金属空心球的制备方法
2012-10-18 7:55:10
金属空心球是一种结构功能一体化材料，其密度低、孔隙率高（高达97%）且兼有闭孔或开孔材料的结构特征，引起人们广泛的关注和研究。

金属空心球的孔隙由球内的密闭孔隙以及烧结球体之间的间隙孔隙构成，正是因为这种独特的结构而具有许多优异的性能，如能量吸收、消音减震、低热传导等。

被广泛应用于航天、航空、环保、能源生物等高新领域。

如何制备金属空心球呢，总体的方法有模板法和无模板法，具体如下：
1、模板法
1) 混合涂覆法
金属流化床法是在有机物上涂覆金属粉末浆料的制备空心球，从理论上将几乎可以将所有金属或合金转变为空心球材料。

但工序复杂，成本较高，目前主要集中在316L不锈钢和由氧化铁制备的低成本的空心球结构。

2）反应结合法
以聚合物粒子为模板通过物理或化学反应在模板上形成一个壳层，最后再通过溶解或煅烧将模板去掉。

2、无模板法
1）喷雾干燥法
喷雾干燥法技术是目前工业上制备粉体的一种常用技术。

利用喷雾干燥法制备空气微球的过程是：首先将目标产物的前驱体溶解在相应的溶剂中配成溶液，然后前驱体溶液经过喷雾装置使其雾化，经过雾化处理后形成的液滴进入反应器中，液滴表面的溶剂迅速蒸发。

同时，液滴中的溶质部分发生热分解或燃烧等化学反应，形成空心结构微球。

空心球的尺寸直径一般为1-6mm，壁厚一般为100μm。

2）雾化法
雾化法是金属熔体在雾化过程中由于部分气体被熔体包裹产生少量的空心颗粒，通过浮选法分离得到粉末中的中空部分。

此法获得的控制空心球的尺寸较小，直径一般为500-1000μm，壁厚一般为100-300μm。

3）置换反应烧结法
置换反应烧结法利用化学反应最终形成空心外壳，壳壁粗糙且多孔、强度低，球直径500-700μm，厚度为几百微米。

两种方法中，模板法是制备核壳结构材料的一种最为广泛、有效且易行的方法。

而与模板法相比，无模板法能制备多壳层空心球，且空心球内表面不如模板法规则，光滑。

目前，在金属空心球的制备方面，仍存在制备过程繁琐、空心球球壳厚度及其组成和结构难以精确控制等问题，这些都是未来改进和研究的方向。

(成王）。