多孔材料抑制瓦斯爆炸传播的实验及机理

利用自行设计加工的断面为30cm×30cm方形爆炸实验管道,对不同参数的金属丝网、泡沫陶瓷材料和多孔泡沫铁镍金属的抑爆效果分别进行了实验研究,结合材料特点,分析了其抑爆机理。实验结果表明,金属丝网、泡沫陶瓷和多孔泡沫铁镍金属对瓦斯爆炸传播均有一定抑制作用,多孔泡沫铁镍金属衰压和阻火效果优于金属丝网和泡沫陶瓷,材料的损坏程度明显降低,对火焰衰减效果增强;测点4,多孔泡沫铁镍金属相比40目40层金属丝网对最大火焰温度的衰减率提高了43.8%,相比Al2O3 7cm大孔泡沫陶瓷提高了34.5%。测点7,多孔泡沫铁镍金属相比40目40层金属丝网体对爆炸超压的衰减率提高了29.9%,相比SiC 5cm大孔泡沫陶瓷提高了22.4%。     

有机多孔泡沫材料应用的研究进展

综述了芳香族热固性共聚酯多孔材料的特点与性能,并针对其在航空航天材料、车体结构材料、吸波材料等领域的应用与有机泡沫多孔材料进行了相似的分析与比较。通过对比得出芳香族热固性树脂多孔泡沫是一类高性能树脂泡沫材料,具有优异的耐热性,很高的刚性与强度,且制备成本低廉,因此具有更广阔的应用前景。     

多孔石墨泡沫材料内流动阻力的扩展Ergun方程

近年来,金属泡沫、石墨泡沫等多孔功能材料因具有低密度、高导热、耐高温和耐腐蚀等特点而被广泛关注和研究。为了简化石墨泡沫内流动阻力的预测计算,根据石墨泡沫材料微孔的空间几何结构,对比颗粒填充床流动模型的Ergun型方程,建立面心立方(Face centered cubic,FCC)泡沫模型,以流速、孔隙率和比表面积分别相等则流动阻力相等为假设,推导了多孔泡沫孔径与颗粒床粒径间的对应关系,提出了适用于多孔泡沫介质内流动阻力预测的扩展Ergun方程。用所得方程进行了验证计算,并与数值模拟结果作了比较分析。     

多孔泡沫材料强化传热特性及场协同分析

实际生产生活中使用到的多孔泡沫材料通常都是非均质的,文章建立了多孔泡沫材料均质与非均质模型,结合场协同理论,从速度与温度梯度矢量的协同关系出发,分析了多孔泡沫材料内部单相流体对流强化换热的物理机制,研究了孔隙率、孔密度以及空气流速对流体顺流方向协同性能的影响。研究表明:场协同原理适用于分析多孔泡沫材料的强化传热机制;多孔泡沫材料孔隙中心与骨架后缘处的协同程度最好,骨架侧缘协同程度最差(协同角接近90°);非均质多孔泡沫材料孔壁附近协同程度较差,相同条件下全场平均场协同角比均质泡沫大;多孔泡沫材料越均匀全场协同情况越好,在相同流速、孔隙率和孔密度下,均质泡沫材料全场平均协同角余弦值可达非均质泡沫的1.2倍。计算结果表明,空气流速为3m/s时,孔隙率为0.8、0.85和0.9的多孔泡沫材料强化传热强度分别是普通平直翅片的3.3倍、1.9倍和1.2倍。该研究对新型散热器设计具有指导意义。     

多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料及其力学性能研究

基于多孔泡沫金属的结构性能,研制一种新型的磁流变液阻尼材料,并搭建测试系统,研究其力学性能。在该材料中,磁流变液由于毛细管力的作用储存在多孔泡沫金属里面,在磁场作用下被抽出到剪切间隙内并产生磁流变效应;利用搭建的测试系统,研究多孔泡沫金属的材料、外加电流、剪切间隙和剪切应变率等参数对多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料力学性能的影响,结果表明,设计的多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料可产生明显的磁流变效应,在相同情况下,采用多孔泡沫金属铜时,多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料具有最大的剪切转矩。     

ICF靶低密度聚合物多孔材料研究进展

概述了国内外ICF靶低密度多孔材料（泡沫、气凝胶）的发展现状,着重介绍了间苯二酚-甲醛（RF）气凝胶、水溶性聚合物泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）泡沫、聚丙烯酸酯泡沫等的制备技术及有关泡沫材料的掺杂技术,对我国过去十余年在低密度聚合物多孔材料研制方面取得的研究进展进行了较为系统的总结,并对“十五”期间应尽快开展的关研究工作进行了简要介绍。     

