超輕多孔金屬材料在軍事上的應(yīng)用

邱亮+劉堯函

摘 要：隨著加工技術(shù)和材料制備的逐漸發(fā)展，使得超輕多孔金屬出現(xiàn)了新的物理特性而產(chǎn)生一種新型材料。超輕多孔金屬這種新型材料的具有良好的可塑性和可改造性，可以依據(jù)實(shí)際需要在新型材料生產(chǎn)前對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有目的性的設(shè)計(jì)和組合優(yōu)化，這樣超輕多孔金屬的多功能的特性會(huì)更好的發(fā)揮作用。超輕金屬的機(jī)械性能也很優(yōu)良。文章通過(guò)對(duì)超輕金屬多孔材料的發(fā)展與回顧，闡述了超輕多孔金屬材料的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用做以研究。

關(guān)鍵詞：超輕；多孔材料；泡沫金屬；軍事

1 超輕金屬多孔材料的分類(lèi)與性能

相對(duì)于傳統(tǒng)的材料，超輕金屬多孔材料的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，這種材料的孔隙率非常的高的且孔徑的大小由毫米到微米甚至到納米級(jí)。

1.1 超輕

由于超輕金屬多孔材料的孔隙率很高，這樣導(dǎo)致超輕多孔材料的密度不如傳統(tǒng)材料大，由于多孔材料的分子結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，因此材料的制備方法也是千變?nèi)f化，但是超輕金屬多孔材料的孔隙率會(huì)更大大致在90%-99%之間，這個(gè)數(shù)據(jù)我們可以看出在最小密度可以達(dá)到只占基體材料的1%，導(dǎo)致材料的本身很輕。

1.2 高強(qiáng)韌、耐撞擊

經(jīng)過(guò)的大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，超輕多孔金屬材料是比較耐撞擊和韌性很強(qiáng)的材料，在對(duì)這種材料的樣本進(jìn)行試驗(yàn)分析時(shí)，材料的承受壓力時(shí)的應(yīng)力變化和應(yīng)變變化在塑性變性階段幾乎不變，在材料承受壓力時(shí)將能量轉(zhuǎn)化為熱能最終以散熱的形勢(shì)耗散。此外超輕多孔金屬材料具有很強(qiáng)的韌性，這樣的特性可以防止材料存在裂紋和缺陷時(shí)出現(xiàn)材料的破壞，有利于對(duì)材料進(jìn)行探傷檢測(cè)和監(jiān)控。

1.3 高比強(qiáng)、高比剛度

在航空工業(yè)已得到廣泛應(yīng)用的蜂窩鋁層合板殼（閉孔）有很好的機(jī)械性能，但其價(jià)格昂貴（蜂窩鋁的國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格～$4000/kg，是閉孔泡沫鋁的100-1000倍），同時(shí)其性能有很強(qiáng)的方向性。人們發(fā)現(xiàn)制造成本相對(duì)低得多的點(diǎn)陣材料的比剛度幾乎可與蜂窩材料相媲美（見(jiàn)圖1），而其比強(qiáng)度甚至更高。

圖1 各種最輕重量結(jié)構(gòu)的比較

1.4 高效散熱、隔熱

超輕多孔金屬材料還具有散熱、隔熱的特殊性能，這種材料是熱的良導(dǎo)體，是優(yōu)良的傳熱介質(zhì)，可以再材料遭受高密度熱流時(shí)進(jìn)行散熱和隔熱，由于超輕多孔技術(shù)材料的孔隙率比較大。因此在結(jié)構(gòu)孔隙中填充隔熱纖維，就可以達(dá)到散熱和隔熱的目的，這樣的特性得到航空工業(yè)的熱捧，在航天結(jié)構(gòu)隔熱部件的領(lǐng)域達(dá)到很好的應(yīng)用。

