超輕多孔金屬材料的多功能特性及應(yīng)用

秦偉偉

（山東凱文科技職業(yè)學(xué)院（本科），山東 濟(jì)南 250200）

超輕多孔金屬材料是在近幾年來最新出現(xiàn)的一種材料，這種材料有著非常好的抗震性和散熱性，同時(shí)也有著重量較輕的特點(diǎn)，也正是因?yàn)檫@種材料所具有的這些優(yōu)勢(shì)，使其成為了行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)很多人們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。本文對(duì)于這種材料的各項(xiàng)功能進(jìn)行分析，并對(duì)于這種材料的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。超輕多孔金屬材料當(dāng)中，有著很多孔洞，并且這些孔洞能夠進(jìn)行形態(tài)的變換，以便于滿足相關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)和施工操作的具體需求。通過對(duì)于這種材料中的孔洞進(jìn)行相應(yīng)的處理，能夠充分的將其功能特點(diǎn)發(fā)揮出來[1]。例如在吸音或者吸震等方面都能夠發(fā)揮出較好的效果。相比于以往的機(jī)械材料來看，這種新型材料與之有著較大的區(qū)別，在超輕多孔金屬材料中，孔洞的直徑能夠達(dá)到微米的級(jí)別，而對(duì)于材料的屬性也能夠進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而對(duì)于材料功能進(jìn)行相應(yīng)的改變。

1 什么是超輕多孔金屬材料

所謂超輕多孔金屬材料，就是在金屬材料當(dāng)中有著大量的孔洞，同時(shí)金屬內(nèi)部的這些孔洞都分別具有明確的方向，孔洞的直徑最小能夠達(dá)到幾微米，并且孔洞的形態(tài)為了滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求也能夠進(jìn)行相應(yīng)的改變。大部分超輕多孔金屬材料中的孔洞都是以蜂窩的形式呈現(xiàn)出來，根據(jù)施工操作的實(shí)際要求而選擇相適應(yīng)的材料，通過對(duì)于孔洞的改變能夠?qū)⑵涔δ苓M(jìn)行充分的發(fā)揮[2]。相比于普通金屬材料，超輕多孔金屬材料當(dāng)中的微型結(jié)構(gòu)有著非常豐富的變化，在確保金屬內(nèi)部孔洞具有一定空隙的情況下，可以把孔洞的大小在毫米和微米之間進(jìn)行調(diào)整，使得這種金屬材料具備更強(qiáng)的設(shè)計(jì)性，從而根據(jù)不同的要求來對(duì)于金屬材料中的孔洞直徑進(jìn)行改變，進(jìn)而充分的發(fā)揮出其功能特性。也正式由于超輕多孔金屬材料的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使其在當(dāng)前的交通、機(jī)械、航天等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮出了巨大的作用，為人們的生活和社會(huì)的發(fā)展帶來更多的便利條件。

2 超輕多孔金屬材料有那些功能特性

（1）重量輕。由于超輕多孔金屬材料當(dāng)中存在著大量的孔洞，所以相比于同樣大小的金屬材料來看，這種金屬材料的重量較輕，且密度也只有同樣大小金屬材料的三分之一。例如同樣大小的多孔模具和無孔模具相比，多孔模具的比重要比無孔模具的比重小了三人之二。如果超輕多孔金屬材料的外部是密集性的，那么在特定的情況下，這種材料能夠浮于水面之上。

（2）抗振能力強(qiáng)。由于在進(jìn)行超輕多孔金屬材料的制作過程中，需要將金屬中的孔內(nèi)氣體進(jìn)行低溫凝固，所以在這種材料當(dāng)中實(shí)際上有著許多的氣體，這些氣體具有一定的緩沖能力，當(dāng)這種金屬材料收到壓力的時(shí)候，這些氣體便能夠起到抗震的效果。當(dāng)金屬外部出現(xiàn)的震源通過金屬表面?zhèn)鬟f到金屬內(nèi)部時(shí)，因?yàn)榻饘俨牧蟽?nèi)部存在的孔洞，這時(shí)孔洞內(nèi)部的氣體就會(huì)對(duì)壓力進(jìn)行有效的緩沖，從而將傳遞到金屬材料內(nèi)部的壓力消解掉。

（3）具備較強(qiáng)的散熱性和隔熱性。利用超輕多孔金屬材料作為電化學(xué)中的電機(jī)時(shí)，能夠充分利用這種材料多具備的高散熱性來幫助電化學(xué)反映時(shí)進(jìn)行散熱，從而幫助化學(xué)材料能夠得以更加順利的進(jìn)行能量釋放。同時(shí)，超輕多孔金屬材料也具備了較強(qiáng)的抗噪音能力，是對(duì)于噪音進(jìn)行隔離處理時(shí)的一種非常有效的金屬材料。相比于普通金屬材料而言，超輕多孔金屬材料的最大特點(diǎn)就在于其內(nèi)部存在著多個(gè)孔洞，所以在對(duì)于這種材料進(jìn)行開發(fā)利用的過程中，應(yīng)盡可能的增加其表面積，從而有效提升這種材料所具有的散熱能力。為了有效的進(jìn)行環(huán)境保護(hù)工作，需要對(duì)于超輕多孔金屬材料進(jìn)行有效的應(yīng)用，由于這種材料所具備的降低氣體流動(dòng)的能力，可以將其用于處理汽車尾氣，從而降低汽車尾氣對(duì)于環(huán)境造成的污染。

