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1、金属材料&多孔金属材料MetalMaterial&PorousMetalMaterial目录1234多孔金属结构特征与特性多孔金属的制备方法多孔金属的展望5研究进展多孔金属的应用概述密度小、孔隙率高、比表面积大强度及韧性高、导电导热性好、抗冲击能力强能量吸收性好及特殊的传热和声学等特点骨骼及骨骼的显微照片珊瑚及珊瑚剖面示意图优点1.研究进展密度小、孔隙率高、比表面积大强度及韧性高、导电导热性好、抗冲击能力强能量吸收性好及特殊的传热和声学等特点123多孔金属材料是20世纪40年代发展起来的一种新型材料，由金属基体和大量
2、孔隙组成，孔隙将金属相分割成许多小单元，又称为多孔泡沫金属，具有与传统材料不同的新型结构。多孔金属在近几十年得到了广泛的关注并实现了快速的发展，在能源环保、石油化工等领域得到了应用，可解决生产过程中液体、气体原料和贵重资源的回收，产品的提纯净化等问题，推动了现代工业技术的进步。王静,杨军,张建.多孔金属材料制备技术研究进展[A].兵器材料科学与工程,2013.多孔金属材料的类型根据其孔洞的连通性可分为闭孔和开孔二大类，前者是含有大量独立存在的孔洞，后者是连续畅通的三维多孔结构。三维闭孔材料三维开孔材料闭孔材料具有比重
3、小，刚性和比强度好，吸振及吸音性能好等特点;开孔材料除了具有上述特点之外，还具有渗透性、通气性好等特点。田大容,柏凯,王扬,赵领晨,米娇娇,孙琦.多孔金属材料制备工艺及展望[A].甘肃冶金,2014.2.多孔金属结构特征与特性孔径分为体孔径和面孔径。体孔径是指孔的等效直径，但不易直接测量；面孔径指截面上孔的截面多边形的等效直径。孔隙率为孔隙所占体积与总体积之比。孔径孔隙率比表面积气孔形状比表面积指一定体积下的表面积与其体积之比。多孔金属的比表面积大约为10-40cm2/cm3。由于制备方法的不同，多孔金属的气孔可分为
4、球状、胞状、多边形状和不规则形状等多种形态。卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林.超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[A].力学进展,2006.多孔金属的主要特性有：卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林.超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[A].力学进展,2006.热物理性能导热性能多孔金属材料的导热系数介于金属材料（10-300W/mK）与隔热材料（<0.2W/mK）之间，并随着孔隙率的增加而减小。耐热性能多孔金属是一种骨架或薄膜结构，所以其拥有很强的耐热性，即使达到基体金属的熔点也不融化。散热
5、性能当热量流经开孔多孔金属时，其巨大的比表面积使散布在其中的流体产生复杂的三维流动，从而具有较高的散热能力。力学性能导热性能耐热性能散热性能多孔金属的抗拉强度比较低，但是抗压强度和抗弯强度较高。多孔金属在承受压应力时其应力-应变曲线上的塑性变形阶段(名义应变在0.5%~75%范围)的应力几乎恒定不变。它们在变形时大量的能量被转变为塑性能，并以热量形式耗散。付全荣,张依鈖,段滋华,李煜.多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.能量吸收性能耐热性能散热性能多孔金属的能量吸收性能表现出两种特性，即阻尼
6、特性和抗冲击特性。在交变应力作用下发生振动时，会造成内部的应力应变分布不均匀，引起孔洞发生膨胀（缩小）和扭曲，产生膨胀能和畸变能，使能量损失，因此多孔金属表现出良好的阻尼特性。多孔金属的抗冲击特性表现在其具有显著的吸收碰撞能量的能力。付全荣,张依鈖,段滋华,李煜.多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.声学性能导热性能耐热性能散热性能声波射向多孔金属时，孔内介质（一般为空气）在声波作用下，产生振动引起声波射向孔壁表面，产生漫射而干涉消音。同时，孔内介质在声波作用下发生压缩伸张变形，引起介质与孔壁
7、之间摩擦，使声能转化为热能，从而起到吸声、消音效能。如果声波能进入多孔金属内（通孔），就会使其内部骨架振动而吸收声能，借机械运动将声能转换为热能。由于多孔金属具有不同的结构特征，一般情况下闭孔多孔金属具有吸音、隔声性能；而开孔多孔金属的吸声、消音性能更好。付全荣,张依鈖,段滋华,李煜.多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.电磁波屏蔽性能导热性能耐热性能散热性能多孔金属对电磁波具有优良的屏蔽作用，特别是对高频电磁波屏蔽效果更好。高频电磁场通过多孔泡沫金属时产生感应电势而形成感应涡流，与原磁场反向
8、的涡流磁场产生抵消作用，起到电磁屏蔽效果，屏蔽作用远高于导电性涂料及导电性材料。付全荣,张依鈖,段滋华,李煜.多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.渗透性能导热性能耐热性能散热性能渗透性能是开孔多孔金属的一种特性。渗透性能随孔隙率的增加而增大，又随两端压力差增大而增加。通过对多孔金属孔结构（如孔隙率、孔径、开孔度）的控制
