金屬多孔材料力學性能的實踐研究

秦蓮芳

（沈陽航空航天大學，遼寧 沈陽 110136）

金屬多孔材料在使用上價值非常高，能夠節省資源和能源，避免浪費，應用得當則可以產生巨大的社會效益和經濟效益。所以正確的認識其力學性能，能夠更有效的提高其使用效率，以此增加經濟收益，發揮金屬多孔材料的最大功用。

1 金屬多孔材料的特性認識和其分類

1.1 金屬多孔材料的定義

金屬多孔材料是一種內部結構不一、內部密集分布著大量孔洞的金屬材料，是由粉末，即微小球狀體經過人工高溫加工而成的金屬體，其內部分布著無數的細小孔洞，稱為多孔金屬，也稱透氣金屬或多孔透氣鋼。

1.2 金屬多孔材料的分類

金屬多孔材料的內部孔洞結構不同，因此種類不同。有的金屬多孔材料其內部孔洞呈有規律性的分布，而有些則呈不規則分布。這些孔洞的直徑極小，有些只有2μm，而有些則有3mm，一般都在此尺寸之間。而這些孔洞也會因為此金屬材料的應用需求不同而有不同的設計，金屬多孔材料的可塑性極高，可做成蜂窩狀，泡沫狀或者蓮藕狀?？锥吹膬炔吭O計不同導致了其材料性能不同，一般來說可以分為兩種不同的孔洞，一種是獨立孔洞型，而另一種則是連續孔洞型。獨立孔洞型的金屬多孔材料比重小，而且材料的密度大，因此材料的剛性強，此外，這種材料在消除噪音的性能上也表現突出。連續孔洞型的金屬多孔材料，則性能更加的優越，它包含了獨立孔洞型金屬材料所有的優點，而且具有更強的通氣性能，具有更好的滲透性?？梢娊饘俣嗫撞牧系男螤钋ё税賾B，因此其可使用的范圍也大不相同，所以如今許多不同的領域都有應用到此種材料，無論是在交通領域還是航天領域中，金屬多孔材料都得到非常廣泛的應用。

2 金屬多孔材料的力學性能研究和分析

2.1 金屬多孔材料的理論研究分析

從理論方面講，金屬多孔材料的性能相較于其他金屬材料還是有較強的優勢的，但是其也存在著一定的缺點。如果對其拉應力和壓應力的控制和應用不到位就會產生不利的影響，特別是在一些要求比較精確的建筑行業，很容易會造成金屬多孔材料的力學性能失效。而金屬多孔材料，其本身的材料性質和致密性也是有較大的差別的，所以在運用到實際領域的時候需要特別把控好所用材料的各項指標，讓其發揮該有的力學性能，以免造成損害。

2.2 金屬多孔材料的力學性能研究和分析

金屬多孔材料的力學性能研究主要都是圍繞著金屬材料的壓縮應力展開研究的，壓縮應力之所以成為其研究重點是因為它會較大程度的影響到在實際應用中力的發揮。比如一種金屬多孔材料，如果其自身的應變能力存在缺陷，那它的線性伸張力和區域將會有較大的優勢，會變得更加的靈活，因此，應變能力也會有所提高。在部分建筑領域中需要壓縮金屬多孔材料的時候，材料本身的吸收能量能力的關鍵決定因素就會是自身的壓縮應力和應變能力的曲線和材料平臺屈服的面積。而纖維型的多孔金屬材料比起泡沫型材料，具有更強的吸收能量能力，在實際運用中廣泛存在。由此可見，想要實現多孔金屬材料的最大功用和其該有的價值，就必須分析好其力學性能，弄清具有不同力學性能的多孔金屬材料應該適用于什么不同領域。

3 關于金屬多孔材料的力學性能實踐和應用

3.1 纖維型金屬多孔材料的應用

金屬多孔材料由于不同的內部孔洞分布而產生了不同的力學性能，有的金屬多孔材料在吸納能量上更具有明顯優勢，而有的則有良好的消除噪音功能，壓縮應力和應變力也是需要注意的重要指標。不同的力學性能的金屬多孔材料其適合使用的領域不同，所以在使用之前應該充分做好相應的力學性能研究和分析，把適當的金屬多孔材料投放到正確的行業領域進行使用，以此創造出最大的經濟和社會效益，避免造成損失或者對人造成嚴重傷害。

對于纖維型的金屬多孔材料，要考慮其有強勁的吸納能量能力，所以應該投放到一線抗震領域使用，以此配合抗震工作的展開。這種纖維型的金屬多孔材料吸能性好，所以適合制作成吸震器或者緩沖器。而且這種纖維型材料的比重小，適合擺放在地震現場，占比空間小。而具有良好導熱性能的金屬多孔材料，一般還具有高結構而低比重的優點，所以適合用于防火災用品制作領域，可以用于制造防火門窗或者節能門窗。

3.2 金屬多孔材料滲透性的運用

金屬多孔材料也有強悍的滲透性，可以起到有效的阻礙液體流動作用，從中分離物質，具有強大的過濾和分離作用，所以它可以用于分離液體中的固體物質以及懸浮物質。而在另外的航天領域、冶金領域以及化學領域，金屬多孔材料因其出色的過濾和分離作用，同樣受到廣泛的應用。金屬多孔材料同時也是一種導電性能強大的材料，所以也常常用于制作電極材料，因為它的孔洞間的間隙率比較的高，而且材料比表面積大，所以能發揮出極好的導電作用。泡沫金屬在導熱性能和機械強度方面也表現出明顯的優勢，在催化劑的制造過程中，常?？梢猿洚斨d體材料的作用?？梢詫⒋呋瘎┲苯油磕ㄔ诮饘俣嗫撞牧系谋韺?，然后人工進行高溫冶煉制作，隨后就可以得到大量的催化劑顆粒。

3.3 不同的孔洞適當選用金屬多孔材料

在應用不同類型的金屬多孔材料時，需要根據其孔洞分布的不同類型作出適當的選擇和使用。而在利用一些纖維型的金屬多種材料的時候，則需要注意這種材料密度大的缺陷，避免使用在一些空間較小的地方上。最值得注意的一點是，金屬多孔材料在反復燒結的過程中，本身的力學性能都會有不同程度、有利或不利的影響，所以在每次燒結完成之后，都需要有專人重新判斷和鑒定其力學性能是否有發生變化，需要對已經發生變化的材料做好歸類，應用在適當的領域。

4 結 語

金屬多孔材料的應用范圍日漸拓寬，在不同地方的使用率也逐漸增多，不同材料具有不同力學性能，而其具有的力學性能的不同會導致它的作用有差異，倘若對力學性能的認知有錯或者不足，就會造成一定的損失。對金屬多孔材料的力學性能有正確的認識，才能在不同的領域里正確地應用上這種材料進行發展。未來對金屬多孔材料的力學性能研究和分析會持續增多，各個領域將能夠更加精準且有效地利用上這種材料。