闭孔结 构 的称 为胞 状 金属 （ ｅ ｕ ｃｌ — ｌ ｌ ｔ１．但 用得 最多 的是 多 孔 金属 和泡 沫金 属 ， ａ ｍｅａ） ｒ
１ 多孔泡 沫 金 属 材 料 的 结构 特点 ［ ］
泡沫 金属 的孔径一 般较大 ，． １ｍｍ 或更 大 ０１ ０ （ 般粉末 冶金 金 属 孔 径不 大 于 ０ ３ ｍ） 一 ． ｒ 。孔 隙率 ａ
维普资讯
ｌ８ ｌ
甘
肃
科
技
下 ，能够浮于水 面上 ．
２ 多孔泡 沫 金 属 的 性 能 及 其 应用
泡 沫金属材 料 的性能 主要取决 于气孔 在基 体材
料 内的分 布情 况 ， 括 气 孔 的类 型 、 状 、 包 形 大小 、 数 量、 均匀性 、 以及 比表 面积 等．多孔 泡 沫金属 材料 自 问世 以来 ，作 为 结构 材 料 ，它 具 有轻 质 、 比强度 高 的特 点 ；作 为 功 能材 料 ，它 具 有 多孔’ 振 、 、 减 阻尼 、 吸音 、 隔音 、 散热 、 收冲击 能 、 吸 电磁屏 蔽等多种 物理 性能［ ；因此它 在 国内外一 般工业 领 域及 高技术 领 ｓ 域 都得到 了越来越 广泛 的应用 。
多孔泡沫金属材料解析
（1）吸声吸振阻燃
11
多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （2）抗冲击材料
12
多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （3）生物医学植入体
利用 Ti 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 ,M g 泡沫也有望作为人工骨头的材料
（2）渗流铸造法
渗流铸造法是将 Na Cl 堆积在铸模中压制成坯 ,经预 热后浇注金属, 然后将颗粒去除 , 制备出通孔的泡沫结构。 该工艺的关键是合理选择和搭配粒子的预热温度、铝液浇 注温度和冲型压力这 3 个工艺参数, 其中对粒子预热温度的 控制尤其重要。
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多孔泡沫铝的制备工艺
制备工艺介绍
（3）粉末冶金发泡法
（2） 孔隙率高。多孔泡沫金属材料的孔隙率随其种类 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 , 其密度可达 1 g/cm3以下, 能够 浮于水面上。
概念
泡沫金属是一种在金属基体中形 成无数三维空间网状结构的多孔金属 材料，又称多孔性泡沫金属，由于它 兼有金属特性和非金属的一些特殊物 理性能，因而得到国内外的普遍关注。
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多孔泡沫金属材料
分类方法介绍Leabharlann (1) 按孔径和孔隙 率的大小
孔 径 小 于0. 3mm，孔隙率在 45% ～ 90% 的，称 为多孔 金 属( porous metal)
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
功能特性介绍 由于大量微小气孔的存在，多孔泡沫金属与实体结构材料相比
多孔材料有哪些
多孔材料有哪些
多孔材料是一种具有很多小孔的材料，这些小孔通常具有微米或亚微米的尺寸。
多孔材料由于具有高比表面积和丰富的内部空间，常常具有很多独特的性质和应用。
以下是一些常见的多孔材料。
1. 泡沫材料：泡沫材料主要由气体或液体包裹在多孔的固体结构中组成，常见的有聚合物泡沫、金属泡沫等。
泡沫材料具有低密度、吸音、隔热等特点，广泛应用于建筑、航空航天、交通工具等领域。
2. 水凝胶：水凝胶是一种含有大量水分子的骨架结构材料，具有良好的可逆可变形性和高吸水性。
水凝胶可以用于生物医学领域的药物缓释、组织工程、人工器官等。
3. 多孔陶瓷：多孔陶瓷是由粉末经过成型、烧结等工艺制成的，具有高温稳定性、化学惰性等特点。
多孔陶瓷广泛应用于过滤、分离、催化等领域。
4. 炭材料：炭材料是以天然或合成的有机物为原料，在高温下经过炭化和活化等处理制得的材料，具有高孔隙度、高比表面积和良好的化学稳定性。
炭材料广泛应用于超级电容器、催化剂、吸附剂等。
5. 多孔金属材料：多孔金属材料是由金属粉末或金属薄片经过成型和烧结等工艺制得的，具有高孔隙度和良好的导热性、导电性等特点。
多孔金属材料广泛应用于过滤、吸附、催化、传
热等领域。
6. 多孔聚合物材料：多孔聚合物材料是通过聚合物的溶液、发泡、相分离等方法制得的，具有低密度、高孔隙度和良好的柔韧性等特点。
多孔聚合物材料广泛应用于吸附剂、分离膜等领域。
以上所列举的多孔材料只是众多多孔材料中的一部分，随着科技的发展以及人们对新领域的探索，新型的多孔材料不断涌现，为各个领域带来新的可能性。
浅谈多孔泡沫金属材料的性能及其应用
浅谈多孔泡沫金属材料的性能及其应用多孔泡沫金属材料是一种具有开孔结构的金属材料，其具有很强的轻质高强度、优异的吸能消声性能以及良好的导热导电等特点，因此在许多领域有着广泛的应用。
本文将从材料性能和应用两个方面进行探讨，以期为多孔泡沫金属材料的研究和应用提供参考。
