開孔泡沫鋁制備及其性能研究（七）

泡沫金屬的應(yīng)用

泡沫金屬作為功能材料的應(yīng)用

(1)分離與過濾材料

泡沫金屬由于特殊的孔結(jié)構(gòu)而具備優(yōu)良的滲透性，因其能通過其孔道阻留和捕集流體介質(zhì)中固體粒子，從而可以應(yīng)用于氣體或液體的過濾與分離，從而達(dá)到介質(zhì)的凈化或分離，而成為制備各種過濾器的理想材料。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用也非常廣泛，日本住友電氣工業(yè)公司運(yùn)用孔隙率達(dá)85%的Ni-Cr-Al泡沫金屬制成的柴油機(jī)微粒過濾器，能夠凈化柴油機(jī)廢氣且實(shí)用廉價(jià)；多孔不銹鋼在宇航工業(yè)中應(yīng)用于航空器及制導(dǎo)陀螺中液壓油的凈化，在自動燃料管路中凈化氣體，在碳?xì)浠衔锕に囍谢厥沾呋瘎欢嗫租佉驯挥糜诓捎头郎斑^濾去除空氣中的桿菌、噬菌體等細(xì)菌，還被用于氯堿工業(yè)、氯化工藝和航空燃油精過濾方面。

(2)電極基體材料

泡沫金屬具有良好的導(dǎo)電性能，較強(qiáng)的支撐能力以及很大的比表面積可以為界面電化學(xué)電荷提供廣闊的傳遞空間，因而成為重要的電極材料，而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。利用有機(jī)泡沫電沉積法制備的泡沫銅可用作電解銅還原的陰極以及電有機(jī)合成電極，泡沫鎳被用作化學(xué)反應(yīng)工程中的流通性和流經(jīng)性多孔電極，具有良好的電解質(zhì)擴(kuò)散、遷移和物質(zhì)交換性能運(yùn)用泡沫鎳作為有機(jī)化合物電氧化的多孔三維陽極，可使苯甲基乙醇的多相電催化氧化生成乙醛的電解電流和乙醇轉(zhuǎn)換提高近30%。德國Hoppecker蓄電池廠生產(chǎn)的NFC型鎘鎳型電池采用孔隙率為90%的多孔鎳基板使鎳電池的質(zhì)量比容量比燒結(jié)式基板提高33%。

(3)吸聲材料

泡沫金屬在結(jié)構(gòu)上具有開口孔隙和半開口孔隙，這些曲折相連的孔結(jié)構(gòu)，改變了聲音的傳播方向，由于粘滯流動而使其能量損失，因此泡沫材料具有良好的聲音阻尼能力，而成為理想的防噪聲材料。日本已將泡沫金屬用在高速列車發(fā)電機(jī)室、無線電錄音室及新干線吸音等方面，取得良好效果。具有耐高溫、高速氣流沖刷和抗腐蝕性能優(yōu)越的輕質(zhì)多孔鈦可以用來控制在特殊工況下的燃?xì)馄啓C(jī)的進(jìn)、排氣所產(chǎn)生噪音。

(4)電磁屏蔽材料

泡沫金屬是由金屬骨架與連通孔洞所組成的多孔材料，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得電磁波在孔洞中發(fā)生多次反射和吸收損耗，從而使其具有優(yōu)良的電磁吸收性能，可用于制作電磁屏蔽器件、電子儀器防護(hù)罩等。孔隙率高，三維連通性好的泡沫銅或鎳，優(yōu)于金屬網(wǎng)的屏蔽效果，可達(dá)到波動窗的屏蔽效果，另獨(dú)具輕小、通氣散熱的特點(diǎn)，而適用于移動的儀器設(shè)備。

(5)熱交換材料

泡沫金屬由于同時具備很大的比表面積和金屬的優(yōu)良導(dǎo)熱性能，而成為熱交換和加熱、散熱的有效材料。熱管是一種表面覆蓋多孔芯材結(jié)構(gòu)的密封排液容器，可用于作為熱量輸送裝置。水熱管可用來冷卻保護(hù)用于等離子體加熱 的射頻天線的法拉第護(hù)罩。水冷多孔熱交換技術(shù)還可用于高能回轉(zhuǎn)儀的微波腔冷卻。

(6)催化載體材料

泡沫金屬由于具有大的比表面積，且同時具有高的延展性和熱導(dǎo)率，這些性能能夠加大反應(yīng)工程的催化效率，而使泡沫金屬成為重要的催化載體材料。用泡沫金屬制作汽車排放有毒廢氣的催化中和器，可使排放的CO減少2~3倍，毒性減小達(dá)90%。泡沫鎳可用于對水溶液中的6價(jià)Cr離子（劇毒）進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

(7)其他應(yīng)用

泡沫金屬膜的反射性能，可設(shè)計(jì)出在紅外區(qū)具有寬頻帶光過濾系統(tǒng)，而被應(yīng)用于熱光電能量轉(zhuǎn)換和電信系統(tǒng)。泡沫金屬還被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前臨床上已使用泡沫不銹鋼、泡沫鈦合金等作為人工骨材料，滿足人骨所需較高孔隙率的同時保證較高的力學(xué)性能。泡沫金屬材料具有不燃燒性，而被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域作為阻止火焰?zhèn)鞑サ淖杌鹌?/span>