1.5 吸聲性能

經(jīng)過(guò)對(duì)超輕多孔金屬材料的反復(fù)試驗(yàn)研究表明，這種材料具有良好的吸聲性能，而且在一定范圍的孔徑范圍內(nèi)材料的吸聲效果會(huì)更好，與其他吸聲材料進(jìn)行比較，超輕多孔材料的優(yōu)勢(shì)更加的明顯，超輕多孔金屬的高強(qiáng)度和剛度以及耐高溫、隔熱、耐腐蝕特性顯而易見(jiàn)。

此外，多孔金屬擁有大量的內(nèi)部空間，還較易實(shí)現(xiàn)多功能集成。由此可見(jiàn)，超輕多孔金屬材料比傳統(tǒng)材料優(yōu)勢(shì)明顯很多，在很多的領(lǐng)域都在使用超輕多孔金屬材料，對(duì)我國(guó)國(guó)防工業(yè)、航空工業(yè)都起著至關(guān)重要的作用。

2 超輕金屬多孔材料在軍事上的應(yīng)用

2.1 作為板材的應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在軍事上也得到了應(yīng)用，利用材料的強(qiáng)度、剛度以及延性的特點(diǎn)將超輕材料制作成不銹鋼夾心層結(jié)構(gòu)，這種材料制成的金屬板比其他材料制成的金屬板相比較具有材質(zhì)輕、剛度高、強(qiáng)度高，這種材料制成的金屬板具有隔熱、散熱、耐高溫以及吸聲效果好的特點(diǎn)，現(xiàn)在在軍事上采用超輕金屬多孔材料制成的金屬板來(lái)制作單片防火墻以防止發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱量和噪音影響乘務(wù)人員，也可以制成管狀可以用做軍用汽車(chē)消聲器和排氣裝置。

2.2 作為減振、降噪材料應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在減震和降低噪音方面也是效果很好的，這種材料應(yīng)用在降噪音方面是比較可取的，因?yàn)檫@種材料具有高強(qiáng)度和剛度以及良好的吸聲性、耐腐蝕、隔熱、散熱等性能，使其可以應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。針對(duì)高孔隙率通孔鐵基（或鎳基）泡沫耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，將此材料用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)襯作為一種聲襯材料，實(shí)驗(yàn)證明，吸聲效果明顯。另外這種材料在艇外層吸聲材料方面也得到應(yīng)用。

2.3 輕質(zhì)高效電磁波屏蔽、吸收材料和隱身材料

電磁波（光波）在晶體材料中的干涉、傳輸和吸收的規(guī)律和機(jī)理，使得當(dāng)前一種新型材料-光子晶體的誕生，其特點(diǎn)就是在微觀規(guī)則排列的條件下，只有一定帶寬的電磁波可以通過(guò)該材料，從而可以對(duì)電磁波譜（光譜）進(jìn)行篩選，光纖之父-高琨就在一方面取得開(kāi)創(chuàng)性的研究獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。金屬材料對(duì)電磁波有著更好的屏蔽效果，因此在電磁設(shè)備電路板或電磁設(shè)備周?chē)O(shè)備一定的金屬多孔材料，對(duì)電磁波的屏蔽和吸收會(huì)起到很大的作用。國(guó)外一些著名的手機(jī)生產(chǎn)廠家，例如Blackberry就在其手機(jī)電路板周?chē)又昧私饘俣嗫撞牧?，使得手機(jī)信號(hào)清晰，輻射也非常低。

微觀規(guī)則排列的電容、電感可以通過(guò)局域共振的原理使通過(guò)該材料的電磁波或者光波產(chǎn)生負(fù)折射的效果。這一效果的產(chǎn)生影響非常深遠(yuǎn)，這種材料也因這一特殊的性能而被命名為“左手材料”。2006年，麻省理工大學(xué)根據(jù)這一原理，研制出世界上第一件隱身衣。相信不久的將來(lái)，這種材料將會(huì)應(yīng)用于飛機(jī)等一系列需要隱身的武器裝備上來(lái)。

