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粉末冶金多孔材料

来源:未知 编辑:admin 时间:2020-05-31 手机版

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贾成厂,男,日本TOHOKU大学博士,日本神奈川手机网投彩票APP园博士后,北京手机网投彩票APP大学教授、博士生导师,电话:010-62334271,E-mail: jcc@ustb.edu.cn,主要社会兼职有中国复合材料学会理事、中国金属学会粉末冶金分会副理事长兼秘书长,《复合材料学报》、《粉末冶金技术》、《粉末冶金工业》等期刊的编委。主编、参编学术专著12本,获国家发明专利20余项,获教育部手机网投彩票APP进步二等奖等多项奖励,发表学术论文190余篇,其中被SCI检索70余篇,被EI检索130余篇,单篇他引次数超过100次。

金成海,男,钢铁研究总院教授级高级手机网投彩票APP师,安泰手机网投彩票APP股份有限公司粉末冶金分公司总经理。

 

内容导读:粉末冶金多孔材料,也称多孔烧结材料,由金属或合金粉末经成形、烧结工艺而制成。常用的金属或合金有青铜、不锈钢、铁、镍、钛、钨、钼以及难熔金属化合物等。粉末冶金多孔材料具有孔径和孔隙度均可控制,导热,导电,可焊接和加工,高的比强度、冲击韧性,能量吸收性能,化学活性,阻波性能,独特的光学性能,良好的透过性,选择性地渗透性与吸附性,止振性能等一系列优异的性能。在气体和液体过滤,高温燃气的净化过滤,熔融金属的过滤,固体催化,缓冲器及吸震器,电极材料,屏蔽材料,流体分布装置,热交换器,加热器,散热器,结构材料,生物材料等领域得到广泛应用。

 

1. 概述

多孔材料,顾名思义就是有很多孔的材料,是由材料实体与孔隙构成的相互贯通或封闭的网络结构。如果孔隙之间是相互相通的,则称为开孔;如果孔隙与孔隙之间是完全隔开的,则称为闭孔; 也有些孔隙则是半开半闭的。

粉末冶金多孔材料,又称多孔烧结材料,由金属或合金粉末(球状或不规则形状),或短纤维,经成形、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通,一般有30%~60%的孔隙度 ,孔径1~100 μm。常用的金属或合金有青铜、不锈钢、铁、镍、钛、钨、钼以及难熔金属化合物等。做成的制品有坩埚状、碟状、管状、板状、薄膜等。粉末冶金多孔材料导热、导电性能好,透过性能好,耐高温与低温,抗热震,抗介质腐蚀。可用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。

图1是多孔铝,图2是多孔镍。

图1  多孔铝


图2  多孔镍

2. 多孔材料的优异性能

2.1 力学性能

由于粉末冶金多孔材料中存在大量的孔隙,所以其密度显著减小。例如多孔钢的密度与致密材料相比能够减轻34.2%。铝合金多孔材料或镁合金的的密度可以小于l g/cm3,当材料的外表为致密时,则可以浮出水面。

粉末冶金多孔材料密度低,比强度(强度与密度之比)大,广泛应用于机械工具和交通运输工具等领域。多孔材料轧制而成的板材,可以制作汽车、机器的蒙皮,取代目前所用的板材。应用在航天、航空业也有较大的优势,在飞机中,如果将一些致密材料改用多孔材料, 就能够在维持同等性能的条件下, 将其重量大幅度减小。

 

2.2 能量吸收特性

粉末冶金多孔材料具有很多致密金属所难以具备的功能,例如能吸收能量,起缓冲的作用。机械波及机械振动的传播性能在有孔隙结构的多孔材料中传播时会发生变化,就是说,当波传播至材料的致密部分与孔隙的界面时,就会有反射和折射的发生。多孔材料能够起到阻波的作用,这是由于孔隙的存在而增多了反射、折射与衍射的机会。可以依据这种性质将粉末冶金多孔材料制作隔音材料、减振材料和抗爆炸冲击材料。利用粉末冶金多孔材料所具有的能量吸收特性,可以将其用来制造能量吸收器、减震缓冲器等,应用于机械手机网投彩票APP和车辆手机网投彩票APP。当它们受到突然的冲击时,避免或减少恶**故的发生。

2.3 光电性能

粉末冶金多孔材料具有独特的光学性能与电学性能。例如,微孔的多孔硅材料在激光的照射下能够发出可见光, 有希望成为制造新型光电子元件的理想材料。利用多孔材料的特殊光电性能,还可以制出燃料电池的多孔电极, 这种电池被认为是很有前途的下一代汽车能源装置。

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