金属纤维多孔材料力学性能的研究进展
纳米多孔金属的制备方法及其力学性能的研究进展
纳米多孔金属的制备方法及其力学性能的研究进展李元伟;张猛;王小健;李卫【摘要】纳米多孔金属是一种孔径在0.1～100 nm之间,且韧壁尺寸也在纳米量级的多孔金属材料.因其独特的孔隙结构、高比表面积和高导电性等特征,纳米多孔金属在许多领域都有着丰富的潜在应用.这篇综述比较了制备纳米多孔金属的几种常用方法:模板法、脱合金法与电化学法,其中,主要介绍了脱合金法,包括液态金属脱合金法及气相脱合金法的最新进展;重点阐述了纳米多孔金属在表面增强拉曼散射、催化以及超级电容器方面的应用现状及相关研究工作;最后,对纳米多孔金属的力学性能模拟及实验进行讨论,重点分析了纳米多孔金属力学性能的研究趋势以及存在的主要问题.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】14页(P10-23)【关键词】纳米多孔金属;脱合金法;力学性能【作者】李元伟;张猛;王小健;李卫【作者单位】暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000;暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510000【正文语种】中文【中图分类】TB34多孔材料孔径可控、形貌多样，已广泛应用于催化、检测、防护、环保等工业领域。
多孔材料的一个重要分支是纳米多孔金属材料。
近10年来，纳米多孔金属（nanoporous metals，NPMs）作为一类内部具有纳米级（0.1～100 nm）三维连通孔洞结构和高比表面积的新型功能材料，引起了国内外学术界和工业界广泛的关注。
虽然，在形态上，纳米多孔金属与泡沫金属很类似，但是，它具有更小的孔隙结构和更高的比表面积。
因其兼具纳米材料的功能特性和泡沫材料的结构特征，纳米多孔金属在催化、传感、驱动、表面拉曼散射增强、电解、超电容器、高温模板/支架和耐辐射等领域呈现出广阔的应用前景。
力学性能是制约材料应用的一个重要因素。
《多孔金属材料应力-力增强现象的研究》范文
《多孔金属材料应力-力增强现象的研究》篇一多孔金属材料应力-力增强现象的研究一、引言多孔金属材料因其独特的结构特性在许多领域中具有广泛的应用，如能源储存、过滤、电磁屏蔽等。
然而，关于多孔金属材料在应力/力作用下的表现，尤其是其应力/力增强现象的研究尚不充分。
本篇论文旨在探讨多孔金属材料在应力/力作用下的增强现象，通过实验研究和理论分析，深入理解其增强机制和影响因素，为多孔金属材料的应用提供理论依据。
二、多孔金属材料的结构特性多孔金属材料具有独特的结构特性，如高比表面积、高孔隙率、良好的导电性等。
这些特性使得多孔金属材料在应力/力作用下表现出与传统金属材料不同的特性。
首先，多孔金属材料中的孔隙可以提供应力/力的缓冲作用，使材料在受到外力时具有更好的能量吸收能力。
其次，多孔金属材料的孔隙结构可以改变材料的力学性能，使其在特定方向上具有更高的强度和刚度。
三、多孔金属材料应力/力增强现象的实验研究为了研究多孔金属材料的应力/力增强现象，我们进行了系列的实验研究。
首先，我们制备了不同孔隙率、不同孔径的多孔金属材料样品。
然后，我们对这些样品进行了拉伸、压缩等力学性能测试，观察其应力/力增强现象。
实验结果表明，多孔金属材料在受到外力时，其应力/力增强现象显著。
这主要是由于多孔金属材料中的孔隙结构在受力过程中起到了缓冲和分散应力的作用。
此外，我们还发现，孔隙率和孔径对多孔金属材料的应力/力增强现象具有显著影响。
随着孔隙率的增加和孔径的减小，多孔金属材料的应力/力增强效果更加明显。
四、多孔金属材料应力/力增强现象的理论分析为了进一步理解多孔金属材料应力/力增强现象的机制，我们进行了理论分析。
我们建立了多孔金属材料的力学模型，通过有限元分析等方法，对多孔金属材料在受力过程中的应力分布、能量吸收等进行了研究。
