泡沫金属的介绍及制备 36页PPT文档共36页

泡沫铜制造方法
泡沫铜是一种经过特殊加工制造而成的材料，具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。

下面我们来介绍一下泡沫铜的制造方法。

泡沫铜的制造方法主要有三种：化学法、物理法和电解法。

下面我们将逐一介绍这三种制造方法。

化学法制造泡沫铜是通过化学反应产生泡沫状的铜，然后使用高温的氢气来将泡沫坚固化。

该方法具有生产成本低，可生产粗糙度较大的泡沫铜等优点。

物理法制造泡沫铜是通过高速旋转的轮子制造气泡，然后再通过冷却加固来形成坚固的泡沫铜。

该方法具有生产速度快，精度高的优点，但是成本较高。

电解法是制造泡沫铜的另一种方法，该方法是通过电化学反应将铜离子化合成泡沫铜。

该方法可以生产高精度的泡沫铜，并且可以精确地控制泡孔的大小和分布。

但由于加工复杂，生产成本较高。

无论哪种制造方法，泡沫铜的制造过程都需要对生产环境和工艺流程进行严格的控制，以确保产品的质量和性能。

总的来说，泡沫铜的制造方法多种多样，每种制造方法都有其适用的
场景和优劣势。

在实际生产中，应根据具体情况选择合适的制造方法，以确保生产效益和产品质量。

泡沫金属的制备力学性能及其应用泡沫金属是指金属材料在冶金过程中通过特殊方法制得的具有开放孔隙结构的材料。

泡沫金属具有低密度、高比强度、优异的吸能性能、良好的导热性能等特点，因此被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、能源储存等领域。

泡沫金属的制备方法多种多样，常见的有聚合物模板法、发泡剂法、自发性发泡法等。

其中，聚合物模板法是最常见的制备方法之一、首先，将金属粉末与粘结剂混合，然后将混合物填充到聚合物模板中，通过高温处理使粘结剂烧结，最后将聚合物模板去除，得到具有孔隙结构的泡沫金属。

