↑新型泡沫金属一瞥↑↑↑↑
↑↑20↑↑↑世纪↑↑↑90↑↑↑年代末,出现了一种新型材料——“泡沫金属材料”,由于这种材料具有许多优异的物理性能,已经在消声、催化载体、减震、屏蔽防护、分离工程、吸能缓冲等一些高技术领域获得了广泛的应用,尤其在汽车制造业中,泡沫金属材料已成为推动新一代汽车革命的原动力之一,更是汽车制造业的“新宠”。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑泡沫金属材料究竟是一种什么样的材料↑↑↑?↑↑↑具有哪些优异的物理性能呢↑↑↑?↑↑↑在了解这些问题之前,我们可以从追寻前辈们探索新材料的足迹,来看看泡沫金属材料是如何出现的,再领略—下它独特的“魅力”。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑人类在探索新材料的过程中,起初总认为材料越致密、强度越大,就能够营造或是承受重负荷,像钢、水泥、玻璃等。但事实并非如此。实际上,自然界提供的材料往往是泡状材料、多孔材料和泡沫材料,诸如:骨骼、树木、珊瑚等,这些不致密材料的强度就一定不高了吗↑↑↑?↑↑↑当然不是,这种探索思路的改变,最终促使了泡沫金属材料的出现。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑泡沫金属材料是一种含有泡沫状气孔的金属材料。它与一般烧结多孔金属相比,它的气孔率更高,而且孔径尺寸较大,可达↑↑↑7mm↑↑↑。由于泡沫金属材料是由金属基体骨架连续相和气孔分散相、或连续相组成的两相复合材料,它的性质会受到所用金属基体、气孔率和气孔结构,制备工艺等的影响。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑一般情况下,泡沫金属材料的力学性能随气孔率的增加而降低,导电性与导热性随着气孔率的增加也呈下降趋势。当泡沫金属材料承受一定压力时,由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应,从而会使得泡沫金属具有优异的冲击能量的吸收特性。↑↑↑
↑目前使用的泡沫金属材料有铝、镍及其合金等,而且制备泡沫金属材料的方法也有很多种,有粉末冶金法↑↑↑(↑↑↑可分为松散烧结和反应烧结两种↑↑↑)↑↑↑、渗流法、喷射沉积法、湿式电化学法、熔体发泡法、共晶定向凝固法等。在这些众多的制备方法中,除—些特殊要求外,作为工业大生产最有前途的就是熔体发泡法了,因为它的工艺不但简单,而且成本低廉。熔体发泡法技术难点就在于要选择合适的金属发泡剂,一般要求这些发泡剂能在金属熔点附近迅速起泡。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑泡沫金属材料为什么能在汽车制造业倍受关注,成为汽车业新革命的主力军呢?↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑通常,轿车车身材料主要是金属薄钢板,厚度大都在↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑6↑↑↑—↑↑↑2↑↑↑.↑↑↑0mm↑↑↑之间。但是,随着现代轿车技术的发展,汽车轻量化水平的高低己成为汽车行业竞争力强弱的标志,成为汽车工业可持续发展的核心问题,而汽车材料是汽车的基础。汽车技术的发展在很大程度上依托于汽车材料的发展。要研制更经济的汽车,就必须使用更轻便的材料,这已经成为汽车界的一种共识。所以需寻求—种轻便材料来代替以往的合金材料。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑泡沫金属主要是指泡沫铝合金,它由粉末合金制成。通常的粉末合金是用粉末压制成型,或用金属粉末及塑料的混合物注射磨制成型。首先要除掉分型剂及增塑剂,再将压制的坯件烧结↑↑↑(↑↑↑是一种温度在↑↑↑1000↑↑↑℃左右的热处理方式↑↑↑)↑↑↑,从而使它们具有一定的特性。烧结的性质及应用范围,在很大程度上取决于孔隙率的大小。泡沫铝合金密度很小,在承受很大外力时会变形压缩,当撒去外力,会凭着它自身的弹性恢复到原来的形状,这点很像橡胶。↑↑↑
↑专家指出,若把外来总能量假定为↑↑↑100%↑↑↑,泡沫铝合金变形量为它的↑↑↑60%↑↑↑时,↑↑↑ ↑↑↑而它就能承受外来总能量的↑↑↑60%↑↑↑,由于它本身具有一定的强度,所以可以经过多次这样的变形循环而不断裂。泡沫金属还有一个特点就是它的重量很轻,密度不到铝合金材料的↑↑↑1/4↑↑↑,↑↑↑ ↑↑↑而热膨胀系数与铝合金材料一样,热导率还相当低,加上它的变形恢复性能极佳,又有一定的强度,可以在轻量化级安全性方面显示优势,因此受到了汽车业的极大重视。目前,用泡沫合金做成的汽车零部件有发动机舱盖、行李箱盖翼子板等。↑↑↑
↑泡沫铝在高架路及某些建筑用隔音设备中也有了很大的应用。在安全性设计中,把泡沫金属用作吸收碰撞能量的主要材料是十分适宜的。↑↑↑
↑随着科技的法扎以及材料研究的深入,泡沫金属这一新型材料将会在航空航天、汽车制造、化工、建筑、以及军工等更多的领域里更大地发挥出其独特的魔力。↑↑↑
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