金属材料-多孔金属材料

金属材料&多孔金属材料Metal Material & Porous Metal Material

报告人： 符彩涛

学

号：157692196

材料科学与工程 导 师：刘芳老师

目录研究进展 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的应用 多孔金属的展望

1.研究进展1密度小、孔隙率高、比表面 积大

优点3

2

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

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。

孔隙率孔隙率为孔隙所占体积与总 体积之比。闭孔多孔金属的 孔洞之间互不连通；而开孔 多孔金属的孔洞之间相互连 通。

结构特征

比表面积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。

气孔形状由于制备方法的不同，多孔金 属的气孔可分为球状、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：热物 理性 能 渗透 性能 力学 性能

特性电磁波 屏蔽性 能

能量 吸收 性能

声学 性能卢天健,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/m K)与隔热材料(<0.2 W/m K)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

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。 导热性能

耐热性能

散热性能

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

多孔金属的能量吸收性能表现出两种特性，即阻尼特性和抗冲击特性。

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， 耐热性能 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。

散热性能

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

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 导热性能 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。

耐热性能

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；而通孔多孔金属的吸声、消音性能更好。

散热性能

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

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。

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 导热性能

耐热性能

散热性能

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 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 …… 此处隐藏：1354字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……