2.4 作為散熱材料

超輕金屬多孔材料具有良好的散熱性能，在需要散熱的結(jié)構(gòu)件中采用開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，熱量就可以從金屬泡沫的液體和氣體中散熱。為了更好的散熱我們必須對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣可以更好發(fā)揮材料的散熱效果。在軍用計(jì)算機(jī)芯片散熱上，通孔金屬泡沫具有更高的熱傳導(dǎo)效率。在航天器的散熱與熱均勻散布方面，金屬多孔材料也得到充分的應(yīng)用。

2.5 作為防護(hù)材料

超輕金屬材料是比較好的防護(hù)材料，這也是新型材料比較受歡迎的原因之一，尤其對(duì)新材料在軍事和防恐怖領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

金屬多孔材料的發(fā)展，交叉融合材料科學(xué)與工程、力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)等學(xué)科，在建立并完善性能表征理論的基礎(chǔ)上對(duì)材料的微觀構(gòu)型與宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和多功能、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)，從而深入揭示其優(yōu)化制備方法，最終建立材料制備、設(shè)計(jì)、性能表征、性能測(cè)試與評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)化等的完整科學(xué)和技術(shù)體系，將為新軍事變革和軍事科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的影響。

作者簡(jiǎn)介：邱亮（1983，8-），男，青海西寧人，畢業(yè)于國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，本科，編輯，主要從事軍事教育。endprint

摘 要：隨著加工技術(shù)和材料制備的逐漸發(fā)展，使得超輕多孔金屬出現(xiàn)了新的物理特性而產(chǎn)生一種新型材料。超輕多孔金屬這種新型材料的具有良好的可塑性和可改造性，可以依據(jù)實(shí)際需要在新型材料生產(chǎn)前對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有目的性的設(shè)計(jì)和組合優(yōu)化，這樣超輕多孔金屬的多功能的特性會(huì)更好的發(fā)揮作用。超輕金屬的機(jī)械性能也很優(yōu)良。文章通過(guò)對(duì)超輕金屬多孔材料的發(fā)展與回顧，闡述了超輕多孔金屬材料的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用做以研究。

關(guān)鍵詞：超輕；多孔材料；泡沫金屬；軍事

1 超輕金屬多孔材料的分類(lèi)與性能

相對(duì)于傳統(tǒng)的材料，超輕金屬多孔材料的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，這種材料的孔隙率非常的高的且孔徑的大小由毫米到微米甚至到納米級(jí)。

1.1 超輕

由于超輕金屬多孔材料的孔隙率很高，這樣導(dǎo)致超輕多孔材料的密度不如傳統(tǒng)材料大，由于多孔材料的分子結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，因此材料的制備方法也是千變?nèi)f化，但是超輕金屬多孔材料的孔隙率會(huì)更大大致在90%-99%之間，這個(gè)數(shù)據(jù)我們可以看出在最小密度可以達(dá)到只占基體材料的1%，導(dǎo)致材料的本身很輕。

1.2 高強(qiáng)韌、耐撞擊

經(jīng)過(guò)的大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，超輕多孔金屬材料是比較耐撞擊和韌性很強(qiáng)的材料，在對(duì)這種材料的樣本進(jìn)行試驗(yàn)分析時(shí)，材料的承受壓力時(shí)的應(yīng)力變化和應(yīng)變變化在塑性變性階段幾乎不變，在材料承受壓力時(shí)將能量轉(zhuǎn)化為熱能最終以散熱的形勢(shì)耗散。此外超輕多孔金屬材料具有很強(qiáng)的韌性，這樣的特性可以防止材料存在裂紋和缺陷時(shí)出現(xiàn)材料的破壞，有利于對(duì)材料進(jìn)行探傷檢測(cè)和監(jiān)控。

