试论超轻多孔金属材料的多功能特性及应用

试论超轻多孔金属材料的多功能特性及应用

朱晓莉夏雪韩妍沁宾博文

（常熟理工学院江苏省苏州市215500）

摘要:随着经济的发展，科学技术水平的提升，为了满足机械加工技术与材料设备的全新需求，超轻多孔金属材料应运而生，能够使机械运行效率得到进一步提升，为材料的后期按时完成提供了一定保障。本文试论超轻多孔金属材料的多功能特性及应用，希望为同行业者提供参考意见。

关键词:超轻多孔金属材料；多功能复合特性；应用

超轻多孔金属材料不但在金属表面存在孔洞，而且在金属内部同样有较多孔洞，而且孔洞具备一定的方向性，孔洞直径在2μm-2mm之间，为了应对不同的设计需要，孔洞可随意转换形态，孔洞的形状接近蜂窝状。超轻多孔金属材料与传统材料进行对比，在微结构上千变万化，不仅能够确保孔洞以高空隙率为基础，还能让直径任意变化，从毫米级甚至能缩减至微米级，多孔金属材料在可设计性方面具备一定的优势，可根据材料设备的不同需求，对微结构进行改变，优化微结构，发挥其功能的多样性优势。也正是因为此项特点，多孔金属材料在航天航空、交通运输等得到了广泛使用，为人们提供了更多的生活便利。

一、超轻多孔金属材料的多功能特性

（一）与同等体积的金属材料相比，重量要更小

超轻多孔金属材料金属结构内部孔洞较多，与同体积的金属材料相比，重量会更小。与传统材料相比，多孔金属材料的密度只有传统材料的1/3左右。例如，多孔模具钢比重为5.0g/cm，而同样体积的无孔模具钢材料比重为7.6g/cm，多孔金属材料要比无孔金属材料在比重上少2.6g/cm。如果多孔金属材料表面是密集的，材料比重会小于1，在一定条件下可在水面进行漂浮。

（二）抗振效果好

在制作多孔金属材料的过程中，是将金属内部孔洞以及内部气体一起进行低温凝固而成的，因此多孔金属材料的内部会存在大量空气，这些空气会起到缓冲功能，当金属材料被外部压力挤压时能够形成较好的抗振效果。当外部的振源向金属材料内部进行传递时，金属材料内部由于具备大量的封闭孔洞，其中的空气可起到缓冲作用，会使传递的能量缩减。此外，通过研究表示，当多孔金属材料承受较大的外部压力时，材料应力处于稳定状态，一旦出现了大量变形，能量就会转变为塑型能，并以热量进行消耗，具备良好的韧性。

（三）比表面积大，高散热、隔热

多孔金属材料在内部具有较多的孔洞，因此多孔金属材料表面积较大。此外，由于表面积较大，使多孔金属材料散热性较强，耐急冷、耐急热性能较好。可应用于电化学中的电极制造，因其在散热性方面表现良好，当电化学反应出现热量时能够进行反应散热，可使化学反应中化学材料内的能量得到良好释放，像泡沫镍电极电池等。多孔金属材料还具有一定的降噪、吸声能力，也能够应用于汽车尾气处理中。

（四）材料强度高

多孔金属材料机械性能良好，因内部孔洞能够形成不同的组合方式，可利用物理作用力等，能够使材料强度得到进一步提升。例如航空航天领域中所使用的蜂窝铝层合板壳，点阵材料刚笔度能够和蜂窝材料类似，比强度要远高于蜂窝材料。

二、超轻多孔金属材料的应用

（一）机械工具、交通运输工具构件

超轻多孔金属材料具备强度大、重量轻等特点，在交通运输工具构件、机械工具中得到了广泛应用，作为一种钢板材料，可应用于机器或是汽车的蒙皮上，不但可使工具抗强力度得到提升，还会使工具更加轻便。

（二）噪音源的隔离材料

超轻多孔金属材料由于内部有大量孔洞，孔洞中存在空气，所以在隔音效果上性能较好，可当作隔音材料进行使用，可应用于噪音较大的天花板上，能够有效阻断噪音传播。在不久的将来，还可将多孔金属材料规范应用与交通工具上，能够使发动机噪音降至最小，对保护环节有积极的现实意义。

（三）骨骼材料

多孔金属材料除上述特点外，还有与生物材料类似的特性与结构，将其作为骨骼材料进行应用时，不会出现排斥现象，可广泛应用在临床手术中。随着对多孔金属材料的不断研究，将会是骨骼材料的最佳选择。

（四）通讯工程

多孔金属材料能够吸收电磁波，工作原理和能量吸收类似，可将其应用与通讯工程事业中。而且多孔金属材料吸收电磁波的能力要远超其他材料，不但能够保证通讯质量，还能提高通讯环境，让通讯更加流畅、更加顺利。

（五）环保工程

多孔金属材料对特殊的气体较为敏感，可根据这一特性将其应用于环保事业中。例如，可在环保检测中使用多孔金属材料，通过观察其对于特殊气体的敏感度，检测出该区域的空气质量，能够尽快排查出环境污染的确切原因。

三、结束语

综上所述，多孔金属材料是经过长期研究得到的新型材料，与传统材料相比，具备更多的特性与功能，可同时兼具结构材料与功能材料的双重优势。随着社会的发展，会进一步压缩我们的生存空间，资源也会逐步减少，只有经过深入的研究，找到更加节能环保的新型材料，才能确保我们的生存不受威胁。此外，随着科技的进步，我们具备深层次的研究水平，开发多孔金属材料，将会是人类未来生存的必然趋势，只有通过不断创新，找到多孔金属材料的不同应用领域与使用功能，才能为我们的生活提供更多便利，为我们的生活注入更多活力。