课件：多孔金属材料.ppt

沉积法 电沉积法是利用电化学的方法将金属沉积在易分解的多孔有机物上(如聚氨醋泡沫)，然后采用热分解的方法将有机物除掉。 反应沉积法是将泡沫结构置于含有金属化合物气体的装置中，在适当的温度下加热使金属化合物分解，金属从其化合物中分离出来后沉积到具有多孔结构的泡沫基体上，然后经加热分解有机物形成具有一定网络结构的多孔泡沫金属。 沉积法制备所获得的多孔金属具有孔隙率高，孔结构分布均匀、贯通，具有二维结构等明显优点。 反应合成法 反应合成法是一种新型的多孔金属材料合成方法，是制备FeAl, TiAl等金属化合物多孔材料的可行工艺。成孔机理是，由于Fe, Al的固有扩散系数相差较大，通过元素的扩散效应会产生一定数量的微小孔隙。 为提高制备过程的可控性，采用低温固相扩散后高温烧结工艺制备了FeAl多孔材料，如图所示。 其他制备方法 通过放电等离子烧结技术(SPS)成功制得W-Cu多孔材料，该多孔材料的孔隙结构沿纵向或径向呈梯度变化。 采用离心喷射铸造技术，结合球形颗粒在离心状态下的沉降规律，成功制得多孔氧化铝膜结构。 采用溶胶凝胶法，以SiO2作为多孔膜层材料，以多孔钛作为多孔基体，成功实现了复合膜层的制备。 运用悬浮粒子烧结法，在TiAI金属间化合物基体上成功制得多孔Ni， Ni层孔径为10.6μm。 4.多孔金属的应用 多孔泡沫金属除了具有优良的结构特征和性能特性外，还克服了多孔陶瓷质脆、泡沫塑料强度低且不耐火、不耐高温的弱点。因此，在化工生产及装备中逐渐得到了广泛的应用。 付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010. 4.多孔金属的应用 开孔多孔金属具有良好的渗透性能，可利用其孔隙对流体介质中固体粒子的阻留和捕集作用，将气体或液体进行过滤，从而达到净化或分离介质的目的。硝酸、草酸、亚硝酸、硫化氢、海水以及氢氧化钠等均可用不锈钢、钦等耐腐蚀多孔金属材料进行过滤，如图3所示的一台多孔钛板压滤机。 1 过滤与分离 多孔钛板压滤机示意图 1—压缩空气入口 2—进料口 3—过滤机上盖4—过滤机壳体5—出料（卸渣）口6—多孔钛板7—多孔不锈钢板8—滤液出口 多孔钛是一种新型的过滤净化材料，特点是耐腐蚀性强，具有很好的物理机械性能，可以满足过滤工程对力学性能的需要。 相对于其他多孔材料，多孔泡沫金属(尤其是高孔隙率的泡沫金属)具有导电性能好、比表面积大、气孔完全连通、通气阻力小、过电压低、气液分离性高等优点，因此，可填充更多的活性物质，使得电池的比功率、比容量都有所提高，同时还可以满足快速充电的要求。 2 电极基体 4.多孔金属的应用 4.多孔金属的应用 3 换热器 相对于陶瓷材料和高分子材料，金属材料具有良好的导热性，所以，具有比表面积的多孔金属是热交换和加热、散热的有效材料。 热管是多孔介质换热器的一个重要类型，是一种内表面覆盖多孔芯材结构的密封排液容器。 典型热管中的热流和工作液流 多孔钨填充的换热器 在化学反应中，催化效果很大程度上取决于催化剂和反应物接触面积的大小，而多孔泡沫金属具有多孔和比表面积大的特点，同其他多孔材料相比也具有更高的延展性、热导率和机械加工特性。因此，多孔金属应用于气体和液体的催化反应中有非常显著的优势。 4 催化剂载体 4.多孔金属的应用 光催化反应器 多孔金属的开口孔隙和半开口孔隙使其具备了吸收声音的能力，声音吸收意味着入射声波在材料中既不被反射也不被穿透，其能量被材料所吸收。 5 消音降噪 4.多孔金属的应用 多孔体声阻元件 5.多孔金属的展望 5.多孔金属的展望 目前，多孔金属主要应用于减振、吸音方面，减重方面还没有得到广泛应用，减重结构材料是潜在的一种未来发展趋势。 超轻 高强韧 耐撞击 增强吸音 发展趋势 谢谢 THANK YOU * * * 金属材料多孔金属材料 Metal Material Porous Metal Material 目录 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的展望 研究进展 多孔金属的应用 概述 密度小、孔隙率高、比表面积大 强度及韧性高、导电导热性好、抗冲击能力强 能量吸收性好及特殊的传热和声学等特点 骨骼及骨骼的显微照片 珊瑚及珊瑚剖面示意图 优点 1.研究进展 密度小、孔隙率高、比表面积大 强度及韧性高、导电导热性好、抗冲击能力强 能量吸收性好及特殊的传热和声学等特点 1 2 3 多孔金属材料是20世纪40年代