粉末冶金法制备多孔金属材料技术

介绍了多孔金属材料的用途和应用前景、国内外的研究现状,重点阐述了采用粉末冶金法制备多孔金属材料的基本原理、工艺流程及其优缺点.对粉末冶金法制备多孔金属材料尤其是泡沫铝过程的制坯压力、发泡剂量、发泡温度、发泡时间等参数对发泡过程的影响进行了讨论,分析了制备多孔金属材料现存问题及发展趋势.     

多孔金属吸声性能测试系统设计

为深入研究多孔金属材料的声学性能，基于双传声器传递函数法设计一套多孔金属材料吸声性能测试系统，并详细介绍了整个测试系统的设计过程，给出具体的设计参数。在此基础上，搭建实际多孔金属材料阻抗管测试系统，并通过对标准多孔金属试样进行对比测试验证测试系统的可行性和稳定性；最后，对测试系统误差来源及误差修正方法也进行进一步分析和讨论。研究结果将为后续极端环境下多孔金属的系列研究奠定基础。     

喷射沉积多孔材料的轧制变形理论

根据"表观总应变能达到一个临界值时材料开始屈服"这一概念,研究和建立了多孔材料轧制塑性变形屈服准则,根据"多孔材料变形时质量不变"原理建立了轧制变形过程中高向变形与相对密度、高向变形与纵向变形、泊松比与相对密度的关系.理论预测与用喷射沉积制备的FVS0812耐热铝合金多孔材料的轧制结果符合得较好;建立了多孔材料轧制变形相对密度与高向应力的关系,提高多孔材料所处的压应力状态可以加速材料的致密化速度,改善多孔材料的轧制成形性能.     

多孔金属材料的化学制备方法及性能研究进展

为优化多孔金属材料的制备方法,深入认识性能并扩大其应用,本文综述了多孔金属材料的化学制备方法、性能及应用。制备方法主要从电沉积法、脱合金法、固体烧结法、液态凝固法等方面阐述,并围绕多孔金属材料所具有的吸声、过滤分离、导电导热及催化等性能,介绍了其在汽车工业、航空航天工业及生物医学方面的应用。文章最后简述了多孔金属材料逐渐向复合化、梯度化、孔结构多样化发展的未来趋势。     

应力三轴度及轧辊凸度对93钨合金板材轧制损伤的影响

依据粉末烧结93钨合金板材轧制过程数值模拟模型,利用DEFORM有限元软件,分析了轧辊凸度对轧制钨板头部开裂的影响及开裂点处应力状态的变化情况。结果表明:随轧辊凸度数值的增加,轧制力和板材宽展呈上升趋势,等效应力和等效应变变化不明显;咬入阶段轧辊凸度绝对值增加使板材头部应力三轴度和开裂的趋势均增大,轧辊凸度取值范围应在-0.02~0.05mm。     

不对称多孔金属材料的研究进展

不对称多孔金属材料是一种性能优良的新型多孔材料,这种结构实现了现代多孔材料过滤行业的高精度、大流量生产要求,同时良好的力学性能使得不对称多孔金属材料的应用较陶瓷膜的应用更为广泛。本文综述了不对称多孔金属材料研究概况,并就不对称金属多孔材料的发展趋势作了相应预测。     

生物医用多孔金属材料的研究进展

本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺、力学性能、耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。作为一种新型的硬组织修复材料 ,生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科、牙科等医疗领域有广阔的应用前景     

溶胶-凝胶法制备多孔SiO2薄膜开裂问题研究进展

综述了用溶胶-凝胶法制备多孔SiO2薄膜过程中薄膜开裂问题的研究进展,讨论了影响薄膜开裂的各种因素.对各种可能导致开裂的因素如溶剂、化学添加剂、表面改性、干燥过程等进行了开裂原理分析,并给出了部分解决方法.     

生物医用多孔金属材料的研究进展

本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺，力学性能，耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。作为一种新型的硬组织修复材料，生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科，牙科等医疗领域有广阔的应用前景。     

多孔金属材料制备方法的研究进展

多孔金属既拥有金属材料本身所具有的优良性能,又因为大量孔隙结构的存在使其拥有优良的功能特性,因而在工程中得到广泛的应用。简述了多孔金属材料的优异性能及其工程应用领域,重点综述了几种多孔金属材料的制备技术,包括铸造法、沉积法、烧结法、化学反应法等工艺技术,并展望了今后的研究热点。     

多孔金属镍的制备

采用添加造孔剂、真空烧结工艺制备了多孔金属镍材料,并主要讨论了造孔剂含量对材料性能的影响。     

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。     

对GASARITE脱合金制备微-纳复合多孔金属的研究

Gasar工艺是一种制备规则排列微米多孔金属的定向凝固工艺,脱合金工艺是一种通过选择性溶解固溶体合金而制备无序纳米多孔金属的工艺方法,将Gasar和脱合金工艺相结合可以制备一种有序-无序结合、微米-纳米复合的特殊结构多孔金属.选择Cu-Mn二元合金为研究对象,研究了Gasar工艺参数及合金成分对定向凝固多孔Cu-Mn合金结构的影响.脱合金工艺在Gasar工艺制备的定向凝固多孔Cu-Mn合金基础上进行,分析了腐蚀温度等脱合金工艺参数对纳米多孔结构的影响.在优化的Gasar和脱合金工艺参数下,制备得到了一种特殊结构的微-纳复合多孔金属.     

