1.泡沫金属及特点

泡沫金属又称为金属多孔材料,实际上是由金属与气体组成的一种复合材料。正是由于这种特殊结构,使之既有金属的特性又有气泡特性。泡沫金属材料具备了多方面的特殊性能,既可作为许多场合的功能材料,也可作为某些场合的结构材料。而一般情况下它兼有功能和结构双重作用,是一种性能优异的多用途工程材料。

作为结构材料,泡沫金属具有轻质、高比强度的特点。作为功能材料,具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能,因此泡沫金属在国内外一般工业领域及高科技领域都得到了越来越广泛的应用,并呈现出广阔的应用前景。

典型的泡沫金属材料如图6-31所示。

图6-31　泡沫金属材料

2.孔隙度

孔隙度是指多孔体中所有孔隙的体积与多孔体总体积之比。多孔金属孔隙度高,孔隙度可达90%以上,孔隙直径可达至毫米级,并具有一定强度和刚度。即金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞,这些孔洞的直径约2～3mm之间。由于对孔洞的设计要求不同,孔洞可以是泡沫型的、藕状型的、蜂窝型的等等。(www.daowen.com)

3.组织和分类

(1)组织。现行的泡沫材料可分为二类。一类是用铝箔制成蜂窝结构式的板块,中间为蜂窝结构,上下面胶粘铝板,通常这类材料价格很高;第二类是真正的泡沫材料,按其制造工艺的不同又可分为“开口式的即连通式的”与“闭口式的即非连通式的”,前者是用发泡法、导气法(向铝熔体通入空气)与渗流法制造的,泡孔与外界相通,流体可从中通过;后者是由一个个孤立的封闭的金属泡组成,其力学性能比前者高得多。

(2)分类。泡沫金属是由基体金属和体积占70%以上的气孔组成的非均匀材料,根据其孔洞的形态可以分为独立孔洞型的和连续孔洞型的二大类。或按孔结构特点分为具有通孔结构的多孔泡沫金属和具有闭孔结构的胞状泡沫金属。如图6-32所示。

图6-32　泡沫金属的分类

4.特点

独立孔洞型的多孔金属材料具有比重小,刚性、比强度好,吸振、吸音性能好等特点;连续孔洞型的材料除了具有上述特点之外,还具有浸透性、通气性好等特点。多孔金属材料兼具结构材料和功能材料的特点,在航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程等领域有广泛的应用潜力。