广一泵丨泡沬金属的结构特征

 泡沫金属材料的性质不仅与基体材料的物理性质有关系，还与材料的结构特征具有紧密的联系。目前，泡沫金属按结构划分为开孔、闭孔和半开孔型泡沫金属。开孔泡沫金属具有三维网状结构，金属骨架弯曲、分枝、互相搭接，构成蜂窝状连续金属骨架结构，并形成强度和刚度，材料内部具有大量的气孔且相互之间是连通的。开孔泡沫金属的孔结构具有可调性，孔径尺寸大小和孔形状填料粒子的尺寸大小和形状决定，因为开孔泡沫金属孔的分布状况就是填料粒子的分布状况。闭孔泡沫金属具有大量的气孔，但其内部的孔是独立的，相互之间不连通，而且其孔径尺寸和孔结构形状也不好控制。半开孔泡沫金属其内部不仅有相互连通的孔，而且还有相互独立的孔。如图1所示，泡沫铝的孔隙结构由主孔隙、连通孔隙及金属骨架组成。如图2所示。泡沫金属的各种性能在很大程度上依赖于其特殊的孔结构，孔结构的变化直接影响各种性能的优劣性。不同孔结构的泡沫金属，其性能差异很大，因此，对孔结构应有正确的描述。描述孔结构的参数主要包括：孔隙率、孔径、表观密度、通孔度、比表面积等。

(1)孔隙率：孔隙率是指泡沫金属中所有孔隙的体枳之和与表观体积之比，表示为P。

如图3所示，泡沫金属的孔隙包括通孔、半通孔和闭孔三种。把开孔（通孔、半通孔）体积与泡沫金属表观体积之比的百分数叫开孔孔隙率，闭孔体积与泡沫金属表观体积之比的百分数叫闭孔孔隙率，两者之和叫总孔隙率，即一般说的孔隙率，用P表示。孔隙率作为影响泡沫金属性能的一种重要因素，其也具有可调性。采用渗流铸造法制备的通孔泡沫金属材料其孔隙率范围一般为50%〜75%间，而采用熔模铸造法制备的泡沫金属材料其孔隙率高达90%以上，最高可达98%。一般多孔泡沫金属材料其孔隙率在40%〜90%以内。

孔隙率具有多种测量方法，广一泵总结常见的几种方法为：光学法、直接法、气体膨胀法和漂浮法等。在一般的实验中采用较为简便的测试方法，即直接法进行测试。

(2)孔径：作为泡沫金属的基本参数，孔径现在还没有明确统一的标准。现在一般把孔径的平均直径来定义孔径，这种方法的条件是面积孔径和体积也相等，具体方法是先取一定的截面的试样，观察测量截面内所有孔隙的尺寸和个数，最后计算其平均值作为它的孔径。本文实验中，渗流法所获得泡沫金属的孔径大小于分布取决于填料的粒径和分布，填料粒径由分样筛确定，所以孔径即定义为筛分粒子的分样筛的网眼尺寸，即孔隙的最大几何尺寸。因此，孔径范围具有可控性，广一水泵厂认为通过特殊制备工艺可以将孔径尺寸大小控制在微米级至厘米级的范围内。

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