1.3 高比強(qiáng)、高比剛度

在航空工業(yè)已得到廣泛應(yīng)用的蜂窩鋁層合板殼（閉孔）有很好的機(jī)械性能，但其價(jià)格昂貴（蜂窩鋁的國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格～$4000/kg，是閉孔泡沫鋁的100-1000倍），同時(shí)其性能有很強(qiáng)的方向性。人們發(fā)現(xiàn)制造成本相對(duì)低得多的點(diǎn)陣材料的比剛度幾乎可與蜂窩材料相媲美（見(jiàn)圖1），而其比強(qiáng)度甚至更高。

圖1 各種最輕重量結(jié)構(gòu)的比較

1.4 高效散熱、隔熱

超輕多孔金屬材料還具有散熱、隔熱的特殊性能，這種材料是熱的良導(dǎo)體，是優(yōu)良的傳熱介質(zhì)，可以再材料遭受高密度熱流時(shí)進(jìn)行散熱和隔熱，由于超輕多孔技術(shù)材料的孔隙率比較大。因此在結(jié)構(gòu)孔隙中填充隔熱纖維，就可以達(dá)到散熱和隔熱的目的，這樣的特性得到航空工業(yè)的熱捧，在航天結(jié)構(gòu)隔熱部件的領(lǐng)域達(dá)到很好的應(yīng)用。

1.5 吸聲性能

經(jīng)過(guò)對(duì)超輕多孔金屬材料的反復(fù)試驗(yàn)研究表明，這種材料具有良好的吸聲性能，而且在一定范圍的孔徑范圍內(nèi)材料的吸聲效果會(huì)更好，與其他吸聲材料進(jìn)行比較，超輕多孔材料的優(yōu)勢(shì)更加的明顯，超輕多孔金屬的高強(qiáng)度和剛度以及耐高溫、隔熱、耐腐蝕特性顯而易見(jiàn)。

此外，多孔金屬擁有大量的內(nèi)部空間，還較易實(shí)現(xiàn)多功能集成。由此可見(jiàn)，超輕多孔金屬材料比傳統(tǒng)材料優(yōu)勢(shì)明顯很多，在很多的領(lǐng)域都在使用超輕多孔金屬材料，對(duì)我國(guó)國(guó)防工業(yè)、航空工業(yè)都起著至關(guān)重要的作用。

2 超輕金屬多孔材料在軍事上的應(yīng)用

2.1 作為板材的應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在軍事上也得到了應(yīng)用，利用材料的強(qiáng)度、剛度以及延性的特點(diǎn)將超輕材料制作成不銹鋼夾心層結(jié)構(gòu)，這種材料制成的金屬板比其他材料制成的金屬板相比較具有材質(zhì)輕、剛度高、強(qiáng)度高，這種材料制成的金屬板具有隔熱、散熱、耐高溫以及吸聲效果好的特點(diǎn)，現(xiàn)在在軍事上采用超輕金屬多孔材料制成的金屬板來(lái)制作單片防火墻以防止發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱量和噪音影響乘務(wù)人員，也可以制成管狀可以用做軍用汽車(chē)消聲器和排氣裝置。

2.2 作為減振、降噪材料應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在減震和降低噪音方面也是效果很好的，這種材料應(yīng)用在降噪音方面是比較可取的，因?yàn)檫@種材料具有高強(qiáng)度和剛度以及良好的吸聲性、耐腐蝕、隔熱、散熱等性能，使其可以應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。針對(duì)高孔隙率通孔鐵基（或鎳基）泡沫耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，將此材料用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)襯作為一種聲襯材料，實(shí)驗(yàn)證明，吸聲效果明顯。另外這種材料在艇外層吸聲材料方面也得到應(yīng)用。

