任德忠，李 波

（成都易態(tài)膜分離技術(shù)有限公司，四川 成都 610404）

多孔材料因其具有優(yōu)異的滲透性能，目前已成為了現(xiàn)階段迅速發(fā)展的熱點材料之一，按化學成分加以分類，可以將其劃分出無機多孔材料和有機多孔材料等，無機多孔材料包括多孔陶瓷（如Al2O3）和多孔金屬材料等等[1]。多孔金屬材料主要是通過金屬機體和氣孔共同組成的新型多功能復合材料，這種材料在實際運用的過程中彰顯出減震、消音減噪等多種特征，因此被廣泛的運用至多種領(lǐng)域，如化工、軍事和交通運輸?shù)?。為獲取性能更佳的多孔金屬材料，針對于內(nèi)部孔徑的研究至關(guān)重要[2]。

1 多孔金屬的制備工藝

多孔金屬材料擁有著多種多樣的制備方法，針對于同一種金屬材料實際運用到的制備工藝存在著明顯的差距，因此獲得的材料內(nèi)部氣孔孔徑和分布也呈現(xiàn)出較為顯著的差別，相應的性能和實際應用也會發(fā)生較為明顯的變化?？梢砸勒詹煌姆椒▽⑵溥M行合理的分類：依照采取的制備工藝分析，可以將其劃分為鑄造法、沉積法和發(fā)泡法等；其次依照材料內(nèi)部形成的孔隙結(jié)構(gòu)存在的差異，可以將其劃分出開孔多孔金屬和閉孔多孔金屬。再者，依照生成氣孔時金屬狀態(tài)存在的顯著差別，可以將其劃分為金屬熔體、粉末冶金法以及蒸汽等方法。

1.1 金屬熔體

此類制備工業(yè)重點是將金屬基體逐步的融化，之后適當?shù)募尤氲诙嘌趸?，保證其粘度大大增加，借助于攪拌的方式，讓原料適當?shù)幕旌掀饋?，在攪拌過程中將氣體及時注入到熔體中，從而形成對應的氣孔。這類方式較為簡易，同時還體現(xiàn)出經(jīng)濟性，但實際得到的多孔金屬產(chǎn)品孔結(jié)構(gòu)存在著不均勻的情況，力學性質(zhì)不達標[3]。在獲取金屬熔體之后，可以適當?shù)慕柚谔砑影l(fā)泡劑的方式進行發(fā)泡處理，加熱之后使得發(fā)泡劑能夠進行有效的分解，由此產(chǎn)生相應的氣體，從而使得熔體及時的膨脹并發(fā)泡，冷卻之后便能得到相應的多孔金屬。這種方式最為重要的點在于發(fā)泡劑和金屬熔體進行了充分的攪拌之后，在實際混合的時候，分解的量應該得到有效的控制，混合均勻后保證發(fā)泡的階段可以產(chǎn)生較多的氣體。

1.2 粉末冶金法

在進行多孔金屬制備過程中，以金屬粉末為原料，并適當?shù)奶砑酉鄳陌l(fā)泡劑，制備出相應的多孔金屬材料。通過與發(fā)泡劑的合理搭配，在嚴格的按照相應的比例進行充分的混合之后，經(jīng)過適當?shù)膲褐瞥尚?，使其成為相對緊實的坯體，將其適當加熱到混合物的臨界熔點溫度，保證金屬塊在進行融化的時候發(fā)泡劑可以產(chǎn)生相對于明顯的氣體，由此得到了優(yōu)良孔隙的多孔金屬材料。這種方法在實際運用的過程中獲取的多孔金屬材料具有較高的孔隙率，孔隙的分布狀態(tài)較為均勻，根據(jù)相關(guān)的研究證實，在運用此類方法的時候，可以積極的運用金屬纖維替代金屬粉末，在保證孔隙率一定的情況下燒結(jié)所需要的多孔金屬，這種金屬的強度要比金屬粉末實際獲取的多孔金屬強度更強。

1.3 沉積制備工藝

1.3.1 金屬蒸汽

這種工藝技術(shù)在實際應用的過程中是借助于真空或者是具有著較高惰性的氣體實現(xiàn)的其他金屬的制備，讓其在相對于特殊的聚合物上進行沉積，由此獲取具有著特定厚度的金屬沉積層。當這樣的沉積層經(jīng)過冷卻之后，借助于化學方式對于聚合物的基底加以去除，從而獲取多孔金屬材料。此類制備工藝對于設(shè)備的具體要求較高，并且成績的速度較為遲緩，能夠產(chǎn)生較高的成本[4]。