泡沫金属具有优异的力学性能。

它具有高比强度和高吸能性能，可以有效地吸收能量和缓解冲击。

由于其孔隙结构的存在，泡沫金属具有优异的吸震性能，减小了任何外部力对机械结构的影响，因此泡沫金属常被用作冲击吸收材料、振动控制材料等。

此外，泡沫金属还具有良好的导热性能，可以作为热传导材料在热管理领域得到应用。

泡沫金属在汽车领域有广泛的应用。

它可以用来制作汽车碰撞保护材料，能够有效地吸收碰撞能量，保护车辆内部的人员安全。

此外，泡沫金属还可以应用于汽车排放系统中，用于减轻噪音和振动。

同样，在航空航天领域，泡沫金属也有重要的应用。

它可以用于制作航空航天器的结构材料、燃料储存材料等。

另外，泡沫金属还可以用于建筑领域。

其低密度和高比强度使其成为一种理想的建筑材料，可以用于制作轻质墙板、隔音材料、隔热材料等。

此外，由于泡沫金属具有优异的导热性能，它还可以用于太阳能热能储存系统以及建筑物的能源效率改善。

总之，泡沫金属作为一种具有开放孔隙结构的材料，具有低密度、高比强度、良好的吸能性能和导热性能等特点，因而在各个领域都有广泛的应用。

随着科技的进步，泡沫金属的制备方法将会更加多样化，其应用领域也将进一步扩展。

泡沫铝的制备技术泡沫铝是一种具有轻质、高强度和良好吸能特性的新型材料。

它由铝合金制备而成，通过控制气体发泡剂在融化的铝合金中释放气体，形成气孔结构。

在本文中，我将详细介绍泡沫铝的制备技术。

1.铝合金材料准备：选择适合的铝合金材料作为原料。

常用的铝合金包括铝硅合金、铝镁合金和铝锰合金等。

合金中的铝含量通常在80%以上。

2.铝合金材料预处理：将铝合金材料进行破碎、筛分和清洁处理。

破碎可以增加原料的表面积，有利于气体发泡剂的扩散和释放。

筛分可以控制原料的粒径范围，使气体发泡剂均匀地分布在铝合金中。

清洁处理可以去除杂质，提高泡沫铝的质量。

3.铝合金材料熔化：将预处理后的铝合金材料放入特定的熔炉中进行高温熔化。

铝合金的熔点通常在600-900摄氏度之间，熔化温度根据具体合金的种类和要求进行控制。

4.气体发泡剂注入：在铝合金熔融状态下，将气体发泡剂注入熔融金属中。

常用的气体发泡剂包括钠硼酸、钠铝酸盐和钠氢杂酸等。

气体发泡剂的选择和注入量可以根据要求进行调整，以得到所需的气孔结构。

5.发泡：在气体发泡剂注入后，通过搅拌或其他搅动方式，将气体发泡剂均匀地分散在铝合金中。

随着气体的释放，铝合金中形成大量的气孔结构。

气孔的大小和分布可以通过调整气体发泡剂的类型和用量来控制。

6.冷却和固化：在发泡过程中，由于气孔的形成，铝合金会逐渐冷却固化。

冷却过程中，泡沫铝的形状和结构会逐渐稳定。

7.切割和后处理：冷却固化后的泡沫铝可以进行切割和后处理。

切割可以根据具体需要，制作出不同形状和尺寸的泡沫铝制品。

后处理可以包括表面处理、热处理和物理性能测试等。

以上是泡沫铝的基本制备技术。

不同的制备方法和工艺参数会对泡沫铝的性能和结构产生不同的影响。

因此，在实际制备过程中需要根据具体要求进行优化和调整。

随着科学技术的不断进步，泡沫铝的制备技术也将得到更多的改进和发展，为泡沫铝的应用提供更广阔的空间。

泡沫金属材料制备技术1.引言金属泡沫或金属多孔材料是８０年代后期国际上迅速发展起来的一种具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。

它具备的优异物理性能，如比重小、刚度大、比表面大、减震性能好、消声效果好、电磁屏蔽性能高等，使其在一些高技术领域获得了广泛应用[1-3]。

泡沫铝合金材料是一种在铝合金基体中分布有大量微小气孔结构的超轻型铝合金材料。

其开发研究始于20世纪40年代，最早的泡沫铝制备工艺是Sosnick于1948年提出的在铝熔体中以气化汞为气体来源制备泡沫铝合金的做法，该工艺还申请了美国专利[2]。

1956年，美国科学家Elliot完善了泡沫铝制备理论，并提出以可热分解气体的发泡剂来代替汞，从而给泡沫金属材料的工艺发展指明了方向，同年他采用熔体发泡法成功制造出泡沫铝。

随后人们开发使用了多种发泡剂如TiH2、ZrH2、ErH2、MgH2等。

到了20世纪80年代末90年代初，泡沫铝材料的研究取得重大突破，日本九州工业研究所于1991年开发出泡沫铝工业化生产的工业路线。

1992年M. F. Ashby第一次系统总结了泡沫金属的制备、性能和应用。

90年代以来，国外科研机构和大学推出了多种制备高性能泡沫铝的工艺方法，如德国不来梅德夫雷霍夫实用材料研究所研制的粉末发泡法，德国的连续喷吹气体制备泡沫铝法（DE4139020），日本日立造船技术研究所的发泡法等。

目前已经实现了采用金属发泡法和渗流铸造法来生产各种尺寸规模的泡沫铝部件，从高速列车到航天飞机的一系列领域都可以找到泡沫铝的身影[1]。

国内研究机构对泡沫铝的研究起步于20世纪80年代中期，目前国内主要的研究机构有东南大学、东北大学、昆明理工大学、大连理工大学等。

我国学者研制了一些具有独创性的生产工艺，并进行了大量的理论和实验研究。

其中东南大学材料系开展研究的时间最早，尤其在粉末冶金法制备泡沫铝工艺方面的成就较突出。

金属泡沫材料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。

泡沫金属的现有制备方法总结泡沫金属是一种具有多孔结构和良好力学性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。

