多孔金属材料的制备及应用分析

胡肖肖

摘 要： 多孔金属材料的主要成分是金属基体，使之和许多空隙组成材料，其结构分布非常优良和实用，在诸多领域中都得到良好的应用。在当代的多孔金属材料制备与研究中，如何提升材料的性能成为主要的研究课题，为增强其应用效果，加强对多孔金属材料的制备研究非常重要。本文从多孔金属材料的相关内容进行分析，并对多孔金属材料的制备过程及应用过程加以研究，旨在推动我国多孔金属材料工业的发展。

关键词： 多孔金属材料;制备过程;应用过程

【中图分类号】TG14 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.34.252

引言：在现代材料科学的研究中，探索新材料一直是科学工作者的研究重点，由于多数天然材料中都具有多孔结构并且其性能较为优异，所以现代工业中出现了人造多孔金属材料，在近年中成为现代科学所关注的焦点。多孔金属材料被称为泡沫金属，其密度较小但孔隙率较高，表面积较大，作为一种多功能性的结构材料，多孔金属材料常被应用于吸收噪音或屏蔽电磁的场所，属于性能较优的多用途材料，在现代材料学领域中的实用位置不可取代。

1 多孔金属材料的相关内容

多孔金属材料具有发达的孔隙，兼备了结构的支撑性与多孔吸附性，具有较好的应用效果，依照材料的性质划分，多孔材料具有金属和非金属两种，而多孔金属材料在建筑中的应用较为常见，其结构支撑性非常好，兼具了结构材料、功能材料的双重功能，所以多孔金属材料的应用领域较为广泛，在石油化工及医药纺织等工程领域中皆有涉及。

2 多孔金属材料的材料制备

2.1 铸造法

目前有关多孔金属材料的铸造工艺主要包括以下几种，分别是熔融金属发泡、渗流和熔模铸造。其中熔融金属发泡工艺又能够划分为气体以及固体发泡两类，通过加入粘稠剂的手段，在熔融金属中添加发泡物质并搅拌，搅拌期间把控好速率，便能够有效提高发泡的均匀程度，在一些熔点不高的金属材料制造中应用效果较为明显。气体发泡技术指的是在金属的底部吹入气体并添加固体小颗粒，通过这种工艺方法提高金属黏度。这种铸造工艺相比之下成本投入较少且操作较为便利，但材料的孔隙度、规格等条件控制难度较大，固体发泡则是通过将金属氢化物的手段使其在金属中受热并分解气体，从而达到发泡的处理效果。渗透与熔模铸造的工艺原理大体上相同，都是将液态的金属注入模器中，之后利用热处理的工艺方法清理掉内部的杂质，最终能够获得多孔性结构金属，这种方法中常用的金属颗粒是一种具有可溶性特征的颗粒物，通过这一方式能确保多孔金属材料的空隙度的控制效率，通常被应用于不锈钢等材料的制备中，但这两种方法的制备成本相对较高[1]。

2.2 烧结法

金属烧结法主要是将一些可以燃烧的物质加入至金属材料内，之后利用高温烧结的方式析出这些材料，在可燃烧物质析出后，金属材料内部便会产成空隙，使得金属经处理后变为多孔金属。目前应用于金属烧结工艺的可燃性物质有粉末及纤维等有机物，根据既定的比例将这些物质进行混合，能够获取高密度的金属物质，在特定的高温环境中进行快速加热，可以实现多孔金属材料的制备。这种制备工艺相比之下更为便利，能够按照多孔金属材料空隙标准来调整烧结物的种类，但烧制的过程中需要保持高温，所以整体来看成本投入较大。

2.3 沉积法

沉积法主要通过物化的方式将金属沉积中容易分解的空隙有机物利用热处理的方式进行脱除，进而获取多孔金属材料。在具体操作过程中常用的手段有以下三种，分别是电沉积法、气相沉积法、反应沉积法。电沉积法主要利用电化学的方法将金属物质沉积在三维网状模板上，在脱除有机材料之后就可以得到网状金属材料。气相沉积法则是通过蒸汽的方法使金属能够沉淀在金属的基质上，从而得到多孔金属材料。反应沉积法则通过化学反应在金属化合物装置中内设泡沫结构的方式，在发生反应后附着在泡沫中，之后利用烧结法便可以得到多孔金属材料[2]。

3 多孔金属材料的应用过程

3.1 结构材料

多孔金属材料的特性非常明显，其比重较低而且结构的强度非常好，产品自身的导热性较强，在汽车制造行业中常被应用于零件制作中。同时，在航空航天等领域研究中，多孔金属材料的也具有一定的应用空间，由于多孔金属材料中含有许多空隙，所以多孔金属材料具有较好的吸收功能，对生活中的噪音、热量都可以起到缓冲作用，如在汽车冲击区内安装多孔金属材料装置，能够在汽车受到冲击时缓冲一部分能量，使汽车因冲击而产生的形变会受到一定的控制，可以保护汽车驾驶者的人身安全。除此之外，在军事设施的建造中，多孔金属材料能够吸收一定数量的电磁信号，从而达到“隐身”的效果。多孔金属材料由于自身具有独特的结构优势，在未来的发展中会向其他行业逐渐融合[3]。

3.2 功能材料

多孔金属材料具有较强的渗透性，所以在过滤和分离的操作中，可以有效的阻隔部分液體，从液体中分离出固体物质及悬浮物，因此在冶金及化工等领域中具有极高的实用价值。多孔金属材料的机械强度和导热性能较强，在催化剂载体材料中的应用可以直接将催化剂涂在多孔金属材料表面，在经过高温处理之后能够得到催化剂颗粒，可以发挥有效的分离效果。多孔金属材料也在电极材料的制作方面发挥作用，其孔隙率非常高，由于多孔金属材料一般情况下表面积相对较大，所以其导电性能十分优异。多孔金属材料在未来的发展中也必然呈现出多元化的趋势，作为新时代的一种功能性材料，其优良的性能能够呈现出良好的吸纳性，在复杂的应用环境中保持较好的功能作用，从而使其在多个领域中凸显出一定的优势。

结束语：多孔金属材料在现代材料科学的研究中成为重要的课题之一，其自身具备的出色性能成为当代科学研究者关注的焦点。在任何领域中，多孔金属材料都可以发挥重要的实用优势，尤其是在航天、军事等高科技领域中，多孔金属材料具有较好的吸收辐射的作用，而在化工及冶金行业中，多孔金属材料也具备广泛的应用前景。对此，相关科学研究人员应当深入研究多孔金属材料的相关内容，使之能够在现代产业中得到更广阔的应用。

参考文献

[1] 刘湘雯.多孔金属材料的制备及应用分析[J].湖北农机化，2019（12）：66.

[2] 杨雪娟，刘颖，李梦，涂铭旌.多孔金属材料的制备及应用[J].材料导报，2007（S1）：380-383.

[3] 谭月萌.多孔金属材料的制备及应用研究[J].科学大众（科学教育），2016（11）：190.