泡沫金属在双向承载条件下的力学性能

根据各向同性三维网状泡沫金属的简化结构模型,建立该类材料的双向拉伸力学分析模型.利用该力学模型推出泡沫金属在双向拉伸破坏时两向名义应力与孔率3者的数学关系式,并在此基础上进一步得出该类材料在承受双向载荷时的安全判据.当双向承受的名义应力相等时,还可得到泡沫金属在双向等荷承载条件下的载荷强度与孔率的数学关系.这些关系式通过泡沫镍为例的有关实验数据证明是相当实用的.而由本理论体系可得出对多孔体双向承载条件的安全性判断,这似乎是Gibson和Ashby的有关模型理论所未触及或难以做到的.     

泡沫金属双向承载的力学模型

根据开孔泡沫金属材料的结构特点提出其抽象化的新型简化结构模型,即“八面体模型”,在此基础上建立起该类材料在双向拉伸条件下的力学分析模型。从该分析模型出发,推导得出了该类材料在双向拉伸破坏时两向名义应力与孔率三者的数学关系式。结果表明:该关系式还可进一步描述成“偏应力”、“平均应力”和孔率三者之间的关系。本理论模型与Gibson和Ashby的有关理论体系的不同之处是,前者可直接运用“梁理论”进行方便的分析和推演,而后者则不能。验证实验结果显示,本理论模型的数学关系与实际数据吻合良好。     

泡沫材料在剪切载荷作用下的力学关系推演和分析

泡沫金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,在作为工程构件时就可能遇到剪切载荷的作用。探讨泡沫材料在剪切载荷作用下其构件内部的力学行为,采用隔离分析的简单方式,通过数理推演得出此种承载状态下的力学关系表征。结果显示,泡沫金属材料受到剪切载荷作用而产生破坏时,其构件内部的最大名义切应力大小可用多孔体的孔率以及泡沫金属材料本身固有的特性参量来描述。通过这种数理关系,直接便捷得到该材料在此时的强度判据。     

泡沫金属双向等速拉伸载荷强度与孔率的近似关系

以各向同性的三维网状高孔率泡沫金属为对象，提出双向等速拉伸过程中载荷强度与其孔率的数学关系。结果表明，以泡沫镍为例的有关实验数据，能较好地用该数学关系式来描述。     

泡沫金属在单双向拉压载荷作用下的表征分析

探讨泡沫金属的单向压缩以及双向拉压行为,并研究了该材料单双向拉伸性能,进一步分析该材料在承受各种单双向拉压载荷时的不同响应方式.结果表明:在泡沫金属材料受到不同的单双向拉压载荷作用而产生破坏时,其承受的各向名义应力大小与多孔体的孔率都可表达为一个统一的数理关系;对于一个确定的多孔体材料,其单双向压缩负载能力要分别大于其单双向拉伸负载能力.     

三维网状泡沫金属杨氏模量和泊松比的数理表征

杨氏模量和泊松比是工程材料最为基本的两个力学指标.多孔金属是一种兼具功能和结构双重属性的优秀工程材料,采用"八面体分析模型",研究了三维网状泡沫金属的这两个性能指标,发现其表观杨氏模量与多孔体的孔率有比较复杂的数理关系,而其表观泊松比则是一个与孔率无关的特征材料常数.     

承受扭矩和剪切时开口多孔金属的孔棱失效

以高孔率的三维网状多孔金属(即开口多孔金属)为研究对象,建立其简化结构失效模型。分析多孔构件在扭转和剪切载荷形式作用下由于孔棱发生拉断、剪切和屈曲而引起的失效模式,系统地研究上述两种承载条件下这类多孔体构件受到载荷作用而导致孔棱失效时名义载荷与孔率的数理关系。在此基础上,进一步研究此类材料在不同载荷作用下发生各种孔棱失效模式的载荷条件。结果表明,这些失效模式与多孔金属的材质指标、孔率及承受的载荷大小等因素均有关系,这种关系也可以进行相应的具体数理表征。     