2.3 輕質(zhì)高效電磁波屏蔽、吸收材料和隱身材料

電磁波（光波）在晶體材料中的干涉、傳輸和吸收的規(guī)律和機(jī)理，使得當(dāng)前一種新型材料-光子晶體的誕生，其特點(diǎn)就是在微觀規(guī)則排列的條件下，只有一定帶寬的電磁波可以通過(guò)該材料，從而可以對(duì)電磁波譜（光譜）進(jìn)行篩選，光纖之父-高琨就在一方面取得開(kāi)創(chuàng)性的研究獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。金屬材料對(duì)電磁波有著更好的屏蔽效果，因此在電磁設(shè)備電路板或電磁設(shè)備周?chē)O(shè)備一定的金屬多孔材料，對(duì)電磁波的屏蔽和吸收會(huì)起到很大的作用。國(guó)外一些著名的手機(jī)生產(chǎn)廠家，例如Blackberry就在其手機(jī)電路板周?chē)又昧私饘俣嗫撞牧?，使得手機(jī)信號(hào)清晰，輻射也非常低。

微觀規(guī)則排列的電容、電感可以通過(guò)局域共振的原理使通過(guò)該材料的電磁波或者光波產(chǎn)生負(fù)折射的效果。這一效果的產(chǎn)生影響非常深遠(yuǎn)，這種材料也因這一特殊的性能而被命名為“左手材料”。2006年，麻省理工大學(xué)根據(jù)這一原理，研制出世界上第一件隱身衣。相信不久的將來(lái)，這種材料將會(huì)應(yīng)用于飛機(jī)等一系列需要隱身的武器裝備上來(lái)。

2.4 作為散熱材料

超輕金屬多孔材料具有良好的散熱性能，在需要散熱的結(jié)構(gòu)件中采用開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，熱量就可以從金屬泡沫的液體和氣體中散熱。為了更好的散熱我們必須對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣可以更好發(fā)揮材料的散熱效果。在軍用計(jì)算機(jī)芯片散熱上，通孔金屬泡沫具有更高的熱傳導(dǎo)效率。在航天器的散熱與熱均勻散布方面，金屬多孔材料也得到充分的應(yīng)用。

2.5 作為防護(hù)材料

超輕金屬材料是比較好的防護(hù)材料，這也是新型材料比較受歡迎的原因之一，尤其對(duì)新材料在軍事和防恐怖領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

金屬多孔材料的發(fā)展，交叉融合材料科學(xué)與工程、力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)等學(xué)科，在建立并完善性能表征理論的基礎(chǔ)上對(duì)材料的微觀構(gòu)型與宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和多功能、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)，從而深入揭示其優(yōu)化制備方法，最終建立材料制備、設(shè)計(jì)、性能表征、性能測(cè)試與評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)化等的完整科學(xué)和技術(shù)體系，將為新軍事變革和軍事科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的影響。

作者簡(jiǎn)介：邱亮（1983，8-），男，青海西寧人，畢業(yè)于國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，本科，編輯，主要從事軍事教育。endprint

摘 要：隨著加工技術(shù)和材料制備的逐漸發(fā)展，使得超輕多孔金屬出現(xiàn)了新的物理特性而產(chǎn)生一種新型材料。超輕多孔金屬這種新型材料的具有良好的可塑性和可改造性，可以依據(jù)實(shí)際需要在新型材料生產(chǎn)前對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有目的性的設(shè)計(jì)和組合優(yōu)化，這樣超輕多孔金屬的多功能的特性會(huì)更好的發(fā)揮作用。超輕金屬的機(jī)械性能也很優(yōu)良。文章通過(guò)對(duì)超輕金屬多孔材料的發(fā)展與回顧，闡述了超輕多孔金屬材料的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用做以研究。

關(guān)鍵詞：超輕；多孔材料；泡沫金屬；軍事

1 超輕金屬多孔材料的分類(lèi)與性能

相對(duì)于傳統(tǒng)的材料，超輕金屬多孔材料的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，這種材料的孔隙率非常的高的且孔徑的大小由毫米到微米甚至到納米級(jí)。