本文将总结泡沫金属的现有制备方法，并对其特点和应用进行探讨。

首先，模板法是最早采用的一种制备泡沫金属的方法。

该方法将金属粉末和模板混合后，在高温下进行烧结，然后通过酸蚀模板，得到具有多孔结构的泡沫金属。

该方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的成型性能，但模板的选择和处理过程会对成品的性能和形状产生影响。

第二，溶胶凝胶法是一种利用溶胶凝胶反应生成的孔洞来制备泡沫金属的方法。

该方法主要包括凝胶浸渍法和凝胶共凝胶法。

凝胶浸渍法是将金属溶胶浸渍到泡沫状的碳骨架中，然后经过热处理得到泡沫金属。

凝胶共凝胶法是将金属溶胶和有机高聚物溶胶融合，形成共凝胶，再通过热处理得到泡沫金属。

这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的力学性能，但制备过程复杂，需要对溶胶和凝胶的性质进行精确控制。

第三，电解法是一种利用电解过程生成气泡来制备泡沫金属的方法。

该方法主要包括电解沉积法和电解析出法。

电解沉积法是在金属表面通过电化学反应析出气泡，然后通过热处理得到泡沫金属。

电解析出法是在金属溶液中施加电流，将阳极上的金属析出成泡沫状，再通过热处理得到泡沫金属。

这两种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的导电性能，但制备过程中需要对电解条件进行精确控制。

第四，发泡焊接法是一种利用熔化金属的表面张力迫使金属熔滴在钢网上形成泡沫金属的方法。

该方法通过加热金属粉末，使其熔化并附着在钢网上，通过熔滴的浸渍和堆积形成泡沫金属。

这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的抗压性能，但制备过程中需要对加热温度和金属粉末的大小进行精确控制。

最后，高温直接发泡法是一种利用金属的熔点来制备泡沫金属的方法。

该方法将金属加热到超过熔点，并通过气体压力和表面张力使金属形成泡沫状。

这种方法制备的泡沫金属具有较高的孔隙率和良好的热传导性能，但制备过程中需要对温度和气体压力进行精确控制。

泡沫金属材料制备技术1.引言金属泡沫或金属多孔材料是８０年代后期国际上迅速发展起来的一种具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。

它具备的优异物理性能，如比重小、刚度大、比表面大、减震性能好、消声效果好、电磁屏蔽性能高等，使其在一些高技术领域获得了广泛应用[1-3]。

泡沫铝合金材料是一种在铝合金基体中分布有大量微小气孔结构的超轻型铝合金材料。

其开发研究始于20世纪40年代，最早的泡沫铝制备工艺是Sosnick于1948年提出的在铝熔体中以气化汞为气体来源制备泡沫铝合金的做法，该工艺还申请了美国专利[2]。

1956年，美国科学家Elliot完善了泡沫铝制备理论，并提出以可热分解气体的发泡剂来代替汞，从而给泡沫金属材料的工艺发展指明了方向，同年他采用熔体发泡法成功制造出泡沫铝。

随后人们开发使用了多种发泡剂如TiH2、ZrH2、ErH2、MgH2等。

到了20世纪80年代末90年代初，泡沫铝材料的研究取得重大突破，日本九州工业研究所于1991年开发出泡沫铝工业化生产的工业路线。

1992年M. F. Ashby第一次系统总结了泡沫金属的制备、性能和应用。

90年代以来，国外科研机构和大学推出了多种制备高性能泡沫铝的工艺方法，如德国不来梅德夫雷霍夫实用材料研究所研制的粉末发泡法，德国的连续喷吹气体制备泡沫铝法（DE4139020），日本日立造船技术研究所的发泡法等。

