泡沫金属的制备方法及应用VIP免费

泡沫金属的制备方法及应用刘志东,王景丽,黄因慧,陈劲松,田宗军(南京航空航天大学机电学院,南京210016)[摘要]介绍了多孔泡沫金属材料常用的传统制备方法(铸造法、发泡法、烧结法和沉积法)及具体应用。并提出了一种新型的泡沫金属制备方法———喷射电沉积法。[关键词]泡沫金属;制备;应用;喷射电沉积[中图分类号]TG661[文献标识码]B[文章编号]1003-5451(2008)01-0059-04PreparationandApplicationofFoamMetalLIUZhi-dong,WANGJing-li,HUANGYin-hui,etal(CollegeofElectro-MechanicalEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016)[Abstract]Thispaperreviewstheconventionalpreparationtechniquesthatincludecasting,forming,sinteringanddepositionandpracticalapplicationforeverytechniqueoffoammetal.Jetelectro-deposition,atypepreparationtechniqueispresented.[Keywords]foammetal;preparation;application;jetelectro-deposition1前言泡沫金属或金属多孔材料,实际上是金属与气体的复合材料,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,它具有轻质、高比强度的特点;作为功能材料,它具有多孔、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。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,可根据以下方法进行分类[1]。!"产生气孔时金属的状态:液态、溶液或乳溶态,固态。#"所采用的工艺:铸造、发泡、沉积、烧结(包括先驱体浆料)。$"孔的形成方式:空心基体、可移除的预制块或气体(直接导入或通过发泡剂分解)。%"结构特点:多孔泡沫金属(具有通孔结构)和胞状泡沫金属(具有闭孔结构)。2泡沫金属传统的制备方法及应用目前国内外对泡沫金属的制备工艺研究较多,同时也相继提出了多种不同的制备工艺。这些工艺各有优缺点,对于不同的应用场合、不同的结构要求所采用的方法也不同。工艺不仅决定了泡沫材料的性能,也决定了它的潜在用途。从泡沫金属制造所技术交流航空精密制造技术AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGY2008年2月第44卷第1期Feb.2008Vol.44No.1·59·泡沫金属的制备方法及应用采用的工艺可分为[2]:铸造法、发泡法、烧结法和沉积法等,其中每种方法又可加以细分,具体分类如图1所示。图1泡沫金属制造所采用的工艺分类下面分别介绍铸造法、发泡法、沉积法和烧结法的制备工艺及应用。2.1铸造法该方法的原理是先在铸模内填充粒子,再采用加压铸造法把熔融金属或合金压入粒子间隙中,冷却凝固后即形成多孔泡沫金属。铸造法又可细分为熔模铸造法和渗流铸造法两种。随不同的铸造方式可以覆盖很宽的孔隙率范围和具备各种形状的孔隙。与其它各种工艺方法相比,该方法具有生产工艺简单、成本较低、孔结构均匀等优点,便于工业推广应用。中国科学院物理研究所及东南大学等在渗流法制备泡沫金属技术上处于国内领先地位。东南大学利用渗流铸造法成功制备出泡沫铝。渗流铸造法中若不除去填料颗粒,可以得到所需的复合结构,日本用此法制得了SBAC制品。可应用于这种方法的金属应具有较低的熔点,如铜、铝、铅、锡、锌及它们的合金等。其典型代表是泡沫铝,其中产品大多为闭孔隙和半通孔的多孔材料,但也可铸成三维连通孔隙的高孔率产品。作为结构材料,泡沫铝具有质轻、高比强度和很高比面积等特点,已经用于飞机机翼复合材料的芯片,并成为加热器、热交换器和电池极板的优良材料。泡沫铝合金可以应用在一些机械的紧固件、航天飞机的保护外壳、碰撞记录仪及其起落架和汽车上的缓冲件等方面。胞状泡沫铝对高频电磁波有很高的屏蔽系数,已被用于制作电子仪器外壳和构建电磁屏蔽室等。2.2发泡法发泡法是通过向基体材料中加入发泡剂或吹入气体,加热使发泡剂分解产生气体,气体膨胀使基体材料发泡,冷却后即得到泡沫金属。根据所使用的基体材料的不同可分...