泡沫镍的宏观拉伸断裂行为

本文从宏观的角度探讨了泡沫镍的单向拉伸断裂行为。将孔率为88．29％的泡沫镍试样在室温下进行不同速率的单向拉伸,并与致密镍板的拉伸断裂现象进行对照,考察其拉伸断裂行为的异同。结果表明,泡沫体在拉伸过程中亦表现出宏观的塑性变形特征,但相对于致密体来说,其宏观脆性显著提高。此外,泡沫体在断裂时表现为一个明显的渐进过程,而致密体则相应为一个瞬间过程。     

泡沫金属力学性能的若干问题

泡沫金属在结构方面的应用口益增多，其力学性能随之显得越来越重要。本文列举了该材料的一些结构用途，在强化其力学性能研究意识的同时，提出了泡沫金属双向拉伸性能研究的基础性和必要性。并从其应用发展趋势、制备方法和结构特点出发，指出该材料双向力学性能与孔率关系研究的重要意义。     

泡沫金属电阻率的计算方法

泡沫金属的孔率是一项易于测知和易于在制备过程中进行控制的特性指标,而其电阻摔在这两方面都比较困难。本文通过建立新的针对性理论公式,并与有关计算公式一起进行应用分析,找到了较合适的用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的方法,从而为多孔金属材料的整体优化和高孔率泡沫金属生产过程中电阻率指标的控制提供便利。     

泡沫金属在单、双向载荷作用下的拉伸破坏行为初探

采用低载拉伸试验机对多孔体的单、双向拉伸进行了系列实验，通过分析该材料的单向拉伸破坏机制，发现开孔泡沫金属材料的宏观断裂特点既不同于最大拉应力准则的横向断裂，也不同于最大剪应力准则的塑性流动破坏，而是表现为介于它们之间的一种复杂断裂形式；拉伸断裂过程中多孔体的延伸率主要由三维网络中的金属丝体发生的塑性偏转所造成。通过其双向承载时断裂形态的观测分析，发现泡沫体十字型样品在双向等速拉伸载荷作用下的应力场分布与双向异速拉伸载荷作用下的类似，且其应力场的最大应力线为靠近样品中央载荷区边缘的四次对称曲边四边形。     

镁合金泡沫化研究进展

简述了当前泡沫镁合金研究较多的几种制备方法,并对其工艺原理、工艺过程及优劣予以对比分析。并论述了泡沫镁的压缩性能和仿生性能。最后对泡沫镁合金的工业化生产提出了看法及展望。     

泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备及研究

本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式,通过高温真空烧结法,制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性,通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析,对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究,同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。     

Development in applications of porous metals

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｎｏｔａｂｌｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｐｏｒｏｕｓｍｅｔａｌｓｉｓｔｈｅｅｘｉｓ ｔｅｎｃｅｏｆａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆｖｏｉｄｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｉｎｎｅｒｂｏｄｙｍｅｔａｌｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐａｃｔｍｅｔａｌｓ .Ｔｈｉｓｉｍｐａｒｔｓｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｍａｎｙｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｓｍａｌｌｍａｓｓｄｅｎｓｉｔｙ ,ｂｉｇｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ ,ｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ,ｌｏｗｈｅａｔｃ…     

泡沫钛的制备和性能研究进展

近年来泡沫钛一直是泡沫金属研究中的热点之一。其主要的制备方法有粉末冶金法、浆料发泡法、捕获气体发生膨胀法、自蔓延高温合成法、气体-金属共晶凝固、快速成型法、纤维烧结法、等离子喷涂法、相变超塑性法、凝胶注模法、等离子体活化烧结法等,对其性能研究主要集中在结构参数、力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性等方面。对泡沫钛的制备和性能进行了综述,并对今后的性能改良和理论模型研究等方向进行了展望。