理论分析表明，多孔金属材料中的孔隙结构可以有效地分散和缓冲应力，使材料在受力过程中具有更好的能量吸收能力。
此外，我们还发现，多孔金属材料的力学性能与其微观结构密切相关，如孔隙率、孔径、孔隙形状等都会影响其力学性能。
浅谈多孔金属纤维材料的应用
第22卷第2期延安教育学院学报V o l 22N o 2 2008年6月Journa l o f Y anan Co llege o f Educati on Jun 2008浅谈多孔金属材料的应用郝刚领,杨能勋,田 炜,朱小敏(延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000)[摘 要] 多孔金属材料作为一类区别于致密材料的新型材料,具有高比强度、高比刚度、高强韧、高阻尼、高能量吸收等优良机械性能,以及减振、散热、吸声、电磁屏蔽、渗透性优等特殊性质,是一种性能优良的多功能工程材料,有着良好的应用前景,本文简要的介绍了多孔金属材料在一般工业领域、国防科技领域及环境保护领域的应用。
[关键词] 多孔金属材料;应用;工业领域;国防科技领域;环境保护领域[中图分类号] TH113 [文献标识码] A [文章编号] 1009-3001(2008)02-0069-021 引言所谓多孔金属材料是指一种金属骨架里分布着大量孔洞的新型材料,以多样化孔隙为特征的广义阻尼材料。
按其结构来分,可分为无序和有序两类,前者如泡沫材料,而后者主要是点阵材料。
按孔之间是否连通,可分为闭孔和通孔两类,前者含有大量独立存在的孔洞,后者则是连续畅通的三维多孔结构。
由于多孔材料的孔径可实现从毫米量级到微米甚至纳米量级的跃变,因而其微结构具有良好的可设计性,可根据不同的需求在制备前对其微细结构进行优化设计及多功能、多学科的协同设计。
与致密材料相比,多孔金属材料的物理特性主要体现在质轻、易着色、易加工、耐高温等方面,而其功能特性则体现在高阻尼、吸声与隔声、电磁屏蔽、冲击缓冲、隔热与散热、载体等[1]。
在我国,多孔金属材料的基础和应用研究也逐步得到重视和发展。
近年来,研究队伍不断壮大,在制备技术、结构和物性等方面的基础研究以及在各种民用和国防领域的应用研究均取得了一定的进展,已经引起我国政府、中科院和航空航天等部门的高度重视,尤其值得一提的是,我国在2005年立项的国家重大基础研究计划(973计划) 超轻多孔材料和结构创新构型的多功能化基础研究,更是体现了对该类材料研究的重要性和迫切性。
金属基复合材料力学性能研究进展
4、疲劳与断裂行为研究：疲劳与断裂是金属基复合材料在实际应用中面临的 重要问题。研究者们通过研究复合材料的疲劳性能、断裂韧性、裂纹扩展行为 等，深入了解了其在实际应用中的可靠性和寿命预测，为提高金属基复合材料 的应用安全性提供了有力支持。
三、未来研究方向与展望
虽然金属基复合材料的力学性能研究已取得显著进展，但仍存在许多挑战和问 题需要解决。未来研究可以下几个方面：
二、实验方法
1、材料制备
高体积分数金属基复合材料SiCpAl的制备方法包括熔融搅拌法、粉末冶金法 和喷射沉积法等。本次演示采用熔融搅拌法，将铝基体和碳化硅颗粒按一定比 例混合，在高温炉中熔炼，并搅拌均匀，然后浇注成标准试样。
2、实验测试
对制备好的标准试样进行动态力学性能实验，包括拉伸、压缩和冲击等测试。 实验过程中采用有限元分析方法对试样的应力、应变和断裂行为等进行详细分 析。
摘要：本次演示对高体积分数金属基复合材料SiCpAl进行了动态力学性能研 究。实验测试和有限元分析结果表明，该材料具有优异的力学性能和耐磨性能， 在工业领域具有广泛的应用前景。同时，本次演示也提出了材料在应用过程中 可能存在的问题及解决方案。
一、引言
高体积分数金属基复合材料是一种以金属或合金为基体，以陶瓷颗粒或其他增 强体为增强体制成的复合材料。由于具有优异的耐磨、耐高温和抗疲劳等性能， 因此在工业领域具有广泛的应用前景。SiCpAl是一种常见的高体积分数金属 基复合材料，由铝基体和碳化硅颗粒增强体制成。本次演示旨在探讨该材料的 动态力学性能及其在工业领域的应用。
