泡沫金属材料的研究进展

一 　

上 海建 材 　

泡沫金 属材料 的研 究进 展　

沈 阳建筑大学材料 学院　 刘 阳 　 　 唐　 明 　 王晓丹　

泡 沫金 属是 一种 新 型多 功能 复合 材料 ，经过 发　 泡处理 在其 内部 形成 大量 的气 泡 ，这 些气 泡 分 布在　 连续 的金 属相 中构成 孔 隙结 构 ，所 以泡沫 金 属具 有　 重量 轻 、 透气性 好 、 附性强 、 吸 吸音 、 隔热 、 不燃 烧 、 强　 度高 、 重复 使用性 好等 特性 ， 应用前 景极 为广 阔 。 　

１ 我 国泡沫 金属 材料 的发展　

相应 的制备 技术 的研究开 发就显 得非 常必要 和迫切 。 　

开发不含或者少含脆性相的制备方法 ，可以减少泡　 沫 中的脆 性 相 （ 大 的 陶瓷 颗粒 和 氧 化 物 薄膜 ） 泡　 如 对

沫 金 属机械 性 能 ，特别 是剪 切 断裂 韧性 和 抗弯 强度　 的不利 影 响。 据研 究表 明 ， 能 制备 ０１ ｍ 尺度上　 如果 ． ｍ 的均 匀细小 泡 沫孔 结构 ，有 利 于发 挥其 显 著 的能量　

我国对泡沫金属的研制始于 ８ 年代。经过 １　 Ｏ Ｏ

多 年 的探 索 和研 究 ， 南 大 学 、 州 科学 院 、 连理　 东 贵 大 工 大学 、 南 铝 加 工 厂 等一 些 研究 单 位 已初 步 掌握　 西 了泡沫 金 属 的生 产 方 法 。其 中 以东 南 大学 、 州科　 贵 学 院最 为 领先 。 特别是 贵州科 学 院采用 直接 发泡 法 ， 　 用 廉 价 的发 泡 剂 成 功 制取 了 较 大 规 格 的泡 沫 铝 型　 材 ， 中国科 学 院 声学 研 究 所 等单 位 测 试 ， 吸音 、 经 其 　 屏蔽 、 减震 抗 冲击 效 果 、 比重 等性 能 指 标 ， 达到 国　 均 外 同类 产 品指 标 。 目前 东 南 大学对 泡 沫金 属 的制 备　

吸收特性 ，可 以解决泡沫金属在弯 曲导致的拉伸应　 力 下低 的拉 伸强 度 以及过早 失效 等 问题 。 　

３ 泡 沫金 属材料 的基 本性 能　

泡沫金 属 内部存 在许 多孔洞 ， 洞 的大小 、 孔 多少 、 　 均匀 性 、 通及 封 闭都 将 影响它 的性 能 。 沫金 属 的　 连 泡 平 均孔 径 一 般 较 大 ， ０１ ｍ ～１ｍｍ或 更 大 ， 隙　 为 ．ｍ ０ 孔 率 比较 高 ， ４ ％ ～９ ％之 间 ， 在 ０ ０ 比重 轻 ， 般 只有 同　 一 体积 金 属 的 １ ０～３ 。它 的 比表 面积 则较 大 ， ／１ ／５ 为　

１ｃ 　 ｍ ～４ 　ｌ ／ｅ 　 泡沫 金属 的特 殊结 构决定　 ０ ｍ ／ｅ 　 ０Ｏ Ｉ ｍ 。 Ｔ 　

及性能研究非常活跃 ，主要侧重用渗流法制备泡沫　

铝 ， 对渗 流 法 进行 了模 拟 试 验 和用 渗 流 法 制备 了　 并 泡 沫铝 一高 分子 复 合 材料 ， 北工 业 大 学 采用 添 加　 河 造 孔 剂 的 方 法 ， 功地 制 备 出 高 熔 点 泡 沫 铁 ， 得　 成 取 了可喜

的成 果 。目前 泡 沫金 属研 究 已经 涉 及到 的金　 属 包括 Ａ 、 ｉＣ 、 ｇ等 ， 中研 究 最 多 的是 泡 沫 铝　 ｌＮ 、 ｕ Ｍ 其 及 其合 金 。 　

２ 泡沫金 属材料 的制备工 艺　

了它 的性能 。这种 材料 具有 明显 的 重量 轻 、 比重 小 、 　

通 透性好 的特点 ； 抗拉强 度 比较低 ， 比强度也 比较低 ， 　

但是抗压强度和抗弯强度较高 ； 具有高的耐热性能 ， 　 即使 温度 达 到基体 合金 的熔 点 也不 熔解 ；对 于通 孔　

泡沫 金 属 ， 当声波 接触 金 属表 面时 ， 过漫 反 射进 入　 经

泡沫 金 属 的孔 洞 内 ，使金 属 内部振 动将声 能 转变 为　 热能 ， 到消音 的作 用 。 电磁 波对泡 沫金 属进 行试　 起 用 验 ， 现泡 沫金 属也 有 吸收 电磁波 的作 用 ， 发 因此 泡沫　 金 属还 有对 电磁 波 的屏 蔽作 用 。泡 沫铝 已经 成 功应　

用 于 空 压机 房 、 车 发 动 机 房 、 频 室 、 工 现 场 等　 列 声 施 吸声领 域 ， 取得 了很好 的效果 。 并 　

泡沫金属的制备方法从总体上可分为直接法和　 间接法 两种 。 接法 ， 直 是利 用发泡 剂在 熔融 金属 中发　 泡，或者利用化学反应产生大量气体在制品凝固时　

减压发 泡 。间接法是 以高 分子 发泡材 料为 基材 ， 采用　 沉积 法或 喷溅 法使 之金 属化 ，然 后加 热 脱 出基 材并　

４ 结 束语　

泡沫金属材料 的高孔隙率和气孔的立体均布性　

赋予 了其 各种 优 良的性能 和 实用 价 值 ，随着 泡 沫金　

烧结 。此外 ， 制备泡沫金属的方法还有渗流铸造法 、 　

粉末 冶金法 、 积法 等 。 中在 国外 已经形 成 工业化 　 沉 其

属生产工艺的不断完善及对其研究开发的不断深入 ， 　

泡沫 金属 的应 用领域 还会 不 断地扩 大 。因此 ， 泡沫　 对

生产的方法主要是铸造法和粉末冶金法 ，在铸造法　

中 ，熔体 发 泡法 和喷 吹气 体发 泡法 是最 可 能实 现 规　

模化生产， 其最大的优势在于低成本 ， 但存在孔结构　 控制困难的弱点 ， 使其应用推广受到一定限制。 因此 ， 　

金属进行研究开发有着重大的实际应用价值 ，如何　 降低生产成本 ， 实现生产规模化 ， 产品优质化 ， 应是　

该 领域今 后 的研究 重点 。