中国铁合金网讯：作为泡沫类的大孔尺寸多孔介质，泡沫金属是一种的新型金属材料，已被广泛地应用于航天、航空、运输、环保、能源、生物等各种高科技领域及一般工业领域。

泡沫金属的结构可以看成由无数开孔单元胞以无规则方式构成的金属支架。每个单元胞(Cell)中间是空心的，外形近似球形，然后边界上开了十四个小孔，很像十四扇窗户(Window)。

金属支柱的截面形状，随泡沫金属孔隙率的不同而异：孔隙率小于0.9时，金属支柱截面为圆形；孔隙率大于0.95时，金属支柱截面变成凹三角形。

作为结构材料, 它具有质轻、高比强度和高比表面积等特点, 在航空、航天领域应用中表现出极大的优越性。例如, 泡沫铝已用于飞机机翼复合材料的芯片, 并成为加热器、热交换器和电池极板的优良材料。

泡沫镍也已应用于墙体或地板的加热瓦；另外，用作碱性电池及燃料电池的极板材料，可极大地提高电池容量。

作为功能材料，它具有良好的吸声、隔声、散热、隔燃、减振、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能。例如，已将泡沫金属应用于汽车工业的内燃机气缸、高速列车发电室、无线电录音以及高速公路降噪等方面, 取得了良好的效果。

作为隔热、阻燃材料，泡沫金属可用于火焰阻焰器，让燃烧的气体自由通过但却能阻止火焰的蔓延。

作为缓冲、减振和吸收冲击能材料，泡沫铝合金可以应用在一些机械的紧固件、航天飞机的保护外壳、碰撞记录仪及其起落架和汽车的缓冲件等方面。

泡沫金属的制备方法

泡沫金属的制备方法，大体可分为铸造法和非铸造法。

铸造法有熔体发泡剂发泡法、气体注入发泡法及渗流法等。熔体发泡剂发泡法的制备原理是：将能够产生气体的物质(发泡剂)加入熔融金属, 使之受热分解而产生气体, 并使产生的气体均匀地分布在金属液体中，冷却之后即可获得泡沫金属固体。

熔体发泡法

铸造法原理基本相同，仅是加入气体的方式有些差别。例如，气体注入法将气体直接注入熔融金属。

气体注入法

非铸造法有粉末冶金法、烧结溶解法及金属沉积法等。粉末冶金法的制备原理是：将金属粉末与发泡剂粉末混合均匀，经过冷压或热压后使其成为半成品，然后将此半成品加热到接近或高于混合物熔点的温度。加热过程中, 发泡剂受热分解，释放出大量气体，使致密的压实材料膨胀，从而形成多孔的泡沫金属材料。

粉末冶金法

非铸造法原理基本相同，与铸造法不同的是：铸造法先把金属加热到熔融，再注入气体；而非铸造法，先把金属与产气物质混合后，再加热到熔融。

泡沫金属的热传输特性及研究

泡沫金属具有优异的热传输特性。

导热特性较好。铜的导热系数387W/(m•K)左右，铝导热系数218W/(m•K)左右，因此泡沫金属的导热能力强；

对流传热特性较强。其无规则的骨架结构，使热流体、冷流体的掺混作用剧烈；

高温时，泡沫金属内辐射传热亦较强。其高的孔隙率，使红外辐射透过率大大增强；

强化池沸腾传热效果较好。在大气压下，对于泡沫铜，以丙酮作为工质时，热流密度可达到100W/cm² 以上。

泡沫金属内流动沸腾传热特性亦较好，泡沫管内沸腾传热可达到光滑管的三倍之多。

鉴于泡沫金属优异的特性，其工业应用潜力巨大，然而目前对其内热传输特性的认识还不够全面。

中国科学院工程热物理研究所在多孔介质传热传质方面主要进行了两方面的应用基础研究：

一是泡沫金属内热传输特性的研究，主要用于热交换，如蓄热器(回热器、振荡流回热器)、储热、强化换热等。依托多项国家自然科学基金，目前已对泡沫金属内导热特性、气固传热特性及辐射传热特性进行了较系统的模拟研究；

二是耦合化学反应的热质传递机理的研究，实现各种催化反应(催化燃烧、碳氢化合物重整、催化裂解、碳氢化合物加氢及碳氢化合物部分氧化等)的反应器设计，主要用于能源的热化学利用。目前针对低温热能品位提升高效化学热泵内涉及的相关科学问题进行了研究，未来将进一步向其它能源热化学应用领域扩展。

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