1.3.2 金屬離子

這類方法借助于電化學的手段，及時的將金屬沉積在相對容易分解的多孔有機物中，通過加熱的方式使得有機物去除，經(jīng)過最后的燒結(jié)獲取多孔金屬。因為多孔有機物存在著不導電的性質(zhì)，因此需要將其適當?shù)倪M入到導電溶液中，由此完成相應的電鍍處理，也就是在多孔有機物的表面適當?shù)腻兩弦粚咏饘伲_保具備導電性。此類制備工藝實際獲取的材料體現(xiàn)出較低的密度，同時具有著較高的空隙率，孔隙分布相對均勻?，F(xiàn)階段國內(nèi)外普遍使用此類制備工藝，并將其投入到大規(guī)模生產(chǎn)實踐中。

2 多孔金屬材料的具體應用

2.1 醫(yī)用領(lǐng)域

多孔金屬具有著較為明顯的過濾分離功能，因此在抗菌素藥物生產(chǎn)的過程中，可以適當?shù)倪\用相應的材料，采取多孔鈦管進行氯霉素水解物過濾等操作。此外還能借助于多孔金屬材料實際具備的開放多孔狀結(jié)構(gòu)，比如鈦合金制備的多孔材料，考慮其與人體組織呈現(xiàn)出較為優(yōu)良的相容性，并且不會對人體產(chǎn)生任何的有害作用，且自身具備的優(yōu)良機械強度，可以借助于孔隙率的合理調(diào)整與人體天然的骨骼相匹配，體現(xiàn)出良好的減震效果，因此被廣泛地運用至生物醫(yī)學骨科植入物等具體的治療實踐中。

2.2 建筑領(lǐng)域

在多數(shù)的項目建設(shè)實踐中，多孔金屬材料體現(xiàn)出較為優(yōu)良的性質(zhì)，其具備著輕質(zhì)、高強和耐火阻燃等特性，因此可以彰顯出較為理想的承重能力和防火功能，在具體運用的過程中能夠規(guī)避火災事故。

伴隨著建筑材料日益多元，多孔金屬材料受到了廣泛的關(guān)注，其在具體運用的過程中，適當?shù)奶钛a了傳統(tǒng)保溫材料的不足之處，彰顯出較為優(yōu)良的視覺效果，因此被工業(yè)人士給予了高度關(guān)注，同時受到了設(shè)計師的認可[5]。

2.3 汽車及航天領(lǐng)域

多孔金屬材料屬于較為理想的結(jié)構(gòu)材料，因此可以適當?shù)倪\用至汽車和航天領(lǐng)域。其具備著較為理想的高度標準和吸音性能，如多孔鋁已經(jīng)在汽車上得到了廣泛的應用，德國汽車公司研制的三明治式復合多孔鋁制車頂蓋板對比于傳統(tǒng)的鋼構(gòu)件體現(xiàn)出較為理想的剛度，相應的重量大大減輕。

此外，多孔金屬還具備著較為理想的阻燃和電磁屏蔽的性能，可在航天工業(yè)中發(fā)揮出具體的利用價值，比如適當?shù)倪\用多孔金屬材料取代蜂窩結(jié)構(gòu)材料，在制作飛機機翼金屬外殼的時候，可以適當?shù)睦么祟惒牧?，體現(xiàn)出較為優(yōu)良的支撐效果。還包括宇宙飛船的起落架和宇航員空間行走的保暖裝置等均可以采取多孔金屬材料。

3 結(jié)語

在工業(yè)水平穩(wěn)步提升的今天，科學技術(shù)的進一步受到廣泛關(guān)注，人們開始在科學技術(shù)的基礎(chǔ)之上，探尋符合工業(yè)發(fā)展的新模式，新型材料的出現(xiàn)滿足了人們更高的要求。多孔金屬材料的應用價值尚未被全部開發(fā)，仍有較大的探索空間，等待著人們?nèi)シe極的了解此類材料的實際利用價值和優(yōu)良的性能。多功能復合材料現(xiàn)已成為必然的發(fā)展趨勢，因此還需要結(jié)合當前國家工業(yè)化生產(chǎn)的整體趨勢，積極的關(guān)注新型材料的合理開發(fā)和利用，使其為國家的能源、國防和建筑等各個產(chǎn)業(yè)提供有效的支持。