ZnO纳米棒/多孔锌泡沫的制备及其压缩和抗菌性能

以商业铸态纯锌和NaCl颗粒为原料,采用空气压缩渗流法制备得到表观密度为2. 86 g/cm3、孔隙率为60%的多孔锌泡沫。扫描电镜观察发现相互连通的孔洞均匀地分布于多孔锌泡沫内部。将多孔锌泡沫置于200 g/L的NaCl水溶液中,80℃保温2 h后试样表面原位生成密集的ZnO纳米棒,得到ZnO纳米棒/多孔锌泡沫材料。压缩测试结果表明,ZnO纳米棒/多孔锌泡沫的压缩力学性能与未经NaCl水溶液处理的多孔锌泡沫的压缩力学性能相比没有明显下降。抗菌测试结果表明,ZnO纳米棒/多孔锌泡沫材料具有优异的抗菌性能。     

静流阻率对泡沫铝吸声性能影响的分析

鉴于多孔泡沫铝内部微观结构的复杂性,在Rayleigh-Kirchhoff圆管模型基础上,考虑粘滞损耗和热传导,建立了一个适用于多孔泡沫铝吸声性能的简化理论模型。通过Matlab软件计算分析了刚性背衬和空腔背衬条件下多孔泡沫铝重要参数-流阻对材料吸声性能的影响。结果表明,多孔泡沫铝材料的吸声系数峰值频率随空气层厚度的增加而向低频方向移动,流阻率与多孔泡沫铝的最佳吸声段有直接的对应关系,在一个合理的流阻值范围内,吸声性能达到最优,太大或太小的流阻值都不会使多孔泡沫铝获得良好的吸声效果。     

多孔性吸声材料的研究进展

本文阐述了吸声材料在实际使用中的地位和意义,简单介绍了多孔吸声材料的种类及其性能特点.详细介绍了多孔泡沫吸声材料,其内容涉及泡沫金属材料的制备工艺、吸声性能和影响因素,以及泡沫塑料、泡沫玻璃和复合泡沫材料的特性、用途、研究进展和应用现状.     

多孔泡沫金属内层流强制对流传热的相界面温差分析

基于简单立方体模型,应用Brinkman-Forchheimer-extended Darcy流动模型并结合边界层理论,分析了边界恒热流条件下的多孔泡沫金属通道内层流强制对流时流体与多孔泡沫金属间的相界面温差,结果表明,相界面温差随着流体流速的增大而减小.随着多孔泡沫金属孔密度的增大而减小,而随着多孔泡沫金属孔隙率的增大而增大.     

基于二维Voronoi模型的多孔泡沫金属导热性能模拟研究

多孔金属材料作为新型功能材料具有密度低、强度高、导热性能优良等特性,应用前景广阔,受到越来越多的关注。多孔材料的有效导热系数与随机孔隙结构相关,仅用孔隙率不足以描述真实材料的孔隙结构。采用二维Voronoi模型,定义孔隙随机度S和孔隙率ε作为孔隙结构参数,通过调节核点位置偏移因子α和边宽系数β改变模型的随机度S和孔隙率ε,分析随机度S和孔隙率ε对相对有效导热系数k*的影响。结果表明,随机度和孔隙率同时影响多孔泡沫材料的有效导热系数,当随机度S一定时,随着孔隙率ε增大,材料的有效导热系数k*减小;当孔隙率ε一定时,随着随机度S的增大,有效导热系数k*减小。根据大样本的有限元数值模拟结果,拟合了有效导热系数由孔隙率和随机度组成的函数表达式。     

多孔镁作为新型骨组织工程材料的研究探索

多孔镁作为骨组织工程材料具有明显的优势.介绍了多孔镁的制备方法,评述了镁基材料作为骨组织工程材料的生物相容性以及在其表面可能制备的生物活性涂层,初步探讨了镁基材料在体内的降解机理,并对多孔镁作为一种新型骨组织工程材料的医用前景进行了展望.     

