多孔材料的应用研究与发展前景VIP免费

EquipmentManufacturingTechnologyNo.2，2014多孔材料的应用研究与发展前景黄彩敏(百色学院，广西百色533000)摘要：针对多孔材料的性能特征、制备方法及应用域，分析得到多孔材料在未来研究中将面的主要问题，并对多孔材料的应用研究及发展趋势做出了科学预测及前景展望。关键词：多孔材料；性能；制备；用；前景中图分类号：TB393文献标识码：B文章编号：1672-545X（2014）02-0230-03多孔材料是一种新兴材料体系，其最显著的特点，是具有规则排列、大小可调的孔道结构，其独有的机械、吸附、渗透、光电及生物活性等特性，在结构及光电材料、吸附及分离介质、生物医学等领域具有广阔应用前景，自问世以来，备受国际诸多学科领域学者重视，迅速成为跨学科研究的焦点和热点。1多孔材料的特性1多孔材料的特性1.1机械性能多孔材料制备的零件，能在降低密度的同时，提高强度和刚度等机械性能。据测算，使用多孔材料制造的飞机，在同等机械性能条件下，净质量将减轻一半。另外，多孔材料具有较高的冲击韧性，应用于汽车工业，将有效降低交通事故给乘客带来的伤害。1.2吸附性能不同气体或液体的分子直径及热运动自由度各不相同，因此，可利用同类多孔材料对不同气体或液体吸附能力的差异特性，制备出用于净化气体或液体且可重复使用的高效多孔吸附净化材料。1.3渗透性能在材料制备过程中，通过控制孔道尺寸、方向、孔型及排列规律等结构特征，结合多孔材料耐热性好，结构稳定性高等固有特性，可制备出多孔分子筛、高温气体分离膜等过滤装置。1.4波的传播多孔材料中的孔隙，可增加机械波在传播过程中发生反射、折射及衍射的可能性。因此，通过制备过程中孔道结构的合理设计，可达到较好的阻波效果，应用于隔音、减振及抗爆炸冲击等领域。1.2机械性能多孔材料制备的零件，能在降低密度的同时，提高强度和刚度等机械性能。据测算，使用多孔材料制造的飞机，在同等机械性能条件下，净质量将减轻一半。另外，多孔材料具有较高的冲击韧性，应用于汽车工业，将有效降低交通事故给乘客带来的伤害。1.2吸附性能不同气体或液体的分子直径及热运动自由度各不相同，因此，可利用同类多孔材料对不同气体或液体吸附能力的差异特性，制备出用于净化气体或液体且可重复使用的高效多孔吸附净化材料。1.4渗透性能在材料制备过程中，通过控制孔道尺寸、方向、孔型及排列规律等结构特征，结合多孔材料耐热性好，结构稳定性高等固有特性，可制备出多孔分子筛、高温气体分离膜等过滤装置。1.4波的传播多孔材料中的孔隙，可增加机械波在传播过程中发生反射、折射及衍射的可能性。因此，通过制备过程中孔道结构的合理设计，可达到较好的阻波效果，应用于隔音、减振及抗爆炸冲击等领域。1.5光电性能多孔硅材在激光照射下可发出可见光，根据这一特性，被认为是新型光电子元件的理想材料。同时，多孔材料也被认为是未来混合动力汽车新型燃料电池中电极材料的首选。1.6生物性能由于多孔材料具备相对密度小、比强度大、比表面积高等结构特点，使其生物活性及生物相容性得到显著提高，性能稳定的仿生多孔材料是未来最理想的生物药剂载体及骨骼替代材料。2制备方法与技术随着多孔材料应用的推广，涉及领域的增多，使用性能的开发，性能要求不断提高，制备技术也在不断的更新发展。2.1粉末冶金法粉末冶金技术主要用于制备金属基陶瓷复合材料及不锈钢、镍合金等金属材料，是制备多孔材料的主要方法之一，具有强度高、孔隙分布窄、孔径大小可控等优点。2.2熔体发泡法熔体发泡法是制备多孔金属材料的重要方法，具有工艺简单、成本低廉、空隙率高等优点，但因工艺不稳定、孔道结构难于控制等缺点，使得该技术的发展及应用受到限制。2.3脱合金法脱合金法是通过化学腐蚀或电化学腐蚀技术，脱去二元或多元合金中的某一种合金元素，获得纳米尺度三维连通孔结构金属材料的技术。收稿日期：2013-12-03作者简介：黄彩敏（1986—），女(壮族)，广西河池人，助教，硕士学位，主要研究方向：有色金属材料及其加工工艺。230《装备制造技术》2014年第2期2.4溶体—凝胶法管、全光开关、光波导和激光器等。同时，这种多尺度溶体—凝胶法是制备...