本次演示主要研究了高体积分数金属基复合材料SiCpAl的动态力学性能及其 在工业领域的应用。通过实验测试和有限元分析，探讨了材料的力学行为、断 裂机制以及耐磨性能等方面的表现。本次演示的研究成果对于优化材料的应用 和提高工业设备的运行效率具有重要意义。
金属多孔材料力学性能的研究进展
对于不 同行业来说 ， 有较 大的选择空 间， 可 以使 这些 材料 不 断更新 、 改进 ， 完善 ， 以更 好 地发挥 其 作用 。
金 属 多孔 材 料 ，是 指 在金 属 的 内部不 规 则 地 分 布 着数 不 清 的 、 有 一 定 的趋 向的或 不定 方 向的孔 洞 ， 其 直径 很小 ， 不 过 两到 三毫米 左 右 。孔 洞 的形 状千 变
从专业理论角度来说 ，金属多孔材料也不是完 美无缺的， 在具体应用到建筑等行业 中时 ， 可能会控 制 不好 其 自身 的拉 应力 和 压 应力 ，产 生一 定 的 不 利 作 用 ，就 影 响 到它 的力 学 性 能 ，甚 至会 有 严 重 的后 果 。 由于金 属 多孔 材 料在 自身 的性 质 和致 密 性 上 有 着 很 不稳 定 和极 高 的差 别 性 ， 因此 ， 在 对 于实 用 性 的 工 程 建筑 行 业 来说 ，必须 注 重其 力 学 性 能 的各 项 指 标， 才 能更好 地 应用 它 。就现 阶段 在金 属 多孔材 料 的 发展状况来说 ， 对于吸能能力较好的金属材料 ， 因其 比重小 、 质量 比较轻等有利条件 ， 在减震 的设备方面 等领域的应用 比较广泛 ，并且得到了较佳的应用效 果， 在很 多 方 面发 挥 了积 极 的促 进 作 用 ， 很 值得 进 一 步推 广与 应用 。 同时， 我们也应看到 ， 有些金属多孔材料 的发展 自身就具有很大的缺点 ， 例如纤维 型 较大 、 吸收音 色 比较好 ； 第二类 是连续 型 ， 其孔 洞就 还相 当不完善 ， 比较 连续 ， 不 能 清 晰地 看 到孔 洞 的结构 ， 它涵 盖 了独 金属 多孔 材料 的创 造 时 间 比较 晚 、 发展 较 快 ， 但 问题
金属纤维多孔材料力学性能的研究进展
万方数据
·２６８·
稀有金属材料与工程
第３８卷
烧结温度越高，保温时间越长，所得到多孔材料孔结 构越好，金属丝之间结点也就越粗糙，则孔隙度越低。 在压缩过程中，钢丝网表现出与其它多孔材料一样的 弹．塑性行为。随着孔隙度增大，多孔钢丝网屈服强度
和弹性模量降低。当孔隙度从３３．９０％增加到５６．２７％ 时，其屈服强度从４６．９ ＭＰａ降低到１４．８ ＭＰａ，其弹 性模量从１．４２ ＧＰａ降低到０．４２ ＧＰａ。
Ｖ０１．３８，Ｓｕｐｐｌ．３ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００９
金属纤维多孑Ｌ材料力学性能的研究进展
乔吉超１，２奚正平２，汤慧萍２，王建永２，朱纪磊２
（１．西北工业大学，陕西西安７１００７２） （２．西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，陕西西安７１００１６）
摘要：金属纤维多孔材料既有金属的性质，又因内部存在着大量的孔隙而具有一系列的功能特性，是一类优良的结
构功能一体化材料。本文主要分析了金属纤维多孔材料的制备方法，讨论了该材料的力学性能，并着重介绍了近几年
该领域的最新研究进展。
关键词：金属纤维多孔材料；力学性能；制备；结构材料
中图法分类号：ＴＦｌ２５：ＴＢ３８３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２．１８５Ｘ（２００９）Ｓ３．２６７．０４
１ 引言
烧结金属纤维多孔材料在高温吸声、水下消音、 表面燃烧、热管等方面所表现出的优异性能，已经引 起了材料研究工作者的广泛关注【１硼。金属多孔材料正 在从功能单一的材料用途向结构材料延伸，最终实现 多功能化、结构功能一体化的突破。随着金属多孔材 料的功能结构一体化的研究，越来越需要研究功能性 金属多孔材料在结构件中的力学行为，积累这些材料 在承受一定载荷和冲击情况下的基础力学数据，同时 为拓宽金属多孔材料的多功能化提供依据［５～ｔ３】。
