3、孔连通泡沫铝制备工艺研究

二、泡沫金属的性能
泡沫金属的性能主要取决于分布在材料内孔洞的特性，包括孔的类型、形状、大小、数量(体积百分数)、均匀度及孔的表面积，这都因制备工艺不同而异，从而使材料性能不同。
1. 机械性能
泡沫金属的机械性能主要取决于其密度。然而，孔的大小、孔的结构与分布也是重要因素。材料的机械性能与密度密切相关。机械性能的下降速度要比密度本身下降快得多。比如，密度约为钨理论密度的30%的发泡钨，其拉伸和压缩强度只是金属钨的4~8%,因此，对于特定材料来说，必须在一定密度下才能确定泡沫金属的性能值。
在退火条件下得到的烧结泡沫镍在低密度下，拉抻强度小到无法进行测试。泡沫铝对某些工业性用途来说，没有足够的强度。人们提出了一些改善泡沫铝强度特性的方法。使用某些增稠剂(通常是含氧剂), 使得发泡产品在一些部位形成金属氧化物，增加其强度。加入30%的废泡沫铝(熔化时)，可以大大增加铝发泡体的强度。对于铝中含铜、镁、锌或硅的泡沫合金，也可采用固溶热处理和时效热处理，但改善强度的最好方法是在泡沫金属内植入增强纤维。增强泡沫铝的力学强度比普通的泡沫铝要高好几倍。
2. 能量吸收特性
含大小不同颗粒的多孔粘土矿物的海绵铝，在变形时，海绵金属的密度及填料颗粒尺寸对材料的压缩行为有明显的影响，选择适当粒度的填料或采用金属合金可使变形抗力提高至原来的4~5倍，某些脆性或高强度合金的发泡金属和高密度泡沫金属，只能压缩10~20%，而且在冲击时呈现破坏性切变。解决这个问题可以采用在中间夹一层薄片材料的方法。薄片材料的作用是使外力均匀分布。用这种方法增强的发泡铝不会产生破坏性切变，但只能压缩到原来高度的60%。
3. 声学性能
任何能够使得声音进入，并在其中纤细长孔中振动的开孔结构，都会吸收声能。当声波进入这种结构时，声波的压力脉冲会使纤细长孔振动。这些纤细长孔机械运动的结果使能量消耗，并以热的形式释放。层状泡沫金属吸收器的声吸收系数可高达99%。在频率不同时，泡沫金属中孔的特性对声吸收有影响，在多数情况下，如果许多孔，或在某种用途中所有的孔都是开孔，那么声吸收性能更好，在各种频率下，孔的大小对于泡沫金属的有效吸收均有影响，孔愈小，吸收效率愈高。因此，改变孔的大小和形状，可得到具有高吸声系数特性的材料。
4. 传导性
在一个给定体积的泡沫金属中只有少量金属，这意味着其导电性和导热性很差。如4%密度的铜和镍泡沫金属，导电性大约是母体金属的1%。用浇浆技术生产的密度为460kg/m³的泡沫铝，热传导率是4.2kJ/mhk，而致密铝的热传导率是824kJ/mhk。在高压测试装置上通电一分钟，泡沫金属的击穿电压为4kV。因此，泡沫金属可以用作十分有效的电和热的绝缘材料。

多孔材料具有独特的结构特征，如密度小、孔隙率高、比表面积 大、可透过流体。因而多孔体材料具有高的阻尼性能、优异的热物理性能、优良的流通和过滤分离性能、优异的声学及电磁学性能等。其开发和应用受到了世界范围的关注，如独联体已将多孔材料用于过滤器、自润滑轴承、火箭和喷气发动机的支撑材料等方面。目前正在开发的用途有：太阳能与核能发电用的电磁和中子吸收剂、核反应堆的内壁、船舶制造及航空航天所需层压面板的填充材料、涡轮喷气发动机的密封、氢能工业的储氢装置等。美国桑迪亚国家实验室同美国 特种金属加工联合公司(SMPC)合作，正在研究一些至少在美国还鲜为人知的多孔轻金属。这些轻金属已成为火箭制造计划的基础，并有可能得到商品化的应用，如化学过滤器、轴承、航天方面使用的轻型镶板、供净化水使用的氧化处理器等。