目前已经实现了采用金属发泡法和渗流铸造法来生产各种尺寸规模的泡沫铝部件，从高速列车到航天飞机的一系列领域都可以找到泡沫铝的身影[1]。

国内研究机构对泡沫铝的研究起步于20世纪80年代中期，目前国内主要的研究机构有东南大学、东北大学、昆明理工大学、大连理工大学等。

我国学者研制了一些具有独创性的生产工艺，并进行了大量的理论和实验研究。

其中东南大学材料系开展研究的时间最早，尤其在粉末冶金法制备泡沫铝工艺方面的成就较突出。

金属泡沫材料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。

催化剂与载体制备收稿日期:2006203203;修回日期:2006207210 基金项目:上海市科委纳米技术专项基金(0452nm017)作者简介:胡　海(1976-),男,湖北省武汉市人,在读博士研究生,从事光触媒材料以及光催化降解污染物的研究。

通讯联系人:上官文峰,教授,博士生导师。

E 2mail :shangguan @泡沫金属的制备、性能及其在催化反应中的应用胡　海,肖文浚,上官文峰(上海交通大学燃烧与环境技术研究中心,上海200030)摘　要:泡沫金属是一种具有独特结构和性能的新型功能材料。

介绍了泡沫金属材料常见的制备工艺(发泡法,烧结法,铸造法,沉积法)、物理性能和在催化反应中的应用(载体和催化剂),并对泡沫金属材料在应用中存在的问题和前景作了评述。

关键词:泡沫金属;制备;催化剂中图分类号:T B303;T B34;TQ426.94 文献标识码:A 文章编号:100821143(2006)1020055204Preparation and properties of foam metal and its application in catalysisHU Hai ,X IA O Wen 2j un ,S HA N GGUA N Wen 2f eng(Research Center for Combustion and Environment Technology ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China )Abstract :Foam metal ,as a new 2type functional material ,has unique characteristics and structure.The preparation techniques ,properties of foam metal and its application in catalytic reaction were re 2viewed.Preparation techniques for foam metal include forming ,sintering ,casting and deposition.Foam metal can be used as both carrier and catalyst.K ey w ords :foam metal ;preparation ;catalystC LC numb er :T B303;T B34;TQ426.94 Docum ent cod e :A A rticle ID :100821143(2006)1020055204 泡沫金属是一种结构内部含有大量孔隙的、功能与结构一体化的新型功能材料,常见的有泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁以及泡沫合金等。

泡沫金属的研究与发展1泡沫金属的概念及特点泡沫金属指孔隙度达到90%以上，具有一定强度和刚度的多孔金属材料。

含有泡沫状气孔的金属材料与一般烧结多孔金属相比，泡沫金属的气孔率更高，孔径尺寸较大，可达7毫米。

由于泡沫金属是由金属基体骨架连续相和气孔分散相或连续相组成的两相复合材料，因此其性质取决于所用金属基体、气孔率和气孔结构，并受制备工艺的影响。

通常，泡沫金属的力学性能随气孔率的增加而降低，其导电性、导热性也相应呈指数关系降低。

当泡沫金属承受压力时，由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应，使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。

多种金属和合金可用于制备泡金属材料，如青铜、锲、钛、铝、不锈钢等。

由于泡沫金属的密度小、孔隙率高、比表面积大从而使其具有非泡沫金属所没有的优异特性：例如阻尼性能好，流体透过性强，声学性能优异热导率和电导率低等等。

作为一种新型功能材料，它在电子、通讯、化工、冶金、机械、建筑、交通运输业中，其至在航空航天技术中有着广泛的用途。

2泡沫金属的用途2.1 电极材料随着高档电器（便携式计算机、无纯电话等）的迅速发展，可重复使用的高体积比容量、高质量比容量的充电电池的消耗也越来越大。

高孔隙率（＞95%）的泡沫金属对提高电池的这些性能提供了用武之地。

例如用电沉积法生产的泡沫锲作为电极材料用于Ni-Cd电池的电极时，电极的气液分离好、过电压低，能效可提高90%,容量可提高40%,并可快速充电，在电池行业中，锲镉电池、锲氢电池、可充电碱性电池一致趋向于采用泡沫锲作为正负极板以提高容量，这是电池行业的一个突破。