首先，多孔泡沫金属材料具有轻质高强度的特点。
由于其呈现开孔结构，其密度相对较低，通常在0.2-0.6g/cm^3之间。
与传统金属材料相比，多孔泡沫金属材料的密度较低，可以有效降低组件的自重，提高材料的性能。
同时，多孔泡沫金属材料具有较高的强度，其开孔结构可以使应力更均匀地分布在材料中，提高了其整体的强度和刚度。
这使得多孔泡沫金属材料在航空、汽车和船舶等应用中成为理想的结构材料。
其次，多孔泡沫金属材料具有优异的吸能消声性能。
由于其开孔结构，多孔泡沫金属材料可以吸收冲击能量并将其分散，从而降低了冲击力对其它结构的影响。
这也使得多孔泡沫金属材料成为用于护盾和减震的理想材料。
此外，多孔泡沫金属材料还具有良好的声学吸声性能，可以有效降低噪声。
此外，多孔泡沫金属材料具有优良的导热导电性能。
由于其多孔的结构，它可以提供大量的热传导通道，使得热量能够更有效地传导。
这使得多孔泡沫金属材料成为热交换装置、散热器和电子器件的理想材料。
多孔泡沫金属材料还具有较好的抗腐蚀和耐高温性能。
多孔泡沫金属材料通常由耐高温、耐腐蚀的金属材料制成，例如铝、镁等，因此具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。
这使得多孔泡沫金属材料在化工、医疗和航空等领域中具有广泛应用。
在应用方面，多孔泡沫金属材料有着广泛的用途。
首先，在航空航天领域，多孔泡沫金属材料可以用于构造轻质结构部件，例如飞机和火箭的结构支撑件、燃烧器和隔热材料等。
其轻量化和高强度的特性使得飞机能够在保持高性能的同时减少燃油消耗和减少碳排放。
其次，在汽车工业中，多孔泡沫金属材料可以用于制造汽车零部件，例如减振器、车身结构和排气系统等。
多孔(泡沫)材料制备方法综述
四、金属沉积法
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5) 电沉积
导电化处理可用蒸镀（如真空蒸镀）、离子镀 （如电弧离子镀）、溅射（如磁控溅射）、化学镀（如 镀Cu、Ni、Co、Pd、Sn等）、涂覆导电胶（如石墨胶体、 碳黑胶体）、涂覆导电树脂（如聚吡咯、聚噻吩等）和 涂覆金属粉末（如铜粉、银粉等）。其中常用的方法是 化学镀和涂布导电胶。另外,还可由化学氧化聚合, 在 多孔基体孔隙表面形成导电性高分子层, 或由化学氧化 聚合形成导电性高分子层后, 再在此导电性高分子层上 用电解聚合方法形成导电性高分子层, 然后电镀。作为 化学氧化聚合的单体, 有吡咯、噻吩、呋喃等杂五环化 合物和它们的衍生物。
四、金属沉积法
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5) 电沉积
目前在国内外普遍采用该法进行大规模制备高孔率 金属,其产品不但孔率高（达80%-99%）, 而且孔结构分 布均匀, 孔隙相互连通。该法以高孔率开口结构为基体, 一般采用三维网状的有机泡沫, 常用的有聚氨基甲酸乙 酯（包括聚醚氨基甲酸乙酯泡沫和聚脂氨基甲酸乙酯泡 沫）, 聚脂、烯聚合物（如聚丙烯或聚乙烯）、乙烯基 和苯乙烯聚合物及聚酰胺等。也可采用纤维毡等。主要 过程分基材预处理、导电化处理、电镀和还原烧结4步。 首先应将基体材料进行碱（或酸）溶液处理, 以除油、 表面粗化和消除闭孔, 然后清洗干净。
多孔(泡沫)材料制备方法
一．粉末冶金法
二．纤维冶金法
三．铸造法 四．金属沉积法 五．其它方法
一、粉末冶金法
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粉末冶金是用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的 混合物）作原料，经成型和烧结制造多孔金属材料、复 合材料及各种类型制品的工艺过程。 烧结：粉末在低于主要组分熔点温度下加热，使颗粒 间产生连接，把粉状物料转变为致密体，是一个传统的 工艺过程。
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（3）按其基体的种类进行分类: 多孔泡沫铝，多孔泡沫铸铁，多孔泡沫铝 合金，多孔泡沫镍等。
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多孔泡沫金属材料
泡沫金属的结构特点
（1） 孔径大。多孔泡沫金属材料与普通的粉末冶金多 孔材料相比,孔径较大 ,贯通孔多 。
（2） 孔隙率高。多孔泡沫金属材料的孔隙率随其种类 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 , 其密度可达 1 g/cm3以下, 能够 浮于水面上。
多孔泡沫金属材料
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基本概念 分类方法 结构特点 制备工艺 功能特性
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应用及展望
多孔泡沫金属材料
