多孔金属材料的特性

比重小，比强度大

由于金属材料中存在大量的孔洞，所以材料的比重显著减小，如上述的多孔模具钢的比重经测试只有

5．0g/cm ，比无孔的该材料(比重7．6g/cm )减少34．2%。如果是铝合金或镁合金的多孔材料，它们的比重可以小于l，只要材料的外表是致密的，那么它们可以浮出水面。

有人认为，金属材料内部分布大量的孔洞，那么其强度会大大削弱。一些文献指出，在材料的轻量化时，材料的形状因子是一个关键因素，形状因子包括了宏观形状因子和微观形状因子。在机械设计时经常不用圆棒而采用空心管，不用矩形截面而采工字型、兀字型等材料，所有这些都是改变宏观形状因子的措施。而将材料制备成多孔正是改变材料的微观形状冈子。经过材料的轻量化设计，可以得出：形状因子=宏观形状因子×微观形状因子。也就是说，在材料轻量化设计过程中，在考虑形状因子时，不单要考虑宏观因子，如果能考虑到微观形状因子，那么在材料的轻量化上可以收到成倍的效果。由于多孔金属材料比重小，比强度大，所以它可以构件的形式广泛应用于机械工具和交通运输工具上。如果将多孔材料轧制成板材，那么可以制作汽车，机器的蒙皮，以取代所用的板材。

能量吸收性好

鉴于多孔金属材料具有很好的能量吸收特性，所以它可以用于制造能量吸收器，减震缓冲器等应用于

机械工程和车辆工程。当它们受到突然的冲击时，不容易造成车毁人亡的恶性事故。

制振效果好

有些多孔金属材料是通过金属与气体的共品凝固获得的，所以材料内部储藏大量气体，只要这些孔洞

是封闭型的，那么当材料接收到振动源的能量时，由于材料内部具有很大的内耗，而将传递来的能量化解

掉。多孔金属材料还具有很好的吸声能力，所以广泛应用于噪音源的隔离材料，如多孔铝合金、镁合金应

用于潜水艇内的隔墙，可以很好地防止声纳的跟踪。用于人流嘈杂地方的天花板，可以大幅度降低噪音。将来该材料还可以用于汽车等交通工具上，减少发动机噪音的传出。

比表面积大

多孔金属材料具有很大的比表面积，所以它在电化学中被利用来制造电化学电极，可以大大提高电化

学反应过程中能量的释放，如泡沫镍电极电池就是一例。由于多孔金属材料的比表面积人，换热散热能力

高，耐急冷急热性能好，而且具有很好的吸声能力，所以它是汽车尾气处理器理想的材料。

目前，用于制造多孔金属材料的金属主要有铜、银、钛、镍及其合金和不锈钢等。制造多孔金属材料主要采用以下几种方法：热挤压法。如铝、镁及其合金粉末与某些碳酸盐混合，在热挤压下成型，在更高温度下发泡，可以制成多孔性材料。

熔融金属法。这是指低熔点的金属在熔融状态时加入某种发泡剂，在强力搅拌下达到使气体分布均匀从而使金属中产生气泡的方法。通常，为了得到缺陷较少的铸件，要利用流动性较好的金属，以减少熔融金属中吸附的气体，因为金属中含有气泡会降低金属的强度。但制造多孔性金属的方法则正好相反，它要的就是金属中的气泡，而且要达到很高的比例，因此要使熔融金属的粘度增加，使其中的气体不易脱出，并把气体在金属内部凝固下来。

粉末冶金法。烧结性多性体材料是研究最多、应用较为成熟的多孔性材料。该方法是在粉末中加入发泡剂，烧结时发泡剂挥发，留下孔隙。

电化学沉积法。利用发泡程度很高的塑料骨架，用电镀的方法将金属沉积上去，然后把塑料烧去，同样也会留下孔隙。

铸造法。利用金属的吸气——放气现象进行铸造的方法。

即金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞，这些孔洞的直径约2um～3mm之间。由于对孔洞的设计要求不同，孔洞可以是泡沫型的，藕状型的，蜂窝型的等等。多孔金属材料还可以根据其孔洞的形态可以分为独立孔洞型的和连续孔洞型的二大类。独立型的材料具有比重小，刚性、比强度好，吸振、吸音性能好等特点；连续型的材料除了具有上述特点之外，还具有浸透性、通气性好等特点。正因为多孔金属材料具有结构材料利功能材料的特点，所以被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程等领域。