1.1 超輕

由于超輕金屬多孔材料的孔隙率很高，這樣導(dǎo)致超輕多孔材料的密度不如傳統(tǒng)材料大，由于多孔材料的分子結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，因此材料的制備方法也是千變?nèi)f化，但是超輕金屬多孔材料的孔隙率會(huì)更大大致在90%-99%之間，這個(gè)數(shù)據(jù)我們可以看出在最小密度可以達(dá)到只占基體材料的1%，導(dǎo)致材料的本身很輕。

1.2 高強(qiáng)韌、耐撞擊

經(jīng)過(guò)的大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，超輕多孔金屬材料是比較耐撞擊和韌性很強(qiáng)的材料，在對(duì)這種材料的樣本進(jìn)行試驗(yàn)分析時(shí)，材料的承受壓力時(shí)的應(yīng)力變化和應(yīng)變變化在塑性變性階段幾乎不變，在材料承受壓力時(shí)將能量轉(zhuǎn)化為熱能最終以散熱的形勢(shì)耗散。此外超輕多孔金屬材料具有很強(qiáng)的韌性，這樣的特性可以防止材料存在裂紋和缺陷時(shí)出現(xiàn)材料的破壞，有利于對(duì)材料進(jìn)行探傷檢測(cè)和監(jiān)控。

1.3 高比強(qiáng)、高比剛度

在航空工業(yè)已得到廣泛應(yīng)用的蜂窩鋁層合板殼（閉孔）有很好的機(jī)械性能，但其價(jià)格昂貴（蜂窩鋁的國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格～$4000/kg，是閉孔泡沫鋁的100-1000倍），同時(shí)其性能有很強(qiáng)的方向性。人們發(fā)現(xiàn)制造成本相對(duì)低得多的點(diǎn)陣材料的比剛度幾乎可與蜂窩材料相媲美（見(jiàn)圖1），而其比強(qiáng)度甚至更高。

圖1 各種最輕重量結(jié)構(gòu)的比較

1.4 高效散熱、隔熱

超輕多孔金屬材料還具有散熱、隔熱的特殊性能，這種材料是熱的良導(dǎo)體，是優(yōu)良的傳熱介質(zhì)，可以再材料遭受高密度熱流時(shí)進(jìn)行散熱和隔熱，由于超輕多孔技術(shù)材料的孔隙率比較大。因此在結(jié)構(gòu)孔隙中填充隔熱纖維，就可以達(dá)到散熱和隔熱的目的，這樣的特性得到航空工業(yè)的熱捧，在航天結(jié)構(gòu)隔熱部件的領(lǐng)域達(dá)到很好的應(yīng)用。

1.5 吸聲性能

經(jīng)過(guò)對(duì)超輕多孔金屬材料的反復(fù)試驗(yàn)研究表明，這種材料具有良好的吸聲性能，而且在一定范圍的孔徑范圍內(nèi)材料的吸聲效果會(huì)更好，與其他吸聲材料進(jìn)行比較，超輕多孔材料的優(yōu)勢(shì)更加的明顯，超輕多孔金屬的高強(qiáng)度和剛度以及耐高溫、隔熱、耐腐蝕特性顯而易見(jiàn)。

此外，多孔金屬擁有大量的內(nèi)部空間，還較易實(shí)現(xiàn)多功能集成。由此可見(jiàn)，超輕多孔金屬材料比傳統(tǒng)材料優(yōu)勢(shì)明顯很多，在很多的領(lǐng)域都在使用超輕多孔金屬材料，對(duì)我國(guó)國(guó)防工業(yè)、航空工業(yè)都起著至關(guān)重要的作用。

2 超輕金屬多孔材料在軍事上的應(yīng)用

2.1 作為板材的應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在軍事上也得到了應(yīng)用，利用材料的強(qiáng)度、剛度以及延性的特點(diǎn)將超輕材料制作成不銹鋼夾心層結(jié)構(gòu)，這種材料制成的金屬板比其他材料制成的金屬板相比較具有材質(zhì)輕、剛度高、強(qiáng)度高，這種材料制成的金屬板具有隔熱、散熱、耐高溫以及吸聲效果好的特點(diǎn)，現(xiàn)在在軍事上采用超輕金屬多孔材料制成的金屬板來(lái)制作單片防火墻以防止發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱量和噪音影響乘務(wù)人員，也可以制成管狀可以用做軍用汽車(chē)消聲器和排氣裝置。

