声学 性能
卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林.超轻多孔金属材料的多功能特性及应导热性能
多孔金属材料的导热系数介于金属材料（10-300W/m K）与隔热材料（<0.2 W/m K）之间，并随着孔隙率的增加而减小。
耐热性能
多孔金属是一种骨架或薄膜结构，所以其拥有很强的耐热性，即使达到基体金 属的熔点也不融化。
金属材料&多孔金属材料
Metal Material & Porous Metal Material
目录
研究进展 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的应用 多孔金属的展望
概述
密度小、孔隙率高、比表面 积大
强度及韧性高、导电导热性好、 抗冲击能力强
能量吸收性好及特殊的传热 和声学等特点 珊瑚及珊瑚剖面示意图
多孔金属对电磁波具有优良的屏蔽作用，特别是对高频电磁波屏蔽 导热性能
耐热性能
散热性能
付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.
渗透性能
导热性能 渗透性能是开孔多孔金属的一种特性。渗透性能随孔隙率的增加而
增大，又随两端压力差增大而增加。通过对多孔金属孔结构（如孔隙率 、孔径、开孔度）的控制，可以获得不同透过性能的多孔金属材料。
多孔金属的抗冲击特性表现在其具有显著的吸收碰撞能量的能力。
散热性能
付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.
声学性能
声波射向多孔金属时，孔内介质（一般为空气）在声波作用下，产 导热性能 生振动引起声波射向孔壁表面，产生漫射而干涉消音。同时，孔内介质 在声波作用下发生压缩伸张变形，引起介质与孔壁之间摩擦，使声能转 化为热能，从而起到吸声、消音效能。如果声波能进入多孔金属内（通 孔），就会使其内部骨架振动而吸收声能，借机械运动将声能转换为热 能。
铸造法
化学反 应法
沉积法 烧结法
刘京雷,叶先勇,何元章,徐宏. 多孔金属材料制备方法的研究进展[A]. 材料导报A:综述篇,2013.
铸造法
铸造法是目前比较成熟的工业化生产多孔金属材料的方法。 铸造法适用于材料熔点相对较低的金属材质，主要有铝合金、 钢、铜、青铜、黄铜等，所制备的多孔金属孔隙度可达90%以 上。
根据其孔洞的连通性可分为闭孔和开孔二大类，前者是含有大量独立 存在的孔洞，后者是连续畅通的三维多孔结构。
三维闭孔材料
三维开孔材料
闭孔材料具有比重小，刚性和比强度好，吸振及吸音性能好等特点;开 孔材料除了具有上述特点之外，还具有渗透性、通气性好等特点。
田大容,柏凯,王扬,赵领晨,米娇娇,孙琦. 多孔金属材料制备工艺及展望[A].甘肃冶金,2014.
2.多孔金属结构特征与特性
孔径
孔径分为体孔径和面孔径。体 孔径是指孔的等效直径，但不 易直接测量；面孔径指截面上 孔的截面多边形的等效直径。
孔隙率
孔隙率为孔隙所占体积与总 体积之比。
结构特征
比表面积
比表面积指一定体积下的表面 积与其体积之比。多孔金属的 比表面积大约为10-40cm2/cm3。
气孔形状
耐热性能
由于多孔金属具有不同的结构特征，一般情况下闭孔多孔金属具有 吸音、隔声性能；而开孔多孔金属的吸声、消音性能更好。
散热性能
付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.
电磁波屏蔽性能
效果更好。高频电磁场通过多孔泡沫金属时产生感应电势而形成感应涡 流，与原磁场反向的涡流磁场产生抵消作用，起到电磁屏蔽效果，屏蔽 作用远高于导电性涂料及导电性材料。
多孔金属在近几十年得到了广泛的关注并实现了快速的发展，在能源环 保、石油化工等领域得到了应用，可解决生产过程中液体、气体原料和贵重 资源的回收，产品的提纯净化等问题，推动了现代工业技术的进步。
王静,杨军,张建. 多孔金属材料制备技术研究进展[A]. 兵器材料科学与工程,2013.
多孔金属材料的类型
根据具体工艺不同，铸造法又分为直接吹气法、熔体发 泡法、渗流法、金属-气体定向共晶凝固法等。
刘京雷,叶先勇,何元章,徐宏. 多孔金属材料制备方法的研究进展[A]. 材料导报A:综述篇,2013.
骨骼及骨骼的显微照片
1.研究进展
1
密度小、孔隙率高、比表面 积大
优点
3
2
强度及韧性高、导电导热性好、 抗冲击能力强
能量吸收性好及特殊的传热 和声学等特点
多孔金属材料 是20世纪40年代发 展起来的一种新型 材料，由金属基体 和大量孔隙组成， 孔隙将金属相分割 成许多小单元，又 称为多孔泡沫金属， 具有与传统材料不 同的新型结构。
由于制备方法的不同，多孔金 属的气孔可分为球状、胞状、 多边形状和不规则形状等多种 形态。
卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林.超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[A].力学进展,2006.
多孔金属的主要特性有：
热物 理性 能 渗透 性能 力学 性能
特性
电磁波 屏蔽性 能
能量 吸收 性能
耐热性能
多孔金属既可作为许多应用的结构材料，也可作为一些场合的功能 材料，而一般情况下它兼具功能和结构双重作用，是一种性能优异的多 功能工程材料。 散热性能
付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.
3.多孔金属的制备方法
按照孔隙的产生方式，典型的制备方法主要分为：
付全荣,张依鈖,段滋华,李煜. 多孔泡沫金属及其在化工设备中的应用[A].化工机械,2010.
能量吸收性能
多孔金属的能量吸收性能表现出两种特性，即阻尼特性和抗冲击特性。
在交变应力作用下发生振动时，会造成内部的应力应变分布不均匀， 引起孔洞发生膨胀（缩小）和扭曲，产生膨胀能和畸变能，使能量损失， 耐热性能 因此多孔金属表现出良好的阻尼特性。
散热性能
当热量流经开孔多孔金属时，其巨大的比表面积使散布在其中的流体产生复杂的 三维流动，从而具有较高的散热能力。
力学性能
多孔金属的抗拉强度比较低，但是抗压强度和抗弯强度较高。 导热性能
耐热性能
散热性能
多孔金属在承受压 应力时其应力-应变曲线 上的塑性变形阶段(名义 应变在0.5%~75%范围)的 应力几乎恒定不变。它们 在变形时大量的能量被转 变为塑性能，并以热量形 式耗散。