空心微珠/金属基复合泡沫制备方法与吸能性能的研究进展

金属基复合泡沫是由空心微珠和金属基体复合而成的一种新型结构功能多孔复合材料。它具有许多优异的性能,如轻质、高比强度、高比刚度、高吸能能力、隔热、吸声隔音及电磁屏蔽等,高吸能能力是金属基复合泡沫的突出特点,在防撞、减振、缓冲及防爆抗振的汽车、航空航天、军事装备及船舶等领域具有广阔的应用前景。本文对金属基复合泡沫的基体材料、空心微珠填充材料、影响金属基复合泡沫压缩吸能性能的因素及压缩吸能机制进行了概述,重点报道了金属基复合泡沫常用的制备工艺及近年来铝基、镁基、锌基及钢基复合泡沫吸能性能的研究进展,分析了当前研究中存在的一些问题,并对金属基复合泡沫的应用现状作了阐述,最后展望了金属基复合泡沫的研究发展趋势。      

Effects of surfactants on the microstructure of porous ceramic scaffolds fabricated by foaming for bone tissue engineering

A porous scaffold comprising a β-tricalcium phosphate matrix and bioactive glass powders was fabricated by foaming method and the effects of surfactants as foaming agent on microstructure of scaffolds were investigated. Foaming capacity and foam stability of different surfactants in water firstly were carried out to evaluate their foam properties. The porous structure and pore size distribution of the scaffolds were systematically characterized by scanning electron microscopy (SEM) and an optical microscopy connected to an image analyzer. The results showed that the foam stability of surfactant has more remarkable influence on their microstructure such as pore shape, size and interconnectivity than the foaming ability of one. Porous scaffolds fabricated using nonionic surfactant Tween 80 with large foam stability exhibited higher open and total porosities, and fully interconnected porous structure with a pore size of 750-850 μm.     

Novel method of preparing hydroxyapatite foams

Porous scaffolds are considered a key strategy in the concept of bone tissue engineering. Hydroxyapatite, which is a bioceramic has been used as a popular scaffold material due to its bioactive and osteoconductive properties. A combination of slurry-dipping and electrospraying has been used as a new foam fabrication method to produce porous and interconnected foam structures. The combined method has shown to overcome the shortcomings of the individual methods and it has produced open pores in the desired range of 100–350 μm. The porosity which was determined by calculation and microtomography was between 84% and 88%. Reduced cracks and thicker struts were observed in the microstructure, pointing to improved mechanical properties.     

泡沫铝功能材料的研究发展动态

泡沫铝是近几年发展起来的一种集结构-性能一体化的新型功能材料，其特殊的多孔结构、性能、广泛的应用前景，引起了越来越多研究者的重视。本文对国内外泡沫铝性能研究现状及其应用予以综合概述，简述了泡沫铝的主要制备方法、性能特点及应用领域，以及目前所存在的主要问题。并对泡沫铝应用前景进行展望，以期推动泡沫铝的进一步研究和应用。     

Thermally Stable Metal‐Organic Framework‐Templated Synthesis of Hierarchically Porous Metal Sulfides: Enhanced Photocatalytic Hydrogen Production

Porous nanostructured materials are demonstrated to be very promising in catalysis due to their well accessible active sites. Thermally stable metal‐organic frameworks (MOFs) as hard templates are successfully utilized to afford porous metal oxides and subsequently metal sulfides by a nanocasting method. The resultant metal oxides/sulfides show considerable Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface areas, by partially inheriting the pore character of MOF templates. Preliminary investigation on the obtained hierarchically porous CdS for water splitting, as a proof of concept, demonstrates its much higher activity than both corresponding bulk and nanosized counterparts, under visible light irradiation. Given the structural diversity and tailorability of MOFs, such synthetic approach may open an avenue to the synthesis of advanced porous materials for functional applications.     

多孔金属纤维烧结板制造技术及应用研究进展

多孔金属纤维烧结板是随着新型化材料制备以及机械加工复合技术的飞速发展而出现的一类新颖的多孔金属材料。近年来由于其特殊孔隙结构的开发和多学科领域的强大应用需求,多孔金属纤维烧结板的制造技术取得快速进步,其相关应用领域正从传统的应用领域不断地向高新技术应用领域拓展。根据其制造工艺过程综述了金属纤维制造技术(熔抽法、拉拔法和切削法)和多孔金属纤维烧结板制造技术(固相烧结和液相烧结技术)的最新研究进展,并详细分析了其已有或潜在的应用领域,最后展望了多孔金属纤维烧结板的应用前景。