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1、多孔材料模型分析83多孔材料模型分析AnalysesoftheClassicalModelforPorousMaterials刘培生,夏凤金,罗军(北京师范大学核科学与技术学院,北京100875)LIUPei2sheng,XIAFeng2jin,LUOJun(CollegeofNuclearScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)摘要:多孔泡沫材料的制备、应用和性能研究均不断取得新的进展。在关于多孔材料结构和性能方面的理论中,著名的经典性模型———Gibson2Ashby模型一直受到国际同行的普遍
2、认同,迄今仍然是众多研究者在研究工作中广泛应用的理论基础。对该模型尚存在的若干不足和问题进行了一些补充思考和分析,发现其中有些缺陷甚至可以打破该模型原来表现出来的“完满性”。在总结陈述这些问题的基础上,引荐了可以克服或弥补上述模型不足的另一个模型。关键词:泡沫材料;多孔材料;泡沫金属;多孔金属中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:100124381(2009)0720083205Abstract:Newdevelopmentsareceaselesslygainedforthepreparation,theapplicationandtheproper2tystudyofpor
3、ousmaterials.Astothetheoriesaboutthestructureandpropertiesofporousmateri2als,thefamousclassicalmodel—Gibson2Ashbymodelhasbeenbeingcommonlyendorsedinthefieldofporousmaterialsallovertheworld,andisthetheoreticalfoundationwidespreadlyappliedbynu2merousinvestigatorstotheirrelativeresearchesuptonow.So
4、mesupplementarythinkingandanaly2sesaremadefortheshortagesinthismodelinthepresentpaper,anditisfoundthatsomeshortagescanevenbreakthecompletivityoriginallyshownbythismodel.Basedonthesummeryabouttheseproblems,anothernewmodelisintroducedwhichcanmakeuptheshortcomingsexistedinGibson2Ashbymodel.Keywords
5、:foamedmaterial;porousmaterial;foamedmetal;porousmetal[1]三维网状的多孔材料(即开孔泡沫材料)是一种性隙反演法等工艺来制备);②制备上还有一些实际能优异的新型工程材料,其用途十分广泛,涉及航空航困难,与理论设计尚有差距;③有关研究主要为理论天、电子与通讯、原子能、电化学、石油化工、交通运输、方面,实际研制还处于实验室阶段,离市场化生产和应冶金、机械、医学、环保、建筑等诸多领域,可用于分离、用尚需时日。而自由发泡型(随机发泡型)多孔材料历过滤、布气、消音、吸震、包装、屏蔽、热交换、生物移植、史悠久,应用普遍,制备工艺成熟并不断发展,
6、市场广[1,2]电化学过程等许多方面。我国的多孔材料研究也泛且性能日益改善,能满足一般的应用需求和较为严取得了长足的进展。由本文作者提议,2004年中国材格的使用条件。此外,亿万年的地球生命史也告诉我料研讨会新增设多孔材料分会。分会报告表明,国内们,自然界漫长的抉择仍在很多关键的场合青睐随机同行的研究工作都非常精彩,诸多工作接近国际水平。发泡型的多孔体形态,比如动物界和人类的骨骼结构,近年来,一些研究者还提出了一种全新概念的开孔材这自然有它的奥妙和道理。因此,人类对多孔结构的[3-11]料,即格子材料。这种具有规则多面体孔型的泡利用,也必然是在某些场合以规则的格子形态为佳,而沫材料,孔
7、隙形状和尺寸均可在制备过程中进行有效在另一些场合又势必会以随机发泡形态为佳。由此可的控制,因而其性能指标可实现相当精确的计算和调见,对随机发泡型多孔材料的进一步研究仍然具有重[3-11]控。但从所阅发表物来看,尚存在如下几个问要的理论意义和实际意义。题:①所得多孔金属格子材料的孔穴尺寸一般在数美国麻省理工学院Gibson教授和英国剑桥大学mm到cm级之间,不能适于或不宜用于某些领域(如Ashby教授合作创建的多孔材料分析研究模型(即[2]生物医