多孔金属流场双极板研究进展

多孔金属是一种兼具结构与功能的材料,得益于其低密度、高孔隙率、可控渗透性的优点,在许多领域都有广泛应用。本文综述了多孔金属在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)双极板流场中的研究进展,相较于传统流道流场,高开孔率(>70%)的多孔金属具有相互连通的三维立体结构,可以增加气体分布均匀性、并加强气体传质、增强电子和热的传导及水的排出,从而对电池性能有较大提升。同时探讨多孔金属参数、流场结构设计、服役参数目和多孔材料本身对多孔金属流场在PEMFC应用中的影响。目前阻碍多孔金属在PEMFC应用的最大问题是腐蚀,且多孔金属内部结构复杂对涂层制备工艺提出更大挑战,因此如何有效解决多孔金属在PEMFC两极环境中的腐蚀问题,对推进多孔金属在燃料电池领域中的应用意义重大。     

3D打印制备多孔结构的研究与应用现状

多孔结构材料具有优异的物理、力学性能,应用领域广泛。目前,已开发出的多孔结构的制备方法种类繁多,然而仅少数可实现批量生产,大多数方法工艺较为复杂,并且在制备过程中难以对多孔结构进行有效控制,以致所得多孔结构仍存在某些性能方面的不足。3D打印技术的发展与应用为多孔结构的制备带来了新的途径,所制备的多孔结构可同时具备宏观孔隙和微观孔隙,其骨架及宏观孔隙可以根据需要进行设计。可用于制备多孔结构的3D打印方法主要有利用激光能量的选择性激光烧结法(SLS)、选择性激光熔化法(SLM)和激光近净成形法(LENS)等方法,利用电子束能量的电子束熔化(EBM)法,喷射粘结剂的三维印刷(3DP)法,材料挤出类中的熔融沉积成形(FDM)法和三维浆丝沉积(3DF)法,以及间接3D打印法。近年来,国内外学者对采用这些方法制备多孔结构开展了一定的研究,以期找到适合具体情况的3D打印方法及相应合理的工艺规范,从而提高制件的性能。采用SLS、SLM和LENS法,通过控制激光扫描轨迹和粉末烧结程度可以获得材料的宏观和微观孔隙。SLS法可制备的多孔结构材料种类较广,SLM和LENS法主要用于制备金属多孔结构。EBM法与SLM法类似,但EBM法需要在真空环境下成形,可用于制备Ti等活泼金属材料。适用于3DP法的粉末材料种类更广,可选用不同的粘结剂和相应的后处理方法,其工艺灵活性大。FDM法一般用于低熔点热塑性材料,通过熔融挤出而堆积成宏观多孔结构。3DF法以粉末浆料的形式挤出成形,适用的材料种类比FDM法广,得到的结构具有宏观和微观孔隙。FDM和3DF法的打印精度和孔隙尺寸受喷嘴打印能力的限制。间接法先利用某种便捷的3D打印方法制备出多孔结构原模,再将该原模经粉末冶金、浇注等方法制得所需的多孔结构材料,这样可以避免3D打印直接制备某些材料的多孔结构在结构特征方面受到的限制。上述这些方法中,由于激光和电子束的能量集中,故SLM和EBM法制备的多孔结构相对于其他方法更精细。3D打印制备多孔结构时孔隙的形成机理可以总结为:制件内打印轨迹未到达的区域形成的宏观设计孔隙、制件骨架内的粘结剂被加热分解或被溶解而去除后形成的孔隙、气体溶解在烧结过程中的熔融金属内形成的孔隙、激光扫描熔迹之间形成的孔隙、粉末颗粒间堆积空隙形成的孔隙。本文对3D打印制备多孔结构的研究与应用现状进行了综述,概述了制备多孔结构的几种主要的3D打印方法,总结了其孔隙的形成机理,介绍了3D打印多孔结构的应用现状,指出了未来需要开展的研究。     

金属橡胶材料特征参数对其吸声性能影响的实验研究

为深入研究金属橡胶材料吸声降噪性能,并为该材料吸声结构设计提供依据,实验研究了金属橡胶材料的吸声特性。分析了金属橡胶材料厚度、孔隙率、金属丝直径和平均孔隙直径等特征参数对吸声性能的影响;推导并验证了金属橡胶材料吸声系数第一共振频率的理论计算公式;研究了具有相同平均孔隙直径金属橡胶材料的吸声特性。结果表明:金属橡胶材料可作为均匀、各向同性的多孔吸声材料进行研究,其吸声性能具有可设计性,并且相同平均孔隙直径的金属橡胶材料具有相同的吸声特性。     

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%。     

A cellular concrete material used for thorough cleaning of wastewater generated in electroplating process

Heavy metals are of special concern because of their toxicity and negative impact on living organisms. An active porous material for adsorption of heavy metals from aqueous solutions has been manufactured. The material is a sort of cellular concrete with some iron containing industrial dust as an additive. The dust is a result of cleaning of metal elements in the mining machinery production process. Several adsorbents were manufactured. For the adsorbents, the kinetics of batch process of removal of Cu, Zn, Cr and Ni ions from aqueous solutions has been investigated. Laboratory tests of the sorption material were promising. The process is quick; within several minutes the material uptakes over 70% of metal contained in the solution. A trial of continuous treatment of effluents from electroplating facility has been conducted in industry. The employed material demonstrated high cleaning ability firmly binding Cu, Zn, Cr and Ni ions. A sulfuric acid solution of pH value corresponding to the “acid rain”, leached only insignificant amounts of these metals.     

高温气体过滤除尘材料的研究进展

高温介质过滤除尘技术的关键是高温过滤材料,本文主要介绍了金属多孔材料和陶瓷多孔材料以及新型过滤材料各自的特点和最新研究进展,其中金属陶瓷复合膜等新型多孔材料因克服了陶瓷材料密封性、抗热震性差以及金属材料制备困难、稳定性差等缺点,成为高温气体除尘材料研究者关注的焦点。