金属蜂窝的开发应用及发展

《金属蜂窝的开发应用及发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、金属蜂窝的开发、发展及应用摘要系统介绍了金属蜂窝的结构特性，综述了金属蜂窝在汽车、飞机、能源、化工以及由其嗣成的复合材料中的用途，剖析了其应用产品具有的优势和不足，展示了金属蜂窝的发展方向和应用前景。关键词金属蜂窝性质应用AbstractPropertiesofhoneycombedmetalsaredescribedsystematically.Theirapplicationsisvariousareassuchasautomobile,aircraft,chemicalindustry,energyan

2、dcompositcmaterialsbasedonhoneycombedmetalarereviewed.Futuredirectionsandpotentialapplicationsarealsodiscussed.Keywordshoneycombedmetal,properties,applications金属蜂窝是金属骨架和蜂窝孔（形状与蜜蜂的巢穴极其相似）相间的一种新型功能复合材料。因其内部结构含有许多蜂窝状直通孔而得名。这种材料具有独特的性能：抗冲击能力、耐热防腐、导电、导热、隔热、隔咅、蓄能

3、、吸能减震、电磁屏蔽等。其性能主要取决于蜂窝的种类、蜂窝的结构（形状、类型、孔径、孔隙率、开口度、壁厚、密度、比表面积等）、金属基体材料等三大方面。在最近儿年，金属蜂窝得到多方面的研究、开发与应用。应用己涉及到航空航天、交通运输、军工、电子、环保、能源、机械、化工、建筑等。日前，金属蜂窝的开发与应用己初步形成一种高新技术产业。1.金属蜂窝的结构参数与结构特点1.1结构参数金属蜂窝的主要结构参数有；孔径、孔型（正六边形、正四边形、正三角形等，如图1所示）、孔隙率、开口度、密度等。根据应用目的的不同，对金属蜂窝物

4、理性能要求不同，与其密切相关的结构参数也不同。如蓄能性能主要与孔径、孔隙率及孔型有关；渗透性能主要与孔隙率、孔表面光洁度、孔径大小有关。1.2结构特点①均匀孔径：孔径非常均匀，几何形状规则；金属蜂窝的孔径根据用途和成形方法的不同，可大可小。①高开口度:金属蜂窝的开口度随制作方法的不同而变化,一般而言，在60〜98的范围内变化。②小密度：金属蜂窝是一种多孔的不连续材料，实体部分截面积很小，所以金属蜂窝的密度很低，一般为同体积金属的3/5〜1/50不等。密度小的金属蜂窝结构完全可以浮在水面上。③高比表面积：金属蜂

5、窝的比表面积很大，达1000〜4000m0/mo④小壁厚：金屈蜂窝壁厚很小，一般在0・2伽】以下。蜂窝单元间距为1〜3mnio图1金属蜂窝各孔型几何外观表1蜂窝几何形状与内边长D和豎厚t的函数关系E孔穴几何形状n€方形l/(D+t)2D7(D+t¥等边二角形2・3/(D+t)2(D-O.73t)2/(D+t)2棱形l<15/(D+t)2(D-0.15t)7(D+t)2六角形0.38/(D+t〉2(D+O・42t)2/(D+M注：n是单位面积上的孔穴数目，e是开口度，例如三角形金属蜂窝，设D—1mm,t—0・0

6、5ram,则每平方厘米上的孔个数为209,开口度为84。1.金属蜂窝的应用一般来说,材料的性质决定了它的用途。金属蜂窝所具有的多方而优良性能,必须决定其多领域、多功能、多形式的应用。现阶段较为成熟的应用主要集屮在两大方面：汽车等地面交通工具（利用其高比表面积、高比刚度）和飞机等航空航天器(利用超轻质结构、高比刚度)。金属蜂窝通常有两种使用形式：一种是把蜂窝作为夹芯来制作蜂窝夹层结构；另一种是根据其结构特点而直接应用。2.1汽车等地面交通工具目前所有汽车基本上使用的净化器均是“陶瓷芯体”的催化净化器，但是陶瓷载

7、体普遍存在着机械强度低、易脆性等缺点，。另一方面，陶瓷材料堇青石对催化剂的毒化作用使其转化率与使用时间成反比，一般其同一标准实际达标寿命仅在3〜5万公里范围内。口前陶瓷载体的净化器，由于导热性较差，一般在汽车启动后至少120秒以后才能开始工作。因此，近年来研制开发性能更为优良的金属蜂贯载体及其催化转化器在国内外都备受关注，这是因为金属蜂駕载体一般具有蜂窝陶瓷载体所不能比拟的独特的性能，例如：金属载体良好的导热性能和低的热容量有利于催化剂的快速起燃，并且能够及时将催化剂燃烧所产生的热量散发从而避免局部过热；金属

8、载体壁厚的可减薄性有助于减少发动机功率损耗；金属载体的高机械强度，不易发生脆裂，使得金属载体的净化器能使用到与汽车的“法定”寿命同步；另外还具有如高温耐久性及加工便利等诸多优点。目前在国外金属载体己经开始批量化牛产。金属载体由薄片状、耐高温、耐腐蚀的金属带由特制的滚压机压制成波纹行条状，再沿条状金属平面卷制而成，形成正弦波蜂窝结构。高度及波纹间距可以控制蜂窝尺寸及单位面积上蜂窝数量。其外壳一般由具有