浅谈金属多孔材料力学性能的探究论文
浅谈金属多孔材料力学性能的探究论文对金属多空材料的应用有着重要的作用，金属多孔材料是有着功能和构造双重属性的工程材料，尤其是在近些年的开展过程中使其得到了较为广泛的应用。
金属多孔材料有着密度小及抗冲击性高等诸多的特征，由于对其实际的应用领域愈来愈广，在应用的要求上也有着很大的提升，所以对金属多孔材料的力学性能的理论进展研究就显得格外重要。
1.1金属多孔材料的理论分析金属多孔材料在实际的应用过程中会由于受到拉应力及压应力等作用的影响，对其自身的力学性能造成一定程度的威胁，所以其自身的力学材料性能对应用的效果就有着直接性的影响。
金属多孔材料的力学性能指标对应用的工况环境有着决定性作用，在材料的性质及致密材料上有着很大的差异性。
在近些年的开展过程中，金属材料作为一种吸能材料，依靠着自身质量轻及吸能的效率高等优势在减震装置等方面得到了应用，其在承受压缩应力的过程中，应力及应变曲线上会有较宽屈服平台区，所以在这一作用下能够对外来力进展应变，为能够对这一材料得到更好的应用，就需要对其孔构造以及空隙率等方面进展研究，使其得到更好的应用。
1.2金属多孔材料的类型分析材料制备技术的开展使得金属泡沫及金属蜂窝等金属多孔材料得到了广泛应用，其中的金属蜂窝多孔材料是人工制造的构造，主要是受到蜂巢构造的影响，随着开展其在构造上也呈现出了多样化态势。
金属蜂窝类型的多孔材料的广泛应用主要就是其在密度上相对较小，并在比刚度及比强度上都到达了一定程度，所以就成了生活中比拟理想的轻质材料。
现代的工业正处在蓬勃开展阶段，所以对材料的性能方面就有着较高的要求，对简述蜂窝多孔材料的'改良就成了必然，其中负泊松比材料能够在未来的开展中有着广阔前景。
负泊松比蜂窝i材料拉伸时膨胀及压缩时收缩，所以有着较好的力学性能。
另外还有金属纤维多孔材料，这一材料不仅有着金属性质同时也具有着内部空隙，这是较好的构造功能一体化材料。
对这一材料的承受载荷及冲击的力学数据进展积累能够有效的拓宽这一领域的功能依据。
多孔材料的力学特性与吸附性能探索
多孔材料的力学特性与吸附性能探索在材料科学领域中，多孔材料由于其独特的力学特性和吸附性能备受研究者的关注。
多孔材料是指具有微观孔隙结构的材料，这些孔隙可以是微米甚至纳米级别的。
通过调节孔隙的形状、大小和分布，可以影响材料的力学特性和吸附性能。
首先，我们来探索多孔材料的力学特性。
多孔材料因为具有内部孔隙结构，所以比同等质量的致密材料具有更低的密度。
这使得多孔材料成为一种轻质材料，具有良好的机械韧性和变形能力。
例如，多孔金属材料在航空航天领域中得到了广泛应用，因为它们可以承受大的变形而不失去结构强度。
此外，多孔材料还具有吸能性能，能够吸收冲击或振动能量，从而减少外部冲击对其它结构的影响。
因此，多孔材料在碰撞和震动减缓方面有广泛的应用前景。
其次，我们来探讨多孔材料的吸附性能。
多孔材料因为具有大量的孔隙，使得其表面积相对较大。
这使得多孔材料能够吸附气体、液体或溶质分子。
例如，活性炭作为一种常见的多孔吸附材料，有着较大的比表面积和丰富的微孔结构，可用于去除水中的有机污染物、气体的除臭和空气净化等领域。
此外，多孔材料还可以通过调节孔隙结构和表面修饰来调控吸附能力。
研究人员通过改变孔隙的大小和形状，以及在孔壁上引入功能基团或催化剂，可以实现对特定气体或液体的选择性吸附。
这为多孔材料在环境治理和能源储存领域提供了新的可能性。
除了力学特性和吸附性能，多孔材料还具有一些其他特点值得探索。
例如，多孔材料可以通过调节孔隙结构来调节其声学性能。
一些研究表明，调节多孔材料的孔隙分布和孔径可以改变其声学吸收特性，从而在噪音控制和声学工程中有着广泛应用。
此外，多孔材料还可以作为载体材料，用于催化剂、药物和其他功能性物质的载体。
