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4、孔連通泡沫鋁制備工藝研究

1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景
多孔泡沫金屬近十年來(lái)一直是結(jié)構(gòu)材料工作者的研究課題，專(zhuān)業(yè)的局限性限制了它的發(fā)展，大致近幾年內(nèi)才逐步認(rèn)識(shí)到它是一類(lèi)新型的金屬物理功能材料。結(jié)構(gòu)材料工作者首先研究各種制備方法，迄今為止鑄造制備法(發(fā)泡法和滲流法)是成本最低的方法，其中新問(wèn)題是控制孔結(jié)構(gòu)。日本在這一領(lǐng)域已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，其中九洲工業(yè)技術(shù)研究所代表了日本的發(fā)展水平，已經(jīng)采用兩種制備方法來(lái)制備小型與大型件，這種制備方法還有待改進(jìn)。迄今已經(jīng)在制備過(guò)程的重要參數(shù)的模擬方面取得了若干重要進(jìn)展，并指導(dǎo)了制備工藝過(guò)程。在物理性能研究方面，日本側(cè)重于聲及電磁性能。日本、美國(guó)、前蘇聯(lián)、西歐大力發(fā)展這一領(lǐng)域的研究，是因?yàn)檎J(rèn)識(shí)到這是一種十分重要的高技術(shù)新型材料。以日本為例，政府連年以較大的資金投入到這項(xiàng)研究，以迎接高技術(shù)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。我國(guó)與國(guó)外相比認(rèn)識(shí)尚未統(tǒng)一，各個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域之間還缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，支持強(qiáng)度無(wú)法與國(guó)外相比，從而延緩了我國(guó)這一領(lǐng)域的發(fā)展速度。我國(guó)已經(jīng)在制備方法、孔結(jié)構(gòu)分析方面有所進(jìn)展，引起了高技術(shù)及民用領(lǐng)域的濃厚興趣，有著潛在的應(yīng)用前景，又有國(guó)外最新發(fā)展作借鑒，因此我們有可能在幾年內(nèi)趕上國(guó)際先  進(jìn)水平。
多孔泡沫金屬的主要應(yīng)用領(lǐng)域
1. 利用高阻尼特性
緩沖器及減震器是重要的用途之一。其應(yīng)用從汽車(chē)的防沖擋直至宇宙飛船起落架，此外已成功地用于升降機(jī)、傳送器安全墊、高速磨床防護(hù)罩吸能內(nèi)襯。多孔泡沫金屬輕質(zhì)和高阻尼特性，以及容易采取措施提高阻尼性能的特點(diǎn)，使之非常適合高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
2. 利用優(yōu)異熱物理性能
多孔泡沫金屬具有很大的比表面，通孔多孔金屬可以制作熱交換 器及散熱器，可以根據(jù)需要制成管狀或平面狀金屬與多孔金屬相結(jié)合 的組合件，在停止對(duì)流條件下使用有利于利用三維復(fù)雜流動(dòng)克服邊界 層的不利影響，閉孔多孔金屬可用作絕熱材料，其強(qiáng)度及耐溫性?xún)?yōu)于 相應(yīng)的傳統(tǒng)材料。
3. 利用流通特性
優(yōu)良的流通特性，使其成為制備過(guò)濾器的重要材料。與粉術(shù)冶金多孔金屬相比，多孔，泡沫金屬的孔徑與孔隙率較大。多孔金屬過(guò)濾器用于從液體(石油、汽油、致冷劑、聚合物熔體、含水懸浮液)、空氣或其它氣流中濾掉固體顆粒，使用最廣的金屬過(guò)濾器是多孔青銅、多孔不銹鋼。采用壓縮的方法可以調(diào)節(jié)多孔金屬的孔徑和孔隙率。
4. 利用聲學(xué)性能及電磁波吸收特性
通過(guò)多孔金屬聲學(xué)性能及電磁波吸收特性，采用合適的聲結(jié)構(gòu)可以獲得較好的吸收效果，日本已在高速列車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)室、無(wú)線(xiàn)電錄音室及新干線(xiàn)吸音等方面獲得了有應(yīng)用前景的結(jié)果。多孔泡沫金屬還可以用于蒸氣發(fā)電廠(chǎng)、手動(dòng)工具、小汽車(chē)衰減、消音器等領(lǐng)域。用作消音器時(shí)必須在獲得消音效果的同時(shí)保證足夠的空氣流通量。
多孔泡沫金屬電磁波吸收性能可用于電磁屏蔽，電磁兼容器件，根據(jù)需要可將多孔金屬夾在塑料之間。
5. 其它應(yīng)用
在化學(xué)工業(yè)中，泡沫金屬是同時(shí)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度和化學(xué)惰性的高吸收材料，可以用來(lái)充填和覆蓋分餾塔。因?yàn)樗鼏挝惑w積的表面積很大，所以，還是一種極好的催化材料。現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，作為催化器安裝在反應(yīng)器里的泡沫金屬，表面積相當(dāng)于現(xiàn)有普通材料的五十倍。
在電化學(xué)應(yīng)用中，多孔金屬可用來(lái)制造磁性電池和燃料電池的電極。這種電極一般是用鎳制造的。制造堿性電池電極是用孔隙率為70~90%(體積百分比)的高孔隙鎳。而制造燃料電池的電極其孔隙率在60~80%較為適合。
泡沫金屬作為研磨的墊圈在渦輪結(jié)構(gòu)中很有用處，考慮到渦輪箱在尺寸上的一些公差，可以裝上研磨的墊圈，這樣渦輪葉片就會(huì)被夾住而沒(méi)有過(guò)量的磨損。
在燃燒方面，泡沫金屬可用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管后的燃燒室及其它一些要求低溫燃燒的裝置。
泡沫金屬的研制已取得了重大進(jìn)步，作為具有許多獨(dú)特性質(zhì)的新材料，泡沫金屬會(huì)有意義深遠(yuǎn)的用途?？梢栽O(shè)想在新開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域里，泡沫金屬將構(gòu)成關(guān)鍵元件?？墒牵泻芏嗯c泡沫金屬競(jìng)爭(zhēng)的材料，其中許多比泡沫金屬便宜。如此看來(lái)，改進(jìn)制造工藝以更低廉的價(jià)格提 供各種各樣的泡沫金屬產(chǎn)品是很重要的，這將使這些材料更大規(guī)模在 工業(yè)中得到應(yīng)用。