金属泡沫

金属泡沫是由占有很大体积比例（典型的约占75%-95%），充满气孔细泡组成的金属材料。这些气孔可以是连接的闭合细泡，称为金属泡沫。也可以是不连接的网状结构（开放细泡），称为多孔金属。大多用铝作为金属泡沫的原材料。

金属泡沫已有三方面主要应用：

1.建筑组成；

2.骨科用作假肢；

3.汽车用来增加声阻尼，减轻重量等。

另外，金属泡沫具有下列的热学和力学一些特性：

1.质量轻（密度为大块固体的5-15%）

2.大交换面积（250-1000m2/m3）

3.相对高的渗透性

4.相对高的有效热导

5.抗热冲击好，能抗高压力，高温，潮湿，磨损等

6.能很好吸收机械冲击和声音

7.制造时，可控制孔径和孔的占有率

人们正在研究开发，利用金属泡沫的这些特性。

参考文献

（1）"Compare Materials: cast Aluminium and Aluminium Foam" Makeitfrom.com Retrieved on 2011-11-192100433B

含有泡沫状气孔的金属材料。与一般烧结多孔金属相比，泡沫金属的气孔率更高，孔径尺寸较大，可达7毫米。由于泡沫金属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，因此其性质取决于所用金属基体、气孔率和气孔结构，并受制备工艺的影响。

通常，泡沫金属的力学性能随气孔率的增加而降低，其导电性、导热性也相应呈指数关系降低。当泡沫金属承受压力时，由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应，使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。泡沫金属的制备有发泡法和电镀法，前者通过向熔体金属添加发泡剂制得泡沫金属；后者通过电沉积工艺在聚氨酯泡沫塑料骨架上复制成泡沫金属。已实用的泡沫金属有铝、镍及其合金。泡沫铝及其合金质轻，具有吸音、隔热、减振、吸收冲击能和电磁波等特性，适用于导弹、飞行器和其回收部件的冲击保护层，汽车缓冲器，电子机械减振装置，脉冲电源电磁波屏蔽罩等。泡沫镍由于有连通的气孔结构和高的气孔率，因此具有高通气性、高比表面积和毛细力，多作为功能材料，用于制作流体过滤器、雾化器、催化器、电池电极板和热交换器等。

因为泡沫金属具有一定的强度、延展性和可加性，可作轻质结构材料。这种材料很早就用于飞机夹合件的芯材。在航空航天和导弹工业中，泡沫金属被用作轻质、传热的支撑结构。因其能焊接、胶粘或电镀到结构体上，故可做成夹层承载构件。如作机翼金属外壳的支撑体、导弹鼻锥的防外壳高温倒坍支持体（因其良好的导热性）以及宇宙飞船的起落架等。在建筑上，需要泡沫金属制作轻、硬、耐火的元件、栏杆或这些东西的支撑体。现代化电梯高频高速的加速和减速，亦特别需要泡沫金属这种同时具备吸能和承载特性的轻质结构来降低能耗。圆柱形壳体广泛存在于工程结构中，如飞机机身和远离岸边的油井平台。薄壁圆柱壳在受到载荷作用时易于损坏，但若外壳由连续的泡沫：卷材支持，则该结构比同样直径和大小的未加强中心壳体具有较大的强度。泡沫铜较易制得，且便于变形，故适合作紧固器。泡沫金属还可作为许多有机、无机和金属材料的增强材料。如在泡沫镍中充入熔融铝凝固后制成泡沫镍增强的铝合金（NFRA）材料等。

泡沫金属非常适于用作多种承载镶板、壳体和管体的轻质j卷材，制成多种层压复合材料。多孔材料用于结构件的典型例子即是制作夹层镶板。现代飞机上采用的夹层板则使用了玻璃或碳纤维复合材料蒙皮。这层蒙皮由金属铝或纸张·树脂蜂窝材料隔开，也可由刚性的聚合物泡沫体隔开，以便使该夹层镶板具有很大的比弯曲刚度和比弯曲强度。同样的技术已被延伸到另外一些重量为关键指标的应用场合：太空飞船、雪橇、赛艇和可移动的建筑物等。

缓冲保护也是泡沫金属的主要用途之一，它必须具有吸收能量的能力，同时将作用于被保护物体上的最大作用力控制在引起损害的极限之下。多孔泡沫材料可很好地适合于这种应用场合。通过控制其相对密度，泡沫金属的强度可在很宽的范围内调节。此外，该材料几乎可在恒定的应力作用下承受很大的压缩应变，故大量的能量被吸收而不致产生高的应力。在制备人工骨方面，根据孔径为150¨m～250¨m且孔率较大的要求，无机材料由于此时的强度不能满足使用要求，于是逐渐发展成泡沫金属的人工骨。这类泡沫金属都采用常规方法即主要为电镀法等生产，它们在成型等加工过程中以及在人体内均会受到载荷作用。在保持较高力学性能的同时实现人骨所需的较大孔率，即在满足人骨所需较大孔率的同时保持较高的力学性能，这对绝大多数不具备自恢复效应的人骨材料来说是极为重要 。