通过调节多孔材料的孔径和孔壁化学性质，可以实现对药物释放速率和选择性的控制，从而提高药物疗效并减少副作用。
总之，多孔材料由于其独特的力学特性和吸附性能，成为材料科学领域的研究热点。
通过调节多孔材料的孔隙结构，可以实现对力学特性的调控，从而满足不同应用需求。
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【３】Ｎａｋａｊｉｍａ Ｈ．Ｐｒｏｇ Ｍａｔｅｒ ＳｃｉＯ］，２００７，５２：１０９１ 【４】Ａｓｈｂｙ Ｍ Ｆ＇Ｅｖａｎｓ Ａ Ｇ Ｆｌｅｃｋ Ｎ Ａ ｅｔ ａ１．Ｍｅｔａｌ Ｆｏａｍｓ：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅ［Ｍ］．Ｗｏｒｂｕｍ：Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ－Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ，２０００ ［５】Ｂａｎｈａｒｔ Ｊ．Ｐｒｏｇ Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ［Ｊ］，２００１，４６：５５９ 【６】Ｅｖａｎｓ Ａ Ｇ Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ Ｊ Ｗｊ Ａｓｈｂｙ Ｍ Ｅ Ｐｒｏｇ Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ［Ｊ］，
图２烧结多孔钢丝网的拉伸断裂机制示意图
Ｆｉｇ．２
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｐｏｒｏｕｓ
ｓｔｅｅｌ ｗｉｒｅｓ：：（ａ）ｆｉｂｅｒ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，（ｂ）ｆｉｂｅｒ ｒｏｔａｔｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｍｏｖｉｎｇ，ａｎｄ（ｃ）ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ口２】
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２．１８５Ｘ（２００９）Ｓ３．２６７．０４
１ 引言
烧结金属纤维多孔材料在高温吸声、水下消音、 表面燃烧、热管等方面所表现出的优异性能，已经引 起了材料研究工作者的广泛关注【１硼。金属多孔材料正 在从功能单一的材料用途向结构材料延伸，最终实现 多功能化、结构功能一体化的突破。随着金属多孔材 料的功能结构一体化的研究，越来越需要研究功能性 金属多孔材料在结构件中的力学行为，积累这些材料 在承受一定载荷和冲击情况下的基础力学数据，同时 为拓宽金属多孔材料的多功能化提供依据［５～ｔ３】。
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稀有金属材料与工程
第３８卷
烧结温度越高，保温时间越长，所得到多孔材料孔结 构越好，金属丝之间结点也就越粗糙，则孔隙度越低。 在压缩过程中，钢丝网表现出与其它多孔材料一样的 弹．塑性行为。随着孔隙度增大，多孔钢丝网屈服强度
和弹性模量降低。当孔隙度从３３．９０％增加到５６．２７％ 时，其屈服强度从４６．９ ＭＰａ降低到１４．８ ＭＰａ，其弹 性模量从１．４２ ＧＰａ降低到０．４２ ＧＰａ。
【９】Ｍｕｋａｉ Ｔ，Ｍｉｙｏｓｈｉ Ｔ＇Ｎａｋａｎｏ Ｓ ｅｔ ａ１．Ｓｃｒｉｐｔａ Ｍａｔｅｒ［Ｊ］，２００６，
５４：５３３
【１０】Ｑｉａｏ Ｊｉｃｈａｏ（乔吉超），Ｘｉ Ｚｈｅｎｇｐｉｎｇ（奚正平），Ｔａｎｇ Ｈｕｉｐｉｎｇ （汤慧萍）ｅｔ ａ１．Ｒａｒｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（稀有 金属材料与工程）【Ｊ】，２００８，３７：２０５４
