泡沫狀金屬

含有泡沫狀氣孔的金屬材料。與一般燒結(jié)多孔金屬相比，泡沫金屬的氣孔率更高，孔徑尺寸較大，可達7毫米。由于泡沫金屬是由金屬基體骨架連續(xù)相和氣孔分散相或連續(xù)相組成的兩相復(fù)合材料，因此其性質(zhì)取決于所用金屬基體、氣孔率和氣孔結(jié)構(gòu)，并受制備工藝的影響。

通常，泡沫金屬的力學(xué)性能隨氣孔率的增加而降低，其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也相應(yīng)呈指數(shù)關(guān)系降低。當(dāng)泡沫金屬承受壓力時，由于氣孔塌陷導(dǎo)致的受力面積增加和材料應(yīng)變硬化效應(yīng)，使得泡沫金屬具有優(yōu)異的沖擊能量吸收特性。泡沫金屬的制備有發(fā)泡法和電鍍法，前者通過向熔體金屬添加發(fā)泡劑制得泡沫金屬；后者通過電沉積工藝在聚氨酯泡沫塑料骨架上復(fù)制成泡沫金屬。已實用的泡沫金屬有鋁、鎳及其合金。泡沫鋁及其合金質(zhì)輕，具有吸音、隔熱、減振、吸收沖擊能和電磁波等特性，適用于導(dǎo)彈、飛行器和其回收部件的沖擊保護層，汽車緩沖器，電子機械減振裝置，脈沖電源電磁波屏蔽罩等。泡沫鎳由于有連通的氣孔結(jié)構(gòu)和高的氣孔率，因此具有高通氣性、高比表面積和毛細(xì)力，多作為功能材料，用于制作流體過濾器、霧化器、催化器、電池電極板和熱交換器等。

金屬泡沫是由占有很大體積比例（典型的約占75%-95%），充滿氣孔細(xì)泡組成的金屬材料。這些氣孔可以是連接的閉合細(xì)泡，稱為金屬泡沫。也可以是不連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（開放細(xì)泡），稱為多孔金屬。大多用鋁作為金屬泡沫的原材料。

金屬泡沫已有三方面主要應(yīng)用：

1.建筑組成；

2.骨科用作假肢；

3.汽車用來增加聲阻尼，減輕重量等。

另外，金屬泡沫具有下列的熱學(xué)和力學(xué)一些特性：

1.質(zhì)量輕（密度為大塊固體的5-15%）

2.大交換面積（250-1000m2/m3）

3.相對高的滲透性

4.相對高的有效熱導(dǎo)

5.抗熱沖擊好，能抗高壓力，高溫，潮濕，磨損等

6.能很好吸收機械沖擊和聲音

7.制造時，可控制孔徑和孔的占有率

人們正在研究開發(fā)，利用金屬泡沫的這些特性。

參考文獻

（1）"Compare Materials: cast Aluminium and Aluminium Foam" Makeitfrom.com Retrieved on 2011-11-192100433B

因為泡沫金屬具有一定的強度、延展性和可加性，可作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。這種材料很早就用于飛機夾合件的芯材。在航空航天和導(dǎo)彈工業(yè)中，泡沫金屬被用作輕質(zhì)、傳熱的支撐結(jié)構(gòu)。因其能焊接、膠粘或電鍍到結(jié)構(gòu)體上，故可做成夾層承載構(gòu)件。如作機翼金屬外殼的支撐體、導(dǎo)彈鼻錐的防外殼高溫倒坍支持體（因其良好的導(dǎo)熱性）以及宇宙飛船的起落架等。在建筑上，需要泡沫金屬制作輕、硬、耐火的元件、欄桿或這些東西的支撐體?，F(xiàn)代化電梯高頻高速的加速和減速，亦特別需要泡沫金屬這種同時具備吸能和承載特性的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)來降低能耗。圓柱形殼體廣泛存在于工程結(jié)構(gòu)中，如飛機機身和遠(yuǎn)離岸邊的油井平臺。薄壁圓柱殼在受到載荷作用時易于損壞，但若外殼由連續(xù)的泡沫：卷材支持，則該結(jié)構(gòu)比同樣直徑和大小的未加強中心殼體具有較大的強度。泡沫銅較易制得，且便于變形，故適合作緊固器。泡沫金屬還可作為許多有機、無機和金屬材料的增強材料。如在泡沫鎳中充入熔融鋁凝固后制成泡沫鎳增強的鋁合金（NFRA）材料等。

泡沫金屬非常適于用作多種承載鑲板、殼體和管體的輕質(zhì)j卷材，制成多種層壓復(fù)合材料。多孔材料用于結(jié)構(gòu)件的典型例子即是制作夾層鑲板?，F(xiàn)代飛機上采用的夾層板則使用了玻璃或碳纖維復(fù)合材料蒙皮。這層蒙皮由金屬鋁或紙張·樹脂蜂窩材料隔開，也可由剛性的聚合物泡沫體隔開，以便使該夾層鑲板具有很大的比彎曲剛度和比彎曲強度。同樣的技術(shù)已被延伸到另外一些重量為關(guān)鍵指標(biāo)的應(yīng)用場合：太空飛船、雪橇、賽艇和可移動的建筑物等。

緩沖保護也是泡沫金屬的主要用途之一，它必須具有吸收能量的能力，同時將作用于被保護物體上的最大作用力控制在引起損害的極限之下。多孔泡沫材料可很好地適合于這種應(yīng)用場合。通過控制其相對密度，泡沫金屬的強度可在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。此外，該材料幾乎可在恒定的應(yīng)力作用下承受很大的壓縮應(yīng)變，故大量的能量被吸收而不致產(chǎn)生高的應(yīng)力。在制備人工骨方面，根據(jù)孔徑為150¨m～250¨m且孔率較大的要求，無機材料由于此時的強度不能滿足使用要求，于是逐漸發(fā)展成泡沫金屬的人工骨。這類泡沫金屬都采用常規(guī)方法即主要為電鍍法等生產(chǎn)，它們在成型等加工過程中以及在人體內(nèi)均會受到載荷作用。在保持較高力學(xué)性能的同時實現(xiàn)人骨所需的較大孔率，即在滿足人骨所需較大孔率的同時保持較高的力學(xué)性能，這對絕大多數(shù)不具備自恢復(fù)效應(yīng)的人骨材料來說是極為重要 。