2.2 作為減振、降噪材料應(yīng)用

超輕多孔金屬材料在減震和降低噪音方面也是效果很好的，這種材料應(yīng)用在降噪音方面是比較可取的，因?yàn)檫@種材料具有高強(qiáng)度和剛度以及良好的吸聲性、耐腐蝕、隔熱、散熱等性能，使其可以應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。針對(duì)高孔隙率通孔鐵基（或鎳基）泡沫耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，將此材料用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)襯作為一種聲襯材料，實(shí)驗(yàn)證明，吸聲效果明顯。另外這種材料在艇外層吸聲材料方面也得到應(yīng)用。

2.3 輕質(zhì)高效電磁波屏蔽、吸收材料和隱身材料

電磁波（光波）在晶體材料中的干涉、傳輸和吸收的規(guī)律和機(jī)理，使得當(dāng)前一種新型材料-光子晶體的誕生，其特點(diǎn)就是在微觀規(guī)則排列的條件下，只有一定帶寬的電磁波可以通過(guò)該材料，從而可以對(duì)電磁波譜（光譜）進(jìn)行篩選，光纖之父-高琨就在一方面取得開(kāi)創(chuàng)性的研究獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。金屬材料對(duì)電磁波有著更好的屏蔽效果，因此在電磁設(shè)備電路板或電磁設(shè)備周?chē)O(shè)備一定的金屬多孔材料，對(duì)電磁波的屏蔽和吸收會(huì)起到很大的作用。國(guó)外一些著名的手機(jī)生產(chǎn)廠家，例如Blackberry就在其手機(jī)電路板周?chē)又昧私饘俣嗫撞牧希沟檬謾C(jī)信號(hào)清晰，輻射也非常低。

微觀規(guī)則排列的電容、電感可以通過(guò)局域共振的原理使通過(guò)該材料的電磁波或者光波產(chǎn)生負(fù)折射的效果。這一效果的產(chǎn)生影響非常深遠(yuǎn)，這種材料也因這一特殊的性能而被命名為“左手材料”。2006年，麻省理工大學(xué)根據(jù)這一原理，研制出世界上第一件隱身衣。相信不久的將來(lái)，這種材料將會(huì)應(yīng)用于飛機(jī)等一系列需要隱身的武器裝備上來(lái)。

2.4 作為散熱材料

超輕金屬多孔材料具有良好的散熱性能，在需要散熱的結(jié)構(gòu)件中采用開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，熱量就可以從金屬泡沫的液體和氣體中散熱。為了更好的散熱我們必須對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣可以更好發(fā)揮材料的散熱效果。在軍用計(jì)算機(jī)芯片散熱上，通孔金屬泡沫具有更高的熱傳導(dǎo)效率。在航天器的散熱與熱均勻散布方面，金屬多孔材料也得到充分的應(yīng)用。

2.5 作為防護(hù)材料

超輕金屬材料是比較好的防護(hù)材料，這也是新型材料比較受歡迎的原因之一，尤其對(duì)新材料在軍事和防恐怖領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

金屬多孔材料的發(fā)展，交叉融合材料科學(xué)與工程、力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)等學(xué)科，在建立并完善性能表征理論的基礎(chǔ)上對(duì)材料的微觀構(gòu)型與宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和多功能、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)，從而深入揭示其優(yōu)化制備方法，最終建立材料制備、設(shè)計(jì)、性能表征、性能測(cè)試與評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)化等的完整科學(xué)和技術(shù)體系，將為新軍事變革和軍事科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的影響。

作者簡(jiǎn)介：邱亮（1983，8-），男，青海西寧人，畢業(yè)于國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，本科，編輯，主要從事軍事教育。endprint