象。这样，烧结金属纤维多孔材料就具有了较高的压
缩力学性能［２１，２４，２５］。
对于金属多孔材料，存在着［４】：
丛：ｃｆ生１詈
（１）
ｏ”Ｐ ５
式中，矿：为多孔材料的塑性破坏应力，仃，。为多孔材
料对应致密体的屈服应力，ｐ·为多孔材料的密度，Ｐ。 为多孔材料对应致密体的密度，Ｃ为常数，这个常数
与孔的几何形状有关。在研究中，将盯：，居。定义为
表１ 金属纤维多孔材料的能量吸收能力及能量吸收效率
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｆｉｂｅｒ ｍｅｔａｌｓ
针对烧结多孔钢丝网，Ｌｉｕ等［２２，２３］在其随后的研 究中，对这种多孔材料的拉伸性能【２２１和扭曲性能【２３】 进行了分析。和其它金属多孔材料相比（泡沫铝等）， 其具有较高的强度，其拉伸破坏机制如图２所示，主 要包括３个部分：纤维的松弛，纤维的转动和作用在 结点上的力。
摘要：金属纤维多孔材料既有金属的性质，又因内部存在着大量的孔隙而具有一系列的功能特性，是一类优良的结
构功能一体化材料。本文主要分析了金属纤维多孔材料的制备方法，讨论了该材料的力学性能，并着重介绍了近几年
该领域的最新研究进展。
关键词：金属纤维多孔材料；力学性能；制备；结构材料
中图法分类号：ＴＦｌ２５：ＴＢ３８３
金属纤维多孔材料既有金属的性质，又因为材料 内部存在着大量的孔隙，而具有一系列的功能特性， 它是一类优良的结构功能一体化材料。因此，研究金 属纤维多孔材料的制各方法和探讨金属纤维多孔材料 的力学性能具有重要的意义【№１８１。本文对金属纤维多 孔材料的力学性能进行了较为系统的评述和总结，分 析了金属纤维多孔材料力学性能方面存在的不足，展 望了金属纤维多孔材料力学性能的发展趋势，以期为 进一步研究金属纤维多孔材料的力学性能提供一定的 参考。
１９９８，４３：１７１
【７】Ｗａｎｇ Ｚｈｉｈｕａ，Ｍａ Ｈｏｎｇｗｅｉ，Ｚｈａｏ Ｌｏｎｇｍａｏ ｅｔ ａ１．Ｓｃｒｉｐｔａ Ｍａｔｅｒ［Ｊ］，２００６，５４：８３
【８】Ａｍｓｔｅｒｄａｍ Ｅ，Ｈｏｓｓｏｎ Ｊ Ｔｈ Ｍ Ｄｅ，Ｏｎｃｋ Ｐ Ｒ．Ｓｃｒｉｐｔａ Ｍａｔｅｒ［Ｊ］，
２００８，５９：６５３
与泡沫铝相比，烧结金属纤维（丝网）多孔材料 甲的缺陷比较少，在泡沫铝中存在的缺陷主要有：孔 壁比较脆弱且有褶皱现象，存在着裂纹。而且泡沫铝 内部存在着孔坍塌等现象。这些缺陷在很大程度上都 限制了泡沫铝的压缩性能。对于有同种纤维（丝网） 直径制备的金属多孔材料，经过烧结后，其孔壁是均 匀的，在金属纤维多孔材料的内部不存在着孔坍塌现
一ｋ一，＼Ｓｃ黯ｒｅｗ－标ｐｉｔｃｈ厂
圈Ｅ＝厘一ｎｔａｎｇｌｅｄ圈一例一 ｗｉｒｅ ’全…。～ ●暾妊堙曩毁可
图３准有序弯曲铝合金丝网材料制备工艺示意
Ｆｉｇ．３
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ．ｏｒｄｅｒｅｄ ｅｎｔａｎｇｌｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｗｉｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ【３０】
这种铝合金纤维多孔材料的孔结构在空间上是相 互连通的，其单轴压缩应力应变曲线表现Ｈ｛和传统的 金属纤维多孔材料相同的性能和典型的应力应变曲 线。孔隙度对这种材料的压缩屈服强度和弹性模量有 着显著的影响，其最大能量吸收效率发生在应变为 １０％一３５％的范围内，则其对应的最大能量吸收效率范 围为５５％－６２％。
２金属纤维多孔材料的力学性能
图１为烧结金属多孔材料典型的压缩应力．应变 曲线【６】，可以看出，其压缩应力．应变曲线大致分为３ 个阶段：在应变很低情况下的线性弹性区、屈服平台 区和应力急剧增大情况下的致密化区。金属多孔材料
