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        中國鐵合金網訊：作為泡沫類的大孔尺寸多孔介質，泡沫金屬是一種的新型金屬材料，已被廣泛地應用于航天、航空、運輸、環保、能源、生物等各種高科技領域及一般工業領域。

泡沫金屬的結構可以看成由無數開孔單元胞以無規則方式構成的金屬支架。每個單元胞(Cell)中間是空心的，外形近似球形，然后邊界上開了十四個小孔，很像十四扇窗戶(Window)。

金屬支柱的截面形狀，隨泡沫金屬孔隙率的不同而異：孔隙率小于0.9時，金屬支柱截面為圓形；孔隙率大于0.95時，金屬支柱截面變成凹三角形。

作為結構材料, 它具有質輕、高比強度和高比表面積等特點, 在航空、航天領域應用中表現出極大的優越性。例如, 泡沫鋁已用于飛機機翼復合材料的芯片, 并成為加熱器、熱交換器和電池極板的優良材料。

泡沫鎳也已應用于墻體或地板的加熱瓦；另外，用作堿性電池及燃料電池的極板材料，可極大地提高電池容量。

作為功能材料，它具有良好的吸聲、隔聲、散熱、隔燃、減振、阻尼、吸收沖擊能、電磁屏蔽等多種物理性能。例如，已將泡沫金屬應用于汽車工業的內燃機氣缸、高速列車發電室、無線電錄音以及高速公路降噪等方面, 取得了良好的效果。

作為隔熱、阻燃材料，泡沫金屬可用于火焰阻焰器，讓燃燒的氣體自由通過但卻能阻止火焰的蔓延。

作為緩沖、減振和吸收沖擊能材料，泡沫鋁合金可以應用在一些機械的緊固件、航天飛機的保護外殼、碰撞記錄儀及其起落架和汽車的緩沖件等方面。

泡沫金屬的制備方法

泡沫金屬的制備方法，大體可分為鑄造法和非鑄造法。

鑄造法有熔體發泡劑發泡法、氣體注入發泡法及滲流法等。熔體發泡劑發泡法的制備原理是：將能夠產生氣體的物質(發泡劑)加入熔融金屬, 使之受熱分解而產生氣體, 并使產生的氣體均勻地分布在金屬液體中，冷卻之后即可獲得泡沫金屬固體。

熔體發泡法

鑄造法原理基本相同，僅是加入氣體的方式有些差別。例如，氣體注入法將氣體直接注入熔融金屬。

氣體注入法

非鑄造法有粉末冶金法、燒結溶解法及金屬沉積法等。粉末冶金法的制備原理是：將金屬粉末與發泡劑粉末混合均勻，經過冷壓或熱壓后使其成為半成品，然后將此半成品加熱到接近或高于混合物熔點的溫度。加熱過程中, 發泡劑受熱分解，釋放出大量氣體，使致密的壓實材料膨脹，從而形成多孔的泡沫金屬材料。

粉末冶金法

非鑄造法原理基本相同，與鑄造法不同的是：鑄造法先把金屬加熱到熔融，再注入氣體；而非鑄造法，先把金屬與產氣物質混合后，再加熱到熔融。

泡沫金屬的熱傳輸特性及研究

泡沫金屬具有優異的熱傳輸特性。

導熱特性較好。銅的導熱系數387W/(m•K)左右，鋁導熱系數218W/(m•K)左右，因此泡沫金屬的導熱能力強；

對流傳熱特性較強。其無規則的骨架結構，使熱流體、冷流體的摻混作用劇烈；

高溫時，泡沫金屬內輻射傳熱亦較強。其高的孔隙率，使紅外輻射透過率大大增強；

強化池沸騰傳熱效果較好。在大氣壓下，對于泡沫銅，以丙酮作為工質時，熱流密度可達到100W/cm² 以上。

泡沫金屬內流動沸騰傳熱特性亦較好，泡沫管內沸騰傳熱可達到光滑管的三倍之多。

鑒于泡沫金屬優異的特性，其工業應用潛力巨大，然而目前對其內熱傳輸特性的認識還不夠全面。

中國科學院工程熱物理研究所在多孔介質傳熱傳質方面主要進行了兩方面的應用基礎研究：

一是泡沫金屬內熱傳輸特性的研究，主要用于熱交換，如蓄熱器(回熱器、振蕩流回熱器)、儲熱、強化換熱等。依托多項國家自然科學基金，目前已對泡沫金屬內導熱特性、氣固傳熱特性及輻射傳熱特性進行了較系統的模擬研究；

二是耦合化學反應的熱質傳遞機理的研究，實現各種催化反應(催化燃燒、碳氫化合物重整、催化裂解、碳氫化合物加氫及碳氫化合物部分氧化等)的反應器設計，主要用于能源的熱化學利用。目前針對低溫熱能品位提升高效化學熱泵內涉及的相關科學問題進行了研究，未來將進一步向其它能源熱化學應用領域擴展。

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