什么是泡沫金属？应用领域有哪些？

1.泡沫金属

泡沫金属是金属基体和孔洞相复合，同时具有高孔隙率(57%~93%)和较大孔径范围(0.05mm~5.5mm)，并且具有一定刚度和强度的多孔金属材料。它具有多孔、轻质、高比强度、减震、阻尼、吸声和热磁屏蔽等特点，目前泡沫金属的基体材料主要有铜、铝、镍、镁等，在国内外工业领域以及高端领域得到了越来越广泛的应用。

2.泡沫金属的应用

(1)电极材料

泡沫金属材料具有良好的导电性能和自支撑能力，大量孔隙提供了较大的有效表面积，作电极材料具有的寿命长、内阻小和集电效率高等优点适用于蓄电池、燃料电池、液流电池和太阳能电池等。采用高孔隙率的泡沫电极材料成为未来储能行业的必然趋势。具有三维网状结构的多孔金属体作电极的骨架结构起导电与支撑体的双重作用，并且能容纳更多活性物质，泡沫金属基体的孔隙相互连通便于电解液的扩散和传质，因此有效提高了电极的反应速度和活性物质的转化利用率，电池表现为容量增大且可快速和深度充放电。目前应用较多的有泡沫铅、泡沫镍。

(2)催化剂载体

催化反应工程中催化剂与反应物之间接触面积是决定催化效率的关键因素。因此将催化剂直接做成多孔体或利用多孔系统作为载体，即采用多孔结构比表面积大的物质作为催化剂或其载体可以提高流体的传输性能，增大催化剂的有效比表面积，扩充催化剂与反应物的接触空间以达到提高催化效率的目的。同时改善固体催化剂压降大、流动分布不均、反应物与催化物接触不佳等弱点。高孔率通孔泡沫金属具有的摩擦压降低、导热性和延展性能好等对反应系统有利特性使其在催化剂多孔载体方面具有自身优势。

(3)过滤与分离

通孔泡沫金属具有的优良渗透性适于制作多种过滤器，渗透性随孔隙率和孔径的增大而增强。利用泡沫金属孔道对流体所含固体粒子的阻留和捕集作用将气体或液体进行过滤与分离。气/液和液/液分离是利用毛细管作用原理通过某些过滤材料对流体透过的选择性来实现的。泡沫金属选用某种液体不浸润的材质制备，当工作压力小于该液体对多孔体的界面张力时只有气体或浸润性好的液体才能通过孔道，即将不浸润的液体分离出来。而气/气分离则是利用气体透过多孔体的速度与气体的分子量之间的关系以及泡沫金属孔径小到分子级别时实现的。

(4)吸能与减震

泡沫金属突出的比刚度、冲击能吸收能力和吸声能力使其具有较强能量吸收特性。泡沫金属高而宽的屈服平台可获得更大吸能能力，声波透过泡沫金属时在其多孔结构内发生散射、漫反射和干涉后将声音吸收在内。缓冲器和吸震器是典型的能量吸收装置，并在精密仪器包装中具有非常好的应用前景。通过泡沫金属密度的选择可得到很大范围的弹性模量，从而能匹配出所需的响应频率，通过此途径可将有害震动加以抑制或消除，利用多孔材料的弹性变形可吸收部分冲击能。如将固体钢质结构变成三明治钢面板+泡沫铝芯体+钢面板的夹层镶板结构，可获得良好的静态性能和更高的弯曲强度。具有强大吸能能力的泡沫金属可用于汽车保险杠、航天器起落架和升降机械运输系统缓冲器等。

以上梳理了泡沫金属的定义及应用，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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