在压缩过程中能鼍吸收能力取决于压缩应力．应变曲 线下平台屈服区的面积。金属多孔材料还是优良的减 震材料，由于其具有这一特殊性质而广泛应用于汽车 制造业。从图１还可以看出，金属多孔材料抗冲击性 能取决于线弹性区下的面积。
３结 语
现阶段，烧结金属纤维多孔材料的力学性能研究 落后于材料的应用，应用过程中的诸多力学问题亟待 深入研究。同时，材料的实测力学性能与理论力学性 能还有相当差距，其根本原因在于材料制备工艺及技 术的不完善导致材料的微观结构不够理想。因此，烧 结金属多孔材料的一个重要研究领域是针对超轻结构 和能鼍吸收的应用需求，加大材料制备工艺探索以及 材料在多场耦合情况下的力学性能研究，同时重点关 注材料服役过程中的微观力学行为，为金属多孔材料 的更好应用提供指导。随着烧结金属纤维多孔材料向 结构功能一体化方向深入发展，有关烧结金属纤维多 孔材料的力学模型、破坏机制、理论计算和性能推导 等基础研究有待加强。
参考文献
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
【ｌ】Ｔａｎｇ Ｈｕｉｐｉｎｇ（汤慧萍），Ｚｈｕ Ｊｉｌｅｉ（朱纪磊），Ｇｅ Ｙｕａｎ（葛渊）ｅｔ ａ１．Ｒａｒｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（稀有金属材料与工
程）川，２００７，３６（１ ２）：２２２０
【２】Ｇｉｂｓｏｎ Ｌ Ｊ’Ａｓｈｂｙ Ｍ Ｅ Ｃｅｌｌｕ／ｗ＂Ｓｏｌｉｄ．：＆能咖譬，ａ魁ｔ Ｐｒｏｐｅｒｔ／ｅｓ［Ｍ］．
烧结工艺对金属纤维多孔材料的压缩性能影响也 很明显，Ｌｉｕ等【２ｌ】采用冶金工艺制备了孔隙度为 ３３．９０％－５６．２７％，孔径为２５～１３００ ｌａｍ的多孔钢丝网。
收稿日期：２００９．０７．１５ 基金项目：国家“９７３”计划资助项目（２００６ＣＢ６０１２０１Ｂ）
作者简介：乔吉超，男，１９８０年生，博＋｝：生，西北ｒ业大学材料学院，陕西西安７１００７２：通讯作者：奚正平，教授，博士生导师，电 话：０２９－８６２３ １０９５，Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｍｔ－ｓｋｌ＠ｃ—ｎｉｎ．ｇｏｍ
万方数据
增刊２
乔吉超等：金属纤维多孔材料力学性能的研究进展
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Ｃｈｉｎｏ等【２７ｉ采用电火花等离子烧结技术，施加静 态磁场制备了低碳钢纤维。采用这种方法制备的多孔 低碳钢具有较高的崩塌应力和较高的致密化应力。这 主要是因为静态磁场下，多孔低碳钢的方向结构发生 变化。钢纤维平行于加载方向。导致纤维与加载方向 之间的夹角增大，使多孔低碳钢的崩塌应力增大。
由于钛合金的特殊性质，使其在医学领域得到广 泛应用。烧结钛纤维金属多孔材料的成功制备，进一步 拓宽了钛及钛合金在生物领域的应用。Ｚｏｕ等【２８】采用真 空烧结工艺，在高温烧结下制备了孔隙度为３５％～８４％ 的钛纤维多孔材料。孔径分布为１５０－６００¨ｍ。随着孔 隙度的增加，压缩屈服强度和弹性模量均降低，其取值 范围分别为１００－２００ ＭＰａ和３．５－－４．２ ＧＰａ，由于其交织 状的多孔结构，使得骨组织和体液传输更为便利。
第３８卷 ２００９年
增刊３ １２月
稀有金属材料与工程
ＲＡＲＥ ＭＥＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０１．３８，Ｓｕｐｐｌ．３ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００９
金属纤维多孑Ｌ材料力学性能的研究进展
乔吉超１，２奚正平２，汤慧萍２，王建永２，朱纪磊２
（１．西北工业大学，陕西西安７１００７２） （２．西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室，陕西西安７１００１６）