孔凡
我们都知道,金属一向以坚硬著称,但是现在,金属中竟然也出了个“怪咖”—— 一种像海绵一样的具有多孔结构的金属。它从里到外,浑身布满了无数个大小不一的孔洞,这些孔洞互相串通,人们称它为“海绵金属”。又因为它有点像塑料泡沫,所以也被人们称为“泡沫金属”。
海绵金属的孔的体积占整个金属体积的85%~98%,所以它非常轻。一般说来,海绵金属和同成分、同体积的金属相比,重量只有后者的七分之一到五十分之一。一立方米的铝重2 700公斤,一立方米的海绵铝却只有178公斤,甚至比软木还轻许多。
多孔的海绵金属也具备一般金属的特点,一般加工金属的方法对它完全适用。比如,可以轧制成薄板,可以加工成各种形状的零件,也可以浇铸成形形色色的铸件。普通的金属是不透明的,海绵金属却别具一格。如果把它做成薄板,人站在这种薄板的后面,他的形象可以被清楚地看到。
孔洞的形成
海绵金属里的这些孔洞是怎样形成的呢?
蒸馒头有一道关键工序——发酵,制造海绵金属也用了类似的办法。
首先要把金属熔化成液体,然后往熔融的金属里加进起泡剂(平时常用的起泡剂是氢化锂和氢化钡),起泡剂会与金属发生剧烈反应,产生大量气泡。这时,人们便可以把金属强制冷却,使熔融的金属快速凝固,气泡还没有来得及跑掉就被“冻结”在固体的金属里。这样,多孔的海绵金属就制成了。
不过,用得更多的方法是泡沫树脂法。所谓泡沫树脂法就是以泡沫树脂为“骨架”,在它上面涂一层金属,然后再把树脂“化”掉,最后得到人们所需要的海绵金属。
有些海绵金属在制成以后还可以进行合金化,为的是让它获得一些特殊的性能,以满足某种特殊的需要。
现在已有许多金属被制成了海绵金属,包括铝及其合金、镍及其合金、铁及其合金、铜及其合金以及锌、铅、镉、金、银等等。
结构另类用途多
因为海绵金属结构特殊,因此它具有不少独特的性能和用途。
海绵金属的孔洞是球型的,“骨架”的粗细也比较均匀,并且互相连在一起,这些特性组合起来,就使它不容易出现裂纹和断裂。气体、液体都可以顺利地从多孔的海绵金属里通过。
我们都知道,一般的金属是热和电的良导体,可海绵金属因其百分之八九十的体积被气体占据,传热导电性能大为降低。海绵金属吸音的能力也相当强,声音通过它时衰减得很厉害。
由于海绵金属能让流体顺利通过,耐热性能也好,加工又很方便,所以可以用来制造各种过滤器,过滤气体、水、水溶液、油类、熔融的合成树脂甚至金属液,也可以做成气垫和通气性良好的金属模。
海绵金属的消音能力可以应用在空气压缩机上,以消除或减小机器的噪音。还可以用于防止机械震动的地基材料,做成墙壁的隔音嵌板也是十分不错的。
由于海绵金属的孔洞多,表面积要比同体积的无孔金属大几百倍甚至上千倍,用于热交换器可以提高热交换效率。如果用海绵金属做成太阳能集热体,还可以更好地吸收并保存太阳能。
海绵金属还可用于制造轻质的结构材料、导热管上的“吸油绳”、扬声器上的振动膜、电波的屏蔽材料等。
用途多、结构另类、制作起来不复杂,这就是海绵金属的特色。它浑身都是洞,但也“实”得很,因为它能实实在在地为我们的生活服务。