对电池电极用泡沫锲的性能参数要求已有较为深入的研究。

2.2 催化剂化学反应尤其是有机化学反应中，催化剂常常起着非常重要的作用，催化剂的表面积也是越大越好，高孔隙率使得泡沫金属具有大的比表面积，化工行业中可直接使用泡沫锲作锲催化剂，或将泡沫锲制成催化剂载体，高孔隙率的泡沫金属作为支撑物有可能使催化剂高度分散发挥更大的作用，其性能远远优越于陶瓷催化剂载体。

知识｜泡沫铝材料与工艺介绍1泡沫铝是同时兼有金属和气泡特征的新型轻质功能-结构一体化材料，其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，如：(1)轻质：密度仅为金属铝的10%～40%；(2)高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍；(3)高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5～10倍；(4)良好的隔声性能（闭孔）和吸声性能（通孔）：声波频率在800～4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上；声波频率在125～4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数可达0.8；（1）泡沫铝板材（2）泡沫铝夹芯板(5)优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6～18GHz之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60～90dB；(6)导热系数低，闭孔泡沫铝导热系数相当于大理石；而通孔泡沫铝则具有良好的散热性。

泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。

鉴于泡沫铝的优良性质，泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。

泡沫铝吸声装饰天花板23（1）吸声、隔声材料：泡沫铝可用于城市轻轨、高架公路、地下隧道、机械设备的噪声治理及声学室、多功能厅和其他室内声响效果的改善。

（2）结构用材：泡沫铝“三明治”结构，具有质轻，高刚度的特征，可作为优异的结构材料。

如：用作汽车的结构件时，重量只有钢结构的一半，而刚度则提高10倍，据报道大约有20%的汽车结构件可采用这种结构。

（3）新型建筑材料：泡沫铝是一种新型建筑及装潢材料，它具有质轻、高比刚度、美观、不燃烧等优点，并兼有吸音、隔热、电磁屏蔽等特性。

因此泡沫铝可广泛应用于商场、宾馆、体育馆等场馆的建筑装潢。

（4）保温材料：因其导热系数低，同时具有质轻、高比刚度、不燃烧等优点，可用作隔热、保温、保冷材料等。

（5）冲击能量吸收材料：因其具有优良的冲击能量吸收性能，可用作汽车防冲档、机械装置的保护外壳，升降机的安全垫、飞机外壳夹层（冲缓爆炸冲击波）和太空飞行器的防护层（可捕捉太空碎片）等。

泡沫金属“三明治”夹芯板的制备及其力学性能摘要：本文首先介绍了轻质多孔材料的发展现状，接着重点介绍了泡沫金属的研究现状。

其中包括泡沫金属的不同制备工艺及力学性能。

泡沫金属的应用形式多种多样，本文从中选择了泡沫金属“三明治”夹芯板，介绍了的目前较为成熟的制备工艺方法。

关键词：超轻多孔材料金属泡沫制备性能一、绪论1．超轻多孔材料的由来超轻多孔金属材料具有体积密度小，相对质量轻，比表面积大，比力学性能高，阻尼性能好等特点，已成为一种优秀的新型功能结构材料。

由于优异的物理、力学性能，且兼具功能和结构的双重属性，超轻多孔金属材料被广泛地应用于航空航天、电子通讯、交通运输、医疗器械等领域，涉及到过滤、消声、热交换、吸能、电磁屏蔽、催化等诸多功能，在科学技术和国民经济建设中发挥着巨大的作用。