发现以及基本概念介绍 发现 多孔泡沫金属自 1948 年美国的So Snik 利用汞在熔融铝中气化而得, 使人 们对金属的认识发生了重大转变 ,认为 面粉可以发酵长大 ,金属也可以通过类 似的方法使之膨胀, 从而打破了金属只 有致密结构的传统概念。 概念 泡沫金属是一种在金属基体中形 成无数三维空间网状结构的多孔金属 材料，又称多孔性泡沫金属，由于它 兼有金属特性和非金属的一些特殊物 理性能，因而得到国内外的普遍关注。
粉末冶金发泡法是德国 Fraunhofer 应 用材料研究所发明的, 工艺原理是将混合铝粉 与发泡剂粉 ,经压缩得到具有气密结构的预制 体 ,加热预制体使发泡剂分解释放出气体, 迫 使预制体膨胀得到泡沫铝。该工艺稳定可控， 可制备各种异型件和复合结构，是当今研究 的热点方向。
（4）电化学沉积法
也称为镀覆金属法，通过金属喷涂工艺、硬化处理、化学预镀三个步骤, 将金属(如镍和铜等)覆盖在聚氯基甲酸乙酯材料上,再将脂原体用热分解的方法 去除, 从而制得泡沫金属。采用电沉积法生产的泡沫铝具有孔洞分布均匀 、孔 径小 、孔隙率高的特点,且其隔热和阻尼特性优于铸造法生产的泡沫铝。
（2）制备方法的综合化及先进技术的应用。 泡沫金属的制备方法正在向着多种基本方法的综合应用的方向发展,
如激光烧结法中既有粉末冶金法也有铸造法的因素 ,其间的界限并不明
显。
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பைடு நூலகம்
谢谢！
（2）渗流铸造法
渗流铸造法是将 Na Cl 堆积在铸模中压制成坯 ,经预 热后浇注金属, 然后将颗粒去除 , 制备出通孔的泡沫结构。 该工艺的关键是合理选择和搭配粒子的预热温度、铝液浇 注温度和冲型压力这 3 个工艺参数, 其中对粒子预热温度的 控制尤其重要。
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多孔泡沫铝的制备工艺
制备工艺介绍 （3）粉末冶金发泡法
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多孔泡沫金属材料
制备工艺方法及其分类
（1）按制备工艺分类
（2）按被加工金属的物理状态分类
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多孔泡沫金属材料
制备工艺方法及其分类
（3）按孔隙的形成机理分类
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多孔泡沫铝的制备工艺
制备工艺介绍 （1）熔体发泡法
将合金熔化并保持温度为650 ～ 670 ℃;然后加 入M g 粉 , 以降低熔体的表面张力;搅拌 10 min 并添加定量的发 泡剂 , 控制处理温度为 530 ℃;在尽可能减少发泡剂分解的 条件下 ,必须保证发泡剂有充分的分散时间 ,发泡剂分散后, 合金注入模具并水冷,然后经压力机压制 ,得到二次发泡的发 泡先驱体 ;将先驱体在两相区温度下发泡 ,即可得到最终的 泡沫铝制品
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
功能特性介绍 由于大量微小气孔的存在，多孔泡沫金属与实体结构材料相比 具有一系列的优良性能：密度小、比强度高、良好的可压缩性，独 特的压缩应力-应变曲线、在变形过程中泊松比的改变、可吸收较高 的冲击能量、减震、吸音、电磁屏蔽等。
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用
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多孔泡沫金属材料
分类方法介绍
孔 径 小 于0. 3mm，孔隙率在 45% ～ 90% 的，称 为多孔 金 属( porous metal) 孔径在 0. 5 ～ 6mm，孔隙率大于90% 的，称为泡沫金属 ( foam metal)
(1) 按孔径和孔隙 率的大小
通孔结构
（2） 按孔的形 状特征
闭孔结构
多孔泡沫金属的应用主要有吸声材料 、吸振材料、抗冲击材料、催化载体材 料、医学植入体等 。
（1）吸声吸振阻燃
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （2）抗冲击材料
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多孔泡沫金属材料的特性及应用
泡沫金属的应用 （3）生物医学植入体
利用 Ti 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 ,M g 泡沫也有望作为人工骨头的材料
（4）电磁屏蔽
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多孔泡沫金属材料的发展前景
目前主要的发展趋势主要表现在以下两个方面。
（1）建立孔结构力学模型。
目前,还没找到有效测量和正确描述泡沫金属材料孔结构力学行为的 实验方法和理论模型, 因此,需要开展大量的实验研究和理论探索 , 如何
正确估计孔结构的力学行为特征仍然是一个极具挑战性的课题。