超輕多孔金屬材料的性質(zhì)與應(yīng)用

李星真

超輕多孔金屬材料是近些年來(lái)誕生的新型材料，有著重量小、散熱性能理想、抗震性能好等諸多優(yōu)勢(shì)，是目前材料選擇與其特征、性能研究的熱點(diǎn)課題。本文針對(duì)超輕多孔金屬材料的性質(zhì)進(jìn)行分析，并總結(jié)了這種材料的應(yīng)用。

超輕多孔金屬材料在內(nèi)部有大量孔洞，可以變換形態(tài)，滿足各個(gè)產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)施工操作需求，對(duì)孔洞進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，便可以發(fā)揮出相應(yīng)的功能，在吸振、吸音上，發(fā)揮著重要的作用。超輕多孔金屬材料與傳統(tǒng)機(jī)械運(yùn)行中使用的材料相對(duì)比，其存在較大的區(qū)別，而超輕多孔金屬材料的微結(jié)構(gòu)能夠使多孔洞中的孔徑單位由毫米縮減到微米，其材料的屬性可以進(jìn)行人為的控制，進(jìn)一步改善材料原本的功能。正因?yàn)槎嗫捉饘俨牧暇哂羞@些特殊的結(jié)構(gòu)材料的特性與多功能優(yōu)勢(shì)，所以在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

1超輕多孔金屬材料的性質(zhì)

1.1重量小。超輕多孔金屬材料內(nèi)部有大量孔洞，與同等大小和體積的金屬材料相比，重量輕。如，多孔模具鋼比重測(cè)試結(jié)果為5.0g/cm，同體積無(wú)孔模具鋼材料比重是7.6g/cm，比重減少了2.6g/cm。

1.2散熱性能好。多孔金屬材料內(nèi)部有大量的孔洞，表面積大，散熱能力好，耐急冷與急熱性能理想，被廣泛應(yīng)用在電極的制造中。超輕多孔金屬材料散熱性能理想，能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)中各類能量的釋放，是尾氣處理、吸聲領(lǐng)域中的理想材料。

1.3抗震性能佳。多孔金屬材料是由多孔內(nèi)部氣體、金屬經(jīng)過(guò)低溫凝固制作得出，內(nèi)部有大量空氣，氣體的存在能夠起到理想的緩沖效應(yīng)，在金屬材料受到外力影響時(shí)，可以起到良好的抗震效果。加上材料內(nèi)部有大量封閉型空洞，空洞中的空氣能夠減少傳遞過(guò)來(lái)的能量，在承受較大的外力時(shí)，基本不會(huì)影響材料應(yīng)力，在材料變形時(shí)，應(yīng)力會(huì)轉(zhuǎn)化為塑型能，以熱量形式來(lái)消耗，韌性非常好。

1.4材料強(qiáng)度高。多孔超輕金屬材料的機(jī)械性能好，其內(nèi)部空洞的排列組合方式多樣，可以采用特殊的處理方式來(lái)提高材料強(qiáng)度。如，在航空領(lǐng)域中應(yīng)用的蜂窩鋁層合板殼，其材料剛度可以媲美蜂窩材料，甚至優(yōu)于后者。

1.5多功能集成。超輕多孔金屬材料還具有多功能集成的特點(diǎn)，可以根據(jù)生產(chǎn)要求來(lái)設(shè)計(jì)，借助各類材料優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在不同設(shè)備中，更好的提高材料的整體性能。

2超輕多孔金屬材料的應(yīng)用分析

2.1在交通運(yùn)輸與機(jī)械構(gòu)件生產(chǎn)中的應(yīng)用。超輕多孔金屬材料具有強(qiáng)度高、密度小、重量輕的優(yōu)勢(shì)，在交通運(yùn)輸、機(jī)械構(gòu)件生產(chǎn)中，有著先天的優(yōu)勢(shì)。如，超輕多孔金屬材料可以用作鋼板材料，用該種材料制作出的鋼板材料重量輕，強(qiáng)度高，比如傳統(tǒng)金屬材料，性能更加理想。同時(shí)，超輕多孔金屬材料還可以應(yīng)用在機(jī)械蒙皮與汽車構(gòu)件中，可以有效減少自重。

2.2在噪音隔離中的應(yīng)用。超輕多孔金屬材料具有良好的封閉性，在合理的應(yīng)用下，能夠起到吸聲、降噪的作用，因此，目前超輕多孔金屬材料也在隔音材料領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。同時(shí)，這種材料還可以應(yīng)用在建筑裝飾中，如建筑天花板、房間墻壁上，能夠起到降噪的作用。此外，超輕多孔金屬材料對(duì)氣體的敏感度較高，因此，研究人員也利用這一特性，將其應(yīng)用在環(huán)保工程領(lǐng)域中。如，可以將超輕多孔金屬材料應(yīng)用在特殊氣體的反應(yīng)中，測(cè)試區(qū)域中是否有環(huán)境污染問(wèn)題，相關(guān)部門也可以根據(jù)具體的測(cè)試結(jié)果來(lái)查明原因，及時(shí)處理。 23在能量吸塵器中的應(yīng)用。出了上述優(yōu)勢(shì)以外，超輕多孔金屬材料的能量吸收性能也非常好，因此，可以將這類材料應(yīng)用在車輛工程與機(jī)械領(lǐng)域中，這能夠有效減少車輛、機(jī)械由于外部沖擊而發(fā)生的損壞，吸收外部振動(dòng)能量，控制沖擊，降低人員傷亡率。

2.4在骨骼材料中的應(yīng)用。超輕多孔金屬材料的部分構(gòu)造，與生物材料+分相似，兩者結(jié)合，不會(huì)出現(xiàn)排斥的問(wèn)題。目前，已經(jīng)有研究人員將超輕多孔金屬材料應(yīng)用在了骨骼材料的制作中，取得了初步的成效，也在臨床中開(kāi)始應(yīng)用，給眾多患者帶來(lái)了福音。

2.5在電磁波屏蔽中的應(yīng)用。各種電氣、電子設(shè)備或者系統(tǒng)一方面對(duì)周圍電磁干擾十分敏感，另一方面它們本身又會(huì)對(duì)周圍環(huán)境發(fā)出電磁干擾，因此，電磁波屏蔽也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)在利用輕質(zhì)多孔材料對(duì)電磁波進(jìn)行屏蔽、吸收方面已取得了初步成果，具體的應(yīng)用還有待進(jìn)行深層次的研究與分析。

超輕多孔金屬材料是近些年來(lái)誕生的一種新型材料，具有普通金屬材料不具備的優(yōu)勢(shì)，集齊結(jié)構(gòu)材料、功能材料的特性于一體，比起傳統(tǒng)的材料，各項(xiàng)功能更為突出，在多個(gè)領(lǐng)域中表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在未來(lái)，多孔金屬材料將會(huì)成為人類社會(huì)發(fā)展中不可或缺的重要材料，也將會(huì)在我們的生活中得到推廣和使用，造福于社會(huì)大眾。