作为一种新型多功能结构化材料，超轻多孔金属材料在宏观结构上构按规则程度可分为有序和无序两大类，前者主要是以金属或复合材料为基体的点阵材料，后者主要是泡沫化金属和烧结金属多孔材料[1]。

其中，点阵材料主要包括四面体、金字塔型、Kagome、八面体和latticeblock构架等几种，其制备方法主要有基于金属纤维编织工艺基础之上的网系叠层点焊方案、熔模铸造方案和轧制-电镀焊接方案，原材料多为铝、钢等[2]。

2．泡沫金属及其应用泡沫金属是一类具有高孔隙率、低密度，在力学、声学等方面具有独特优势的新型材，根据胞元是否互相连通可以分为开孔泡沫与闭孔泡沫，如下图1所示。

图1.开孔泡沫与闭孔泡沫目前绝大多数商用泡沫金属均是基于泡沫铝和泡沫镍的产品。

作为一种新型材料，泡沫金属尚未得到充分的表征，其制备过程也没有得到很好的控制，所以性能还具有一定的不稳定性。

但是随着制备工艺的不断发展，泡沫金属在轻质刚性结构方面具有很广阔的前景。

近年来很多学者对泡沫金属的力学性能和结构组合方式进行了大量的研究，获得了一些较为实用的经验和数据。

下表1是泡沫金属在未来发展中的潜在用途举例。

泡沫铜制作方法简介泡沫铜是一种以铜为基础材料制成的多孔材料，具有优良的导热性能和机械强度，广泛应用于汽车、电子、建筑等领域。

本文将介绍泡沫铜的制作方法，包括原料准备、制备工艺和应用方面的内容。

原料准备1.铜粉：选择纯度高、颗粒细小的铜粉作为原料，这有助于提高制品的质量和工艺稳定性。

2.发泡剂：常见的发泡剂有氨水、碳酸氢铵等，其作用是在铜粉中释放气体，形成泡沫结构。

3.预混料：可以将铜粉和发泡剂事先进行混合，以提高混合均匀度。

制备工艺1. 混合将铜粉和发泡剂进行充分混合，可采用以下步骤： 1. 将铜粉置于容器中，慢慢加入适量的发泡剂。

2. 用机械搅拌器搅拌混合物，确保混合均匀。

2. 成型将混合物进行成型，常用的方法有： 1. 挤压成型：将混合物放入挤压机中，通过挤出口挤出，并根据需要控制挤压速度和挤压压力。

2. 浇注成型：将混合物倒入模具中，待其固化后取出。

3. 烧结经过成型的泡沫铜需要进行烧结处理，以增加其强度和稳定性。

具体操作如下： 1. 将成型的泡沫铜置于炉中，炉温控制在适当的范围内。

2. 缓慢升温，达到所需烧结温度后保持一段时间，使泡沫铜内部发生烧结反应。

3. 冷却后取出烧结坯，即成为泡沫铜制品。

应用方面泡沫铜的制作方法决定了其在各个领域的应用。

以下列举几个常见的应用方面： 1. 散热器：泡沫铜具有良好的导热性能，可用于制作散热器，提高散热效果。

2. 隔热材料：泡沫铜的多孔结构使其具有良好的隔热性能，可用于制作隔热材料，减少能量损失。

3. 过滤器：泡沫铜的多孔结构可用于制作过滤器，过滤效果好且易于清洗。

4. 减震材料：泡沫铜具有一定的弹性，可用于制作减震材料，降低振动传递。

结论通过本文的介绍，我们了解了泡沫铜的制作方法，包括原料准备、制备工艺和应用方面的内容。

泡沫铜作为一种重要的多孔材料，在各个领域都有广泛的应用前景。

随着制备工艺的不断改进和创新，相信泡沫铜的应用范围还会得到进一步扩大。