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人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

多孔金属材料的制备方法及应用研究论文（通用）

1、多孔金属材料的制备方法

1.1铸造法

铸造法分为熔融金属发泡法、渗流铸造法和熔模铸造法等.

1.1.1熔融金属发泡法

熔融金属发泡法包括气体发泡法和固体发泡法.此方法的关键措施是

选择合适的增粘剂，控制金属粘度和搅拌速度，以优化气泡均匀性和样品

孔结构控制的程度.此法主要用于制备泡沫铝、泡沫镁、泡沫锌等低熔点

泡沫金属.对于熔融金属发泡法，当前研究较多的是泡沫铝.李言祥对泡沫

铝的制备工艺、泡沫结构特点及气孔率方面进行了深入的实验研究;于利

民等人根据采用此法生产泡沫铝在国内外泡沫金属的发展形势，总结并探

讨了其制备工艺及优缺点.

1)气体发泡法

气体发泡法指的是向金属熔体的底部直接吹入气体的方法.为增加金

属熔体的粘度，需要加入高熔点的固体小颗粒作为增粘剂，如Al2O3和

SiC等.吹入的气体可选择空气或者像CO2等惰性气体.虽然设备简单、成

本低，但孔隙尺寸和均匀程度难以控制.徐方明等用这种方法制备出了孔

隙率为90!以上的闭孔泡沫铝;覃秀凤等介绍了该方法原理，并研究了增

粘剂、发泡气体流量和搅拌速度等工艺参数对实验结果的影响.

2)固体发泡法

固体发泡法即向熔融金属中加入金属氢化物的方法.发泡剂之所以为

金属氢化物，是因为它会受热分解，生成的气体逐渐膨胀致使金属液发泡，

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然后在冷却的过程中形成多孔金属.增粘剂主要选择Ca粉来调节熔体粘

度，发泡剂一般为TiH2.采用同样的方法原理，可以通过向铁液中加入

钨粉末和发泡剂的方式生成泡沫铁，但很少有相关的文献报道.MiyoshiT

等人采用这种方法制备出了泡沫铝.

1.1.2渗流铸造法和熔模铸造法

两种方法的相似之处在于都是将液态金属注入装有填料的模型中，构

成多孔金属的复合体，然后通过热处理等的方式将杂质除去，经过冷却凝

固得到终产物多孔金属;区别在于前者模型中填充的是固体可溶性颗粒(如

NaCl、MgSO4等)或低密度中空球，后者铸模由无机或有机塑料泡沫(如聚

氨酯)和良好的耐火材料构成.

CovaciuM等用渗流铸造法制备了开孔型和闭孔型的多孔金属材料，

JohnBanhart用熔模铸造法制备了多孔金属，详细研究了产品结构、性

能及应用.用渗流铸造法制备的多孔金属，其孔隙率小于80!，常用来制

备多孔不锈钢及多孔铸铁、镍、铝等合金，虽然用这种方法制备的多孔金

属孔隙尺寸得到准确控制，但成本较高.熔模铸造法制备的多孔金属成本

也很高，孔隙率比前者高，但产品强度低.

1.2金属烧结法

金属烧结法包括粉末烧结法、纤维烧结法、中空球烧结法、金属氧化

物还原烧结法、有机化合物分解法等.

1.2.1粉末烧结法

粉末烧结法指的是金属粉末或合金粉末与添加剂按一定的配比均匀混

合，压制成型，形成具有一定致密度的预制体，然后进行真空环境下高温

烧结或钢模中加热的方式除去添加剂，最终得到多孔金属材料.此法可用

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来制备多孔铝、铜、镍、钛、铁、不锈钢等材料.通过粉末烧结法制备的

多孔金属材料，其孔隙特性主要取决于采用的方法工艺和粉末的粒度.王

录才等采用冷压、热压、挤压三种方式制备预制体，详细研究了铝在不同

炉温下加热的发泡行为.根据所选添加剂的不同，粉末烧结法又分为粉末

冶金法和浆料发泡法.两者选用的添加剂分别为造孔剂和发泡剂.

造孔剂分为很多种，如NH4HCO3、尿素等.陈巧富等用NH4HCO3作造

孔剂，经过低温