（4）強(qiáng)度高。這種新型金屬材料的性能較強(qiáng)，因?yàn)榻饘俨牧蟽?nèi)部的孔洞有著多種組合方式，所以可以通過相關(guān)的作用力原理來提升金屬材料的強(qiáng)度。

例如在航空航天領(lǐng)域當(dāng)中，超輕多孔鋁層合板已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，這種材料有著非常強(qiáng)的剛筆性能。

（5）集成多種功能。超輕多孔金屬材料還具有同時(shí)集成多種功能的特點(diǎn)，能夠根據(jù)工程的具體需求來對(duì)于金屬材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變和優(yōu)化，從而對(duì)于多種金屬材料進(jìn)行組合，并將多種金屬材料的優(yōu)點(diǎn)集合起來，來用于具體的設(shè)備當(dāng)中。通過對(duì)于多種功能的集成來充分發(fā)揮出其所具有的作用和特點(diǎn)。

3 超輕多孔金屬材料的具體應(yīng)用研究

（1）在交通運(yùn)輸工具中的應(yīng)用。由于這種新型金屬材料具有高強(qiáng)度，低重量的優(yōu)勢(shì)，所以能夠在機(jī)械、交通等領(lǐng)域中得到十分廣泛的應(yīng)用，在制造汽車過程中能夠作為鋼板材料來進(jìn)行應(yīng)用，不但能夠提升汽車材料強(qiáng)度，同時(shí)也能夠降低汽車重量。

（2）在能量吸收器中的應(yīng)用。上文已經(jīng)說道，由于這種新型金屬材料中具有大量的孔洞，所以其具有非常好的吸能功能，所以可將其運(yùn)用在某些機(jī)械和汽車工程領(lǐng)域中，一旦某些機(jī)械或汽車出現(xiàn)撞擊時(shí)，能夠很好的對(duì)于這種撞擊的沖擊力進(jìn)行吸收，提升安全系數(shù)。

（3）在隔離噪音材料中的應(yīng)用。因?yàn)檫@種新型金屬材料中的孔洞有著大量氣體，所以能夠具有非常強(qiáng)的隔音能力。當(dāng)把這種金屬材料作為隔音材料時(shí)，能夠非常有效的進(jìn)行隔音，對(duì)于噪音環(huán)境的凈化具有非常重要的作用和意義。

（4）在制作骨骼材料中的應(yīng)用。這種新型金屬材料本身與某些生物材料具有相似性，所以當(dāng)將其作為骨骼材料時(shí)，不會(huì)與身體發(fā)生排斥，所以超輕多孔技術(shù)材料是非常理想的骨骼材料。

（5）在通訊工程中的應(yīng)用。多孔金屬材料在吸收能量的同時(shí)，也能夠?qū)τ陔姶挪ㄟM(jìn)行有效的吸收，因此可將這種材料廣泛應(yīng)用與通訊領(lǐng)域當(dāng)中，從而有效的提升通訊質(zhì)量，使得通訊環(huán)境變得更加優(yōu)質(zhì)和流暢。

（6）在環(huán)保工程中的應(yīng)用。由于超輕多孔金屬材料對(duì)于氣體所具有的敏感性，使其在生態(tài)環(huán)保工程中能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的作用，例如可將其用于環(huán)保檢測(cè)，能夠有效的對(duì)于敏感氣體進(jìn)行測(cè)試，從而迅速的找到致污原因。

（7）在多孔模具中的應(yīng)用。超輕多孔金屬材料中的孔洞是相通的，所以具有非常好的透氣性能，如果在模具當(dāng)中對(duì)于這種材料進(jìn)行充分的利用，能夠?qū)τ谀＞叩脑O(shè)計(jì)過程進(jìn)行有效的簡(jiǎn)化，從而起到節(jié)約成本的作用，同時(shí)也能夠促進(jìn)材料的循環(huán)使用，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

總的來說，超輕多孔金屬材料因?yàn)榫哂蟹浅６嗟墓δ芎吞攸c(diǎn)，所以能夠在非常多的領(lǐng)域當(dāng)中得到很好的應(yīng)用。相信隨著未來科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，會(huì)有更多的新型材料被研發(fā)出來，從而推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展。與此同時(shí)，也要重視對(duì)于超輕多孔金屬材料進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)和利用，使其能夠被更加廣泛的被應(yīng)用到我們